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发动机电缆修理方法研究

论文作者:机电论文
发表时间:2016-9-9

摘要:发动机电缆结构复杂,故障情况多样,常规的电缆修理方法不仅成本较高,而且维修效果并不是很理想。由于发动机电缆的修理质量,直接关系到发动机使用的可靠性。因此,本文通过对一款大型发动机电缆的故障分析、研究,探索出一套提高该型发动机电缆修理质量的修理方法,以实现维修效果的提升,降低维修成本的目的。
  Abstract: The structure of engine cable is complex, and the fault conditions of it are various. The cost of conventional cable repair methods is high, and maintenance effect is not very good. The repair quality of engine cable is directly related to the use reliability of the engine. Through the analysis and study of the cable fault of a large engine, this paper explores a set of repair method of improving the repair quality of this engine cable to improve the repair effect and reduce the maintenance cost.
  关键词:发动机电缆;结构复杂;故障;可靠性;修理方法
  Key words: engine cable;complex structure;fault;reliability;repair methods
  中图分类号:TH165+.3 文献标识码:A 文章编号:1006-4311(2015)19-0132-03
  0 引言
  中航工业沈阳黎明航空发动机集团有限责任公司目前研制修理的一款大型发动机是我国空军主力飞机的配套产品。自动控制导线总管(以下简称发动机电缆)是该型发动机电气系统的主要管线,用于各附件的电气连接,从控制系统向发动机各功能传输信号指令,同时将发动机有关参数变成信号反馈到中央控制机构,以便操纵人员随时了解发动机的工作情况,随时调控,完成对发动机的操控。
  电缆不像其他设备那样有坚硬的外壳保护,是一种软的实体。因此在飞行、大修、以及维护等过程中,电缆较发动机上的其他设备更容易被损坏。然而在大多时候,这种危害并不是一下子就显现出来的(如屏蔽层的破坏),但这种实际存在的破坏会干扰飞机的某些使用性能。该型发动机主电缆是一种全新结构的轻型电缆,其结构和外观与原有其他型别发动机电缆存在很大的差别。
  1 该型发动机电缆常见故障分析
  1.1 屏蔽线不绝缘
  1.1.1 屏蔽线不绝缘的情况介绍
  发动机电缆屏蔽线是外部有导体包裹的导线。包裹的导体叫屏蔽层,一般为编织铜网或铜泊(铝),屏蔽层需要接地,外来的干扰信号可被该层导入大地,这时就不会有型号泄露出来,同时也不会被外部的电磁干扰,可以保证数据不出错,避免干扰信号进入内层导体干扰,同时降低传输信号的损耗。
  无论大修电缆还是检修电缆,电缆的屏蔽线与防波套不绝缘是制约电缆交付的主要问题。该类故障具有较强的隐蔽性,正常上试验器检查的过程很少暴露这一故障,多数是在特定位置上才能暴露出来。而且该类问题一经出现,疑点遍布整个导线总管,排除难度相当大,排故时间长。
  1.1.2 屏蔽线不绝缘的原因分析
  发动机电缆屏蔽线不绝缘现象频频出现的根本原因是新型机电缆采用新型的防护套和与原该型发动机电缆完全不同的新插头(见图2),它改变了尾附的固定方式,导致插头的内腔较短,灌注的密封胶不能盖住屏蔽导线的切口,而且尾附固定过程中也给导线施加了较大的压紧力,容易使屏蔽线切口的金属丝受力穿透绝缘层,与防护套内的金属线丝接触,使电缆形成短路,不能满足发动机使用要求。原有老结构发动机使用的电缆很少出现该类问题,首先是由于它的电缆内部导线的绝缘防护做的非常好,在整根导线股上都缠有氟塑料薄膜,其次,原有发动机电缆采用的插头(见图3),它的尾附固定方式为螺纹连接,整个插头内腔比较深,灌注的密封胶可以覆盖屏蔽层切口,起到有效的绝缘作用。而且螺纹连接的尾附不会对导线造成挤压,也有效减少了可以产生该类问题的几率。因电缆结构不同,现针对屏蔽线不绝缘问题的修理方法不适用于新型发动机的修理,不能有效杜绝屏蔽线不绝缘的现象。因此,急需一种方便实用,又可以一次修理就可以保证屏蔽线切口绝缘的修理方法。
  1.2 导线绝缘层损坏
  1.2.1 导线绝缘层损坏的情况介绍
  新型机电缆修理过程中发现,有导线绝缘层有磨损露出芯线现象,按现行文件要求需要更换整根磨损的导线。因为导线总管中大多数导线都与接线盒里面的线路板相连,每根连接线板的导线都呈鱼钩状勾住接线柱,经过电烙铁焊接焊接。接线柱之间间隙狭小,如果要把单根导线从接线柱上分解下来,必须先把与该导线相邻接线柱上的导线先分解下来,然后才能操作该导线。分解及焊接的过程中极有可能损伤其它导线,因此整个过程操作难度很大,周期长。
  1.2.2 导线绝缘层损坏的原因分析
  新型发动机的防护套采用非金属和金属丝混编而成,很容易造成磨损,从修理统计中也可以看出,防护套磨损情况特别普遍。防护套直接套在导线外部,之间没有任何其它保护装置。防波套磨损后就会直接磨损导线,如果导线绝缘外皮磨损露出导线线芯或屏蔽层,会直接影响信号的传输,不能继续使用,必须更换损坏的导线,但如果只是绝缘层损坏,更换导线一方面需花费大量的时间和人力,另一方面,更换导线难度非常大,容易造成整根电缆的报废。   1.3 电缆插头虚连
  1.3.1 电缆插头虚连故障介绍
  “CO”信号是某系列发动机的一类典型故障,意思是“减小转速”。其作用是告知飞行员发动机相关部件或系统出现故障,应及时采取措施,以避免发动机甚至飞机的严重损坏和重大安全事故的发生。电缆插头导线根部与插脚脱焊或折断产生虚连,导致飞机CO信号错误报警,外场曾经发生过几起因插头虚连而导致CO信号虚报警。
  1.3.2 电缆插头虚连原因分析
  发动机电缆焊接采用电烙铁(300W)锡焊焊接方法,将导线与插头插脚焊接在一起,之后往插头内部注入预先配制好的国产密封剂进行绝缘保护。当插头焊接处导线与插脚脱焊或导线在焊接根部折断时,因有密封胶保护,在电缆静态时一定的角度上导线还是与插脚连接,线路呈连接状态,体现不出故障。因此,常规的检查方式很难发现插头虚连,该故障隐蔽性很强,只有在电缆特定装态某个角度下才能将故障曝露出来,因此快速准确无误地排查插头虚连故障点是电缆修理的一个难点。
  2 该型发动机电缆常见故障修理
  2.1 屏蔽线不绝缘修理
  这种故障的发生都是由于导线屏蔽层切口处绝缘层损坏导致,外购该型机电缆在此处的处理相对比较简单,仅使用一层自粘胶带,这样,时间一久由于浸油,磨损会导致自粘胶带失效,使有钢丝切口的屏蔽线与外保护套搭接形成短路,这样就不能起到长期的保护作用。针对该故障,采用下述修理方法。
  ①对于防护套延伸到插头内部的电缆分支,分解保护套,尾附,插头,去掉橡胶管、绝缘胶带,除去密封胶。
  ②去除导线屏蔽层的毛刺,用氟塑料薄膜缠绕屏蔽线切口,后一端与前一端重叠50%,缠绕8-10层,在薄膜外层缠绕自粘胶带,固定薄膜接口处,缠绕均匀,整齐。
  ③处理保护套把分解后的保护套分散处剪短,使其控制在分插头外侧并用安装线束固定。
  ④恢复插头装配,注胶,用500伏电阻表测屏蔽线的绝缘电阻。
  ⑤对于防护套固定点在插头外部的,直接打开防护套进行修理。
  2.2 导线绝缘层损坏修理
  ①将附件插头分解下来,拆掉防护套上的安装线束,将防护套从导线上褪下。
  ②用氟塑料薄膜缠绕导线绝缘外皮破损部位,并适当向两端延伸。在薄膜外层缠绕自粘胶带,缠绕应均匀,整齐。
  ③更换新保护套。
  ④用500伏电阻表测量导线的绝缘电阻,要求不小于20兆欧,并对装配好的电缆用测试试验器测量,要求在规定值内。
  2.3 电缆插头虚连的修理
  针对电缆插头虚连故障隐蔽性强,不易发现的特点,在试验器上进行性能检查时,要求用手轻微晃动电缆,变换不同角度检查电气性能,保证电缆最大限度的曝露虚连故障点。同时在修理过程中针对出现CO信号频率较高的5个附件插头(将连接滑油压力传感器插头、连接滑油温度传感器插头、连接振动传感器插头、连接滑油金属屑信号器插头、连接喘振信号器插头)按大修工艺进行分解、除胶、重新焊接工作,有效降低了电缆插头虚连故障的发生的几率。
  3 发动机电缆与老结构发动机电缆差异
  老结构发动机电缆是采用金属屏蔽编织层内设有硬塑料软管作为防护套来保护导线,这种金属屏蔽编织层内部有氟塑料管,而且质地较硬,可以保护导线避免电缆受外界因素作用下导致内部导线折断、破损等。
  该型发动机电缆是不同于原有老结构电缆的新型、先进的航空发动机电缆,自动控制导线总管改变了原有发动机的屏蔽软管保护的方式,采用由安装线束、防护套等保护电缆,电缆防护套由金属丝与非金属丝压延缠绕后多股编织而成,柔软、轻便具有一定的伸缩性。电缆的结构以及布局发生变化,电缆分支走向有所不同,取消了老结构发动机电缆分支处的转接器。导线之间是按照插头走向用线束固定的,采取用条带捆扎的方式确定分支。整个发动机电缆重量更轻,更柔软。
  4 发动机电缆修理相较于老结构电缆修理的优势
  从以往电缆修理情况看,电缆防护套的耐磨性差,磨损情况较普遍。当磨损不严重时可用安装线束ЖАрМВПр沿径向缠绕包覆。当磨损严重,防护套大面积损坏时,在不影响与发动机正常装配的前提下,可用破开的防护套缠绕损坏部分,并在缠绕部分用安装线束扎紧,较老结构电缆大大提高了修理质量和修理效率。
  该型发动机的电缆比老结构发动机电缆多出X121和X122两个插头,多出的电缆插头在发动机上连接热金属屑信号器(见示意图1)。多出的X121和X122号电缆插头与正常的老结构发动机电缆上的插头结构一样,可按其修理。电气性能检查用检验灯(3V)检查导通。用兆欧计(500V)检查绝缘电阻,绝缘电阻不小于20ΜΩ。同时更改了老结构主电缆的电气性能检测设备,使其兼备两种结构电缆的检测功能,进行电气性能检查时,允许在更改后的电缆试验器上进行。
  5 结论
  发动机电缆是发动机控制信号及反馈信号传输的主要途径,电缆的修理质量,关系到整个发动机的寿命期内电缆能否安全可靠工作,正确传输信号。因此,该电缆修理方法的研究,一方面解决了目前新型发动机修理备件资源紧缺的难题,另一方面也降低发动机的修理成本,同时也提高了该公司电缆的修理水平。
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