航空發(fā)動機裝配難點與裝配質(zhì)量控制措施

2024年3月28日發(fā)(作者：田宇翔)

航空發(fā)動機裝配難點與裝配質(zhì)量控制措

施

摘要：航空發(fā)動機作為一項高精度設(shè)備，對制造和裝備精準度的要求非常高。

航空發(fā)動機是由眾多零部件組成的，而且各零部件對精準性的要求非常高，因此，

對航空發(fā)動機的裝配質(zhì)量提出了更高的要求。影響航空發(fā)動機裝配作業(yè)的因素較

多，為了能夠進一步提升航空發(fā)動機的裝配質(zhì)量，就需要深入分析各環(huán)節(jié)的影響

因素，采取針對性的措施進行管控，以便能夠從整體上提升航空發(fā)動機的裝配質(zhì)

量。航空發(fā)動機裝配工作的進行，通過做好事前預防、裝配環(huán)節(jié)的質(zhì)量監(jiān)督以及

關(guān)鍵點的管控等各項工作來保障發(fā)動機的裝配質(zhì)量。鑒于此，本文立足于航空發(fā)

動機的功能概述，圍繞發(fā)動機的裝配難點以及質(zhì)量管控措施展開如下探討。

關(guān)鍵詞：航空發(fā)動機 ；裝配 ；質(zhì)量

1.發(fā)動機功能概述

在熱力產(chǎn)品中，航空發(fā)動機作為重要部件，發(fā)揮著非常關(guān)鍵的作用。航空發(fā)

動機不僅是單一的動力機器，要求其系統(tǒng)布局科學、嚴謹，要保障每個零部件的

功能和性能。發(fā)動機也被稱之為機器的“心臟”，其具有如下功能作用：（1）

以動力方式將能量呈現(xiàn)出來，具有傳動動力的作用，從而為機械產(chǎn)品的高效運轉(zhuǎn)

奠定良好的基礎(chǔ)。（2）發(fā)動機具有安全保障作用。一旦發(fā)動機運作失效，將會

影響產(chǎn)品的安全性，最終因裝配問題和發(fā)動機故障而增加產(chǎn)品出現(xiàn)風險事故的幾

率。（3）影響產(chǎn)品的使用壽命。發(fā)動機作為基礎(chǔ)部件，對整個產(chǎn)品的使用壽命

有著很大的影響，主要是因為受發(fā)動機自身裝配問題以及磨損消耗等方面因素的

影響，一旦發(fā)動機出現(xiàn)嚴重的質(zhì)量問題，就會影響零配件的穩(wěn)定性，長此以往將

會大大降低發(fā)動機的使用壽命

[1]

。

2.影響航空發(fā)動機裝配質(zhì)量的因素

2.1航空發(fā)動機結(jié)構(gòu)復雜裝配技術(shù)要求較高

航空發(fā)動機的裝配涉及眾多零部件，其裝配質(zhì)量直接決定著發(fā)動機的性能，

為了能夠新一步提升航空發(fā)動機的裝配質(zhì)量，就需要將各工序有序連接起來。航

空發(fā)動機裝配工作的進行，主要用到的是人工裝配方法，由于該環(huán)節(jié)的工序多、

涉及不同工種的眾多人員，因此，受人員分工以及環(huán)境因素的影響較大，最終導

致具體航空發(fā)動機裝配工作的開展容易出現(xiàn)漏裝以及錯裝等現(xiàn)象的出現(xiàn)，嚴重影

響了航空發(fā)動機的裝配進度和裝配質(zhì)量

[2]

。航空發(fā)動機的裝配式一項小批量的離

散性生產(chǎn)作業(yè)，再加上發(fā)動機型號比較多，航空發(fā)動機裝配作業(yè)因發(fā)動機型號的

不同，對工序的要求也各不相同，尤其是對于一些新型航空發(fā)動機，由于裝配工

序和工藝沒有完全確定，裝配工人和工藝的不成熟大大降低了航空發(fā)動機的裝配

精度。

2.2航空發(fā)動機的裝配質(zhì)量管理意識不強

航空發(fā)動機的裝配對技術(shù)含量的要求非常高，要想從整體上提升裝配質(zhì)量，

就需要從技術(shù)層面入手，加大對航空發(fā)動機的裝配管理力度，通過不斷強化管理

意識，完善管理方法，使航空發(fā)動機裝配與質(zhì)量標準要求一致，保障航空發(fā)動機

的裝配效果。以往航空發(fā)動機裝配工作的進行，通常都存在著重進度而忽視日常

管理的現(xiàn)象，尤其是在裝配作業(yè)量較小的時候，沒有充分利用閑暇時間對員工進

行思想教育，致使員工缺乏質(zhì)量意識，在問題的處理上應對能力不足，上述問題

的存在都是影響航空發(fā)動機裝配質(zhì)量的主要原因

[3]

。

3.提高航空發(fā)動機裝配質(zhì)量的應對措施

3.1航空發(fā)動機裝配前的準備與預防控制

航空發(fā)動機裝配工作的進行，需要用到眾多施工技術(shù)和施工工藝，并且要積

極做好一系列前期準備工作，加強設(shè)計部門和技術(shù)部門之間的交流與溝通，尤其

是要重點溝通航空發(fā)動機裝配過程中的技術(shù)要點和難點，以便為后續(xù)裝配工作的

高質(zhì)量開展奠定良好的基礎(chǔ)。同時，要保障航空發(fā)動機裝配過程中各部門工作的

協(xié)調(diào)性，在標準制度的約束下確保各部門之間工作的有序推進。值得注意的是，

要做好航空發(fā)動機裝配工人技能和安全培訓工作，并且將獎懲機制全面貫徹落實

到位，提升航空發(fā)動機的裝配效率

[4]

。具體開展裝配工作前，要模擬航空發(fā)動機

的裝配過程，明確其中可能存在的問題，并制定針對性的防控策略。此外，航空

發(fā)動機裝配工作是在各工種的相互配合下進行的，對此，應該基于裝配需要提前

設(shè)計，使裝配工作如期進行。

3.2航空發(fā)動機裝配過程中的關(guān)鍵點控制

航空發(fā)動機的裝配涉及到眾多環(huán)節(jié)，為確保該項工作的高質(zhì)量開展，就需要

保障每個環(huán)節(jié)的裝配作業(yè)精度，確保其精準度達標。為了能夠進一步提升航空發(fā)

動機的裝配效率，就需要用到關(guān)鍵的點監(jiān)控方式，通過做好航空發(fā)動機裝配過程

中的質(zhì)量監(jiān)督工作，深入分析航空發(fā)動機裝配環(huán)節(jié)的關(guān)鍵點，能夠有效把控航空

發(fā)動機的裝配質(zhì)量，并且在一些專業(yè)設(shè)備或者工具的輔助下高質(zhì)量開展裝配作業(yè)

[5]

。特別是對于一些大型結(jié)構(gòu)的裝配，由于這類構(gòu)件的體積和重量大，因此，使

用吊車裝配方法不僅過程復雜，而且難度大，對此，就需要借助具有可調(diào)功能的

設(shè)備來約束裝配工作的規(guī)范化開展，保障裝配質(zhì)量。

3.3做好航空發(fā)動機裝配過程中的協(xié)調(diào)調(diào)度

航空發(fā)動機裝配工作的進行，如果過度強調(diào)裝配質(zhì)量或者裝配進度，都會影

響最終的裝配效果。因此，裝配工作的具體落實，要嚴格進度要求進行裝配作業(yè)，

并且要對整個裝配過程進行全方位管控，以便能夠及時應對裝配過程中存在的各

種問題，在保障裝配質(zhì)量的同時，提升裝配效率。

4.智能化裝配技術(shù)發(fā)展體系

4.1裝配工藝優(yōu)化技術(shù)

航空發(fā)動機智能裝配式基于 MBD 模型的裝配工藝，是在傳統(tǒng)裝配工藝路線

上創(chuàng)新得來的。通過對影響裝配質(zhì)量的因素進行分析，得知單元體裝配、工步時

間以及各工序的流程等都是影響裝配質(zhì)量的主要原因，對此，必須以建設(shè)智能裝

配生產(chǎn)線規(guī)劃目標為導向，重視工藝防錯，做好防漏設(shè)計，以便能夠從整體上提

升裝配工作質(zhì)量，盡可能縮短裝配周期。在此基礎(chǔ)上，通過優(yōu)化生產(chǎn)節(jié)拍、明確

裝配工藝規(guī)程、運用智能化設(shè)備以及智能化管控技術(shù)做好航空發(fā)動機裝配作業(yè)

[6]

。

如圖1所示為航空發(fā)動機智能裝配工藝路線圖，該裝配工藝要點如下：（1）是

一項基于均衡節(jié)拍的裝配工藝技術(shù)。（2） MBD 模型的工檢合一能夠優(yōu)化配置結(jié)

構(gòu)化工藝規(guī)程技術(shù)。（3）基于線混裝配的重構(gòu)工藝技術(shù)。

圖1裝配工藝優(yōu)化路線

4.2規(guī)劃仿真優(yōu)化技術(shù)

結(jié)合航空發(fā)動機裝配產(chǎn)能需求，裝配工作的實施要重點考慮到生產(chǎn)線的建設(shè)

條件，在數(shù)字化環(huán)境下科學合理布局單元體以及總裝生產(chǎn)線的設(shè)備、工裝以及物

流系統(tǒng)等，結(jié)合裝配工藝流程對生產(chǎn)制作環(huán)節(jié)進行模擬，以便能夠及時發(fā)現(xiàn)單機

或者混線生產(chǎn)制造環(huán)節(jié)影響質(zhì)量的因素，并對人機工程的可操作性進行仿真，在

此基礎(chǔ)上制定出合理可行的實施方案，形成最優(yōu)的生產(chǎn)線，提高生產(chǎn)效率，這樣

一來也能夠盡可能減少生產(chǎn)線的硬件成本投入，將生產(chǎn)周期降到最低，建立完善

的產(chǎn)線風險應對體系。在此過程中，技術(shù)研究重點主要包含以下方面：（1）要

注重裝配過程生產(chǎn)線的產(chǎn)能仿真以及技術(shù)優(yōu)化。（2）做好裝配過程生產(chǎn)線物流

仿真以及技術(shù)優(yōu)化。（3）結(jié)合虛擬、現(xiàn)實數(shù)據(jù)對相關(guān)技術(shù)進行深入分析。

4.3 智能物流技術(shù)

組成航空發(fā)動機的零件多達上千萬個，要確保各零件達到單件溯源要求。因

此，零件的制造至部裝以及總裝流轉(zhuǎn)過程相對復雜，尤其是對于形似葉片類精密

零部件的加工，由于很難辨別這類零部件的外觀和形狀，因此，在關(guān)鍵的裝配工

位，容易出現(xiàn)反復測量和反復拆裝的現(xiàn)象。對此，必須加大對智能物流技術(shù)的研

究力度，基于物聯(lián)網(wǎng)和智能管控技術(shù)，形成物料識別、物料標簽、精準配送以及

位置跟蹤等完善的智能化系統(tǒng)

[7]

。由于發(fā)動機的物料信息存在著配送響應慢以及

實時性差的特點，因此，影響了整個工程項目的交付進程，降低了裝配效率，無

法保障生產(chǎn)成本。對此，需要注重以下技術(shù)方面的內(nèi)容：（1）對發(fā)動機零件，

做到數(shù)字化身份標識管理。（2）科學合理使用物料數(shù)據(jù)采集以及物料自動識別

技術(shù)。（3）使用串行或并行裝配物料精準化配送技術(shù)。（4）結(jié)合制造技術(shù)配套

齊全的各項技術(shù)性指標。（5）科學合理應用自動標印技術(shù)做好零部件的裝配工

作。

4.4智能檢測技術(shù)

發(fā)動機裝配環(huán)節(jié)，裝配深度尺寸以及葉尖間距作為關(guān)鍵的參數(shù)指標，需要精

準測量相關(guān)參數(shù)，以檢具形式用機械式檢具，測量各關(guān)鍵部位，并且詳細記錄測

量結(jié)果。對于發(fā)動機外部裝配中保險絲以及管路裝配的測量，在查看其精準度時

如果使用人工目測的方法，不僅檢查方法單一，而且對一些標準很難進行評判，

在實際執(zhí)行環(huán)節(jié)溶體出現(xiàn)發(fā)動機外部錯漏、管路間隙不合格以及出現(xiàn)磕碰劃傷的

現(xiàn)象。

4.5智能裝備應用技術(shù)

發(fā)動機裝配工作主要是在大過盈量的軸孔配合下，借助螺栓連接而成的，因

此，對壓裝配力以及擰緊力矩的精準度要求比較高。航空發(fā)動機的裝配具有結(jié)構(gòu)

復雜、步驟多以及存在較差作業(yè)的現(xiàn)象，傳統(tǒng)裝配托架很難滿足實際作業(yè)要求，

而且還無法做到全方位、多角度裝配。傳統(tǒng)總裝脈動裝配需要用吊車在完成1個

工位的裝配作業(yè)后，在下1 個工位繼續(xù)進行裝配作業(yè)，這樣一來就很難滿足脈動

生產(chǎn)的節(jié)拍需求；而動力渦輪類的裝置，由于存在著大零部件的安裝作業(yè)，因此，

操作人員很難用托舉方法來調(diào)整其具體部位，在裝配過程中容易出現(xiàn)磕碰以及產(chǎn)

品損傷風險。對于上述現(xiàn)象，需要結(jié)合發(fā)動機的結(jié)構(gòu)特點制定智能化的管控系統(tǒng)，

實現(xiàn)對整個裝配過程相關(guān)數(shù)據(jù)信息的采集、分析和處理?；谥悄芑b配系統(tǒng)，

能夠進一步提升航空發(fā)動機的裝配質(zhì)量和裝配效率。當前，對這方面內(nèi)容的研究，

應該從以下環(huán)節(jié)入手：（1）要加大對航空發(fā)動機裝配緊固件智能擰緊技術(shù)的研

究力度。（2）要科學合理應用精準壓裝技術(shù)。（3）在多自由度柔性定位技術(shù)的

協(xié)助下進行發(fā)動機裝配工作。（4）分析外部管路AR 輔助裝配技術(shù)；（5）基于

AGV的 移載脈動裝配輸送對接技術(shù)；（6）人機協(xié)作輔助裝配技術(shù)；（7）基于機

器人自動化涂膠技術(shù)；（8）探究水平懸掛式脈動裝配輸送系統(tǒng)。

4.6故障智能診斷分析技術(shù)

對于航空發(fā)動機中存在的故障，要通過分析發(fā)動機裝配、試車以及故障排除

等環(huán)節(jié)的相關(guān)數(shù)據(jù)信息，以此為依據(jù)建立智能化的信息采集以及故障診斷專家系

統(tǒng)。通過深入分析故障類型以及故障的發(fā)生概率，就能夠形成裝配質(zhì)量以及強度

評價指標。通過分析發(fā)動機的故障模式，從不同層面對故障的發(fā)生率進行分析，

能夠制定出科學合理的故障應對策略。主要的技術(shù)研究重點如下：（1）基于知

識專家?guī)煜到y(tǒng)建立航空發(fā)動機故障模式。（2）科學合理使用發(fā)動機故障智能診

斷方法。

結(jié)語

總而言之，航空發(fā)動機的質(zhì)量與其使用性能息息相關(guān)，為了能夠從整體上提

升航空發(fā)動機的裝配質(zhì)量，就需要科學合理應用各種新興技術(shù)，從航空發(fā)動機的

裝配技術(shù)以及管理等層面入手共同做好航空發(fā)動機智能裝配管理工作。

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