本發明屬于航空發動機裝配制造領域，涉及航空發動機外部管路裝配修理技術，特別涉及一種航空發動機外部管路錐面密封研磨修復裝置和方法。

背景技術：

航空發動機外部管路密封形式主要采用錐面密封，密封結構示意圖見附圖1。這種密封形式所選用的密封元件一般采用金屬材料，能夠很好的滿足航空發動機燃油和滑油管路15℃至210℃工作條件下的密封需求。但是這種密封形式對密封面S精度要求很高，對內錐密封元件1和外錐密封元件8的錐面均有著色檢查要求，密接度不小于80％，沿圓周不間斷。若在裝配時因為操作不當造成錐面S損傷，將導致密封失效。

目前排除這種密封失效現象的主要工藝方法是：將密封元件拆下，進行修復加工或更換新件。但是在一般情況下，由于內錐密封元件是與管路焊接為一體，外錐密封元件與其安裝座設計為一體，因此所有密封元件均不易分解，需通過機械加工手段將其與相應連接部分切斷。密封元件修復加工完成后或更換新件后則又需要重新與原先連接部分焊接為一體，進行熱處理后方可再次使用。

采用這種工藝方法有以下幾個缺點：

首先，修復周期很長。從機械切斷拆分下，然后再焊接補加工后的或新的密封元件，再進行熱處理，整個周期大約需要7到10天。對于外場使用來說，如何不具備修復條件，需要進行返廠修理，運輸周期則需要3至8天。

其次，修復成本過高。該工藝方法，工序多、中轉多、對設備要求高，成本自然不會低。同時要使考慮的返廠修理的運輸成本，修復成本將進一步增加。

另外，修復可操作性差。對于部分外錐密封元件，若與其連接的主題結構尺寸很大，焊接后無法進入熱處理爐，該工藝將不可實現。

技術實現要素：

針對現有技術存在的不足，本發明目的在于提出了一種航空發動機外部管路錐面密封研磨修復裝置和方法，降低該類零件修復的周期和成本，為外場受損外部管路快速復裝提供保障。

本發明是通過下述的技術方案實現的：

一種航空發動機外部管路錐面密封研磨修復裝置，包括內錐面修復裝置和外錐面修復裝置；內錐面修復裝置包括內錐面研磨棒和壓緊螺套，內錐面研磨棒一端設計為外錐體，外錐體大端直徑尺寸大于錐面密封結構的內錐密封元件錐面大端直徑，外錐體錐面的外法線夾角名義值與內錐面密封元件內法線夾角相同，外錐體錐面與內錐密封元件錐面密接度不小于80％，沿圓周不間斷，內錐面研磨棒另一端為尾柄，尾柄直徑小于壓緊螺套內部通孔直徑；壓緊螺套設有柱形外螺紋，螺紋與錐面密封結構的外套螺母內螺紋相耦合，壓緊螺套與外套螺母配合用于壓緊內錐面研磨棒；

外錐面修復裝置包括外錐面研磨棒和外套壓緊螺母，外錐面研磨棒一端為內錐體，內錐體大端直徑大于錐面密封結構的外錐密封元件錐面大端直徑，內錐體錐面的外法線夾角名義值與外錐面密封元件內法線夾角相同，內錐體錐面與外錐面密封元件錐面密接度不小于80％，沿圓周不間斷，外錐面研磨棒另一端為尾柄，尾柄直徑小于外套壓緊螺母內部通孔直徑；外套壓緊螺母為與外錐面密封元件耦合裝配的外套螺母，外套壓緊螺母用于壓緊外錐面研磨棒。

進一步，壓緊螺套末端為六棱柱。

進一步，內錐面研磨棒另一端尾柄與外錐體連接部分為圓柱形光桿，光桿直徑比壓緊螺套內部通孔直徑小0.1mm；外錐面研磨棒(6)尾柄與外錐連接部分為圓柱形光桿，光桿直徑尺寸比外套壓緊螺母內部通孔直徑小0.1mm。

進一步，內錐面研磨棒尾柄另一端為帶滾花的手柄，手柄直徑比壓緊螺套內部通孔直徑小0.5mm；外錐面研磨棒尾柄另一端為帶滾花的手柄。

進一步，內錐面研磨棒和外錐面研磨棒選用鑄鐵類耐磨材料制成。

進一步，壓緊螺套和外套壓緊螺母選用不銹鋼類防銹蝕材料制成。

一種航空發動機外部管路錐面密封研磨修復方法：針對受損的內錐密封元件，選擇相匹配的內錐面研磨棒和壓緊螺套，在內錐面研磨棒的錐面上均勻涂抹研磨膏，內錐面研磨棒和內錐密封元件錐面貼合后擰緊壓緊螺套；然后沿著壓緊螺套擰緊方向的反方向旋轉壓緊螺套，旋轉角度10°至40°，使得內錐面研磨棒能夠自由旋轉即可；手持內錐面研磨棒尾柄部分，一邊向內錐密封元件施加推力，一邊旋轉內錐面研磨棒，達到研磨內錐密封元件的目的；

針對受損的外錐密封元件，選擇相匹配的外錐面研磨棒和外套壓緊螺母，在外錐面研磨棒的錐面上均勻涂抹研磨膏；外錐面研磨棒和外錐密封元件錐面貼合后擰緊外套壓緊螺母；然后沿著外套壓緊螺母擰緊方向的反方向旋轉外套壓緊螺母，使得外錐面研磨棒能夠自由旋轉即可；手持外錐面研磨棒尾柄部分，一邊向外錐密封元件施加推力，一邊旋轉外錐面研磨棒，達到研磨的目的。

進一步，沿著壓緊螺套擰緊方向的反方向旋轉壓緊螺套，旋轉角度10°至40°；沿著外套壓緊螺母擰緊方向的反方向旋轉外套壓緊螺母，旋轉角度10°至40°。

本發明包括內錐面修復裝置和外錐面修復裝置；內錐面修復裝置包括內錐面研磨棒和壓緊螺套，外錐面修復裝置包括外錐面研磨棒和外套壓緊螺母，手持內錐面研磨棒尾柄部分，一邊向內錐密封元件施加推力，一邊旋轉內錐面研磨棒，達到研磨內錐密封元件的目的；手持外錐面研磨棒尾柄部分，一邊向外錐密封元件施加推力，一邊旋轉外錐面研磨棒，達到研磨的目的。采用該裝置和方法研磨修復發動機外部管路錐面密封元件密封面時，操作簡單快捷，修復效率大大提升，而且特別適合外場修復，可以規避密封元件返廠修復的繁瑣工藝。

采用該裝置和方法后可以有效的降低發動機外部管路錐面密封元件修復的周期和成本，且可以做到現修現用，避免零件返廠，為發動機的正常運轉提供有力保障。

【附圖說明】

圖1錐面密封結構示意圖

圖2內錐面修復裝置結構示意圖

圖3外錐面修復裝置結構示意圖

其中：1-內錐面研磨棒；2-壓緊螺套；3-外套螺母；4-內錐密封元件；5-管子；6-外錐面研磨棒；7-外套壓緊螺母；8-外錐密封元件；9-安裝基體。

【具體實施方式】

下面結合附圖和具體實施例對本發明做進一步詳細描述：

如圖2所示，內錐面修復裝置包括：內錐面研磨棒1和壓緊螺套2，附圖2中的內錐密封元件4是受損元件，管子5是航空發動機上的管路，與內錐密封元件焊接為一體，外套螺母3在裝配使用過程壓緊內錐密封元件4。

內錐面修復裝置和方法的實現方案如下：

內錐面研磨棒1選用鑄鐵類耐磨材料。內錐面研磨棒1一端設計為外錐體，外錐體小端直徑為Φ4mm，外錐體大端直徑尺寸設計為大于內錐密封元件4錐面大端直徑，錐面的外法線夾角名義值設計為與內錐面密封元件4內法線夾角相同，配合著色檢查要求為密接度不小于80％，沿圓周不間斷。內錐面研磨棒1另一端設計為一個尾柄，尾柄與外錐連接部分設計為圓柱形光桿，光桿直徑尺寸設計為比壓緊螺套2內部通孔直徑小0.1mm；尾柄另一端設計為一個帶滾花的手柄，手柄直徑尺寸設計為比壓緊螺套2內部通孔直徑小0.5mm。壓緊螺套2選用不銹鋼類防銹蝕材料。壓緊螺套2一端設計為柱形外螺紋，螺紋的公稱直徑及螺距設計為與外套螺母3的內螺紋相耦合。壓緊螺套2另一端設計為一個六棱柱。壓緊螺套2的軸心設計有一個通孔，通孔的直徑比管子5的內徑小2mm。外套螺母3是與內錐密封元件4配合使用的緊固件，在裝配時，用于壓緊內錐密封元件4。內錐密封元件4和管子5焊接為一體，是航空發動機管路的一部分。

針對受損的內錐密封元件4，按照上述描述，選擇相匹配的內錐面研磨棒1和壓緊螺套2，按照附圖2進行裝配。裝配前在內錐面研磨棒1的錐面上均勻涂抹研磨膏；內錐面研磨棒1和內錐密封元件4錐面貼合后擰緊壓緊螺套2；沿著壓緊螺套2擰緊方向的反方向旋轉壓緊螺套2，旋轉角度約10°至40°，使得內錐面研磨棒1可以自由旋轉即可；手持內錐面研磨棒1尾柄部分，一邊向內錐密封元件4施加推力，一邊旋轉內錐面研磨棒1，達到研磨內錐密封元件4的目的。

內錐面研磨棒1與內錐密封元件4的錐面有著色檢查要求，密接度不小于80％，沿圓周不間斷。這與航空發動機外部管路錐面密封的技術要求相同。通過這種設計，一方面保證了該裝置的研磨工作面與待修復的錐面的同心，在研磨過程中能夠確保研磨面貼合很好，不會二次損傷待修復密封元件；另一方面也保證了使用本裝置和方法研磨修復的內錐密封元件4和與其相配合的密封元件的密接度，可以有效的恢復密封性能。

外錐面修復裝置和方法發明技術方案

如圖3所示，外錐面修復裝置包括外錐面研磨棒6和外套壓緊螺母7，附圖3外錐密封元件8是受損元件，固定在發動機基體上。

外錐面修復裝置和方法的實現方案如下：

外錐面研磨棒6選用鑄鐵類耐磨材料。外錐面研磨棒6一端設計為內錐體，內錐體小端直徑為Φ4mm，內錐體大端直徑尺寸設計為大于外錐密封元件8錐面大端直徑，錐面的外法線夾角名義值設計為與外錐面密封元件8內法線夾角相同，配合著色檢查要求為密接度不小于80％，沿圓周不間斷。外錐面研磨棒6另一端設計為一個尾柄，尾柄與外錐連接部分設計為圓柱形光桿，光桿直徑尺寸設計為比外套壓緊螺母7內部通孔直徑小0.1mm；尾柄另一端設計為一個帶滾花的手柄，手柄直徑尺寸設計為Φ5～Φ10mm。外套壓緊螺母7選用不銹鋼類防銹蝕材料，設計為與外錐密封元件耦合裝配的外套螺母相同即可。外錐密封元件8和發動機基體焊接為一體，是航空發動機管路的一部分。

針對受損的外錐密封元件8，按照上述描述，選擇相匹配的外錐面研磨棒6和外套壓緊螺母7，按照附圖3進行裝配。裝配前在外錐面研磨棒6的錐面上均勻涂抹研磨膏；外錐面研磨棒6和外錐密封元件8錐面貼合后擰緊外套壓緊螺母7；沿著外套壓緊螺母7擰緊方向的反方向旋轉外套壓緊螺母7，旋轉角度約10°至40°，使得外錐面研磨棒6可以自由旋轉即可；手持外錐面研磨棒6尾柄部分，一邊向外錐密封元件8施加推力，一邊旋轉外錐面研磨棒6，達到研磨的目的。

外錐面研磨棒6的錐面與外錐密封元件8的錐面有著色檢查要求，密接度不小于80％，沿圓周不間斷，這與航空發動機外部管路錐面密封的技術要求相同，通過這種設計，一方面保證了該裝置的研磨工作面與待修復的錐面的同心，在研磨過程中能夠確保研磨面貼合很好，不會二次損傷待修復密封元件；另一方面也保證了使用本裝置和方法研磨修復的外錐密封元件8和與其相配合的密封元件的密接度，可以有效的恢復密封性能。

內錐面修復裝置和方法的具體實施方式如下：

內錐面修復裝置和方法原理示意圖見附圖2。

(1)內錐面研磨棒1選用鑄鐵類耐磨材料，是本裝置和方法的主要工作元件，內錐面研磨棒1與內錐面密封元件4的錐面配合著色檢查要求為密接度不小于80％，沿圓周不間斷；

(2)壓緊螺套2與外套螺母3通過螺紋耦合連接，用于固定內錐面研磨棒1，同時使得內錐面研磨棒1的尾柄光桿部分可以在其通孔內自由旋轉；

(3)外套螺母3是與內錐密封元件4配合使用的緊固件，在裝配時用于壓緊內錐密封元件4；

(4)內錐密封元件4是待修復的密封元件，與管子5焊接為一體，是航空發動機管路的一部分；

(5)在使用該裝置和方法修復內錐密封元件4時，需按照附圖2進行裝配，裝配前在內錐面研磨棒1的錐面上均勻涂抹研磨膏；

(6)內錐面研磨棒1和內錐密封元件4錐面貼合后擰緊壓緊螺套2；

(7)沿壓緊螺套2擰緊方向的反方向旋轉壓緊螺套2，旋轉角度約10°至40°，使得手持內錐面研磨棒1時可以自由旋轉即可；

(8)手持內錐面研磨棒1尾柄部分，一邊向內錐密封元件4施加推力，一邊旋轉內錐面研磨棒1，在內錐面研磨棒1和研磨膏的共同作用下達到研磨內錐密封元件4的目的；

(9)待修復內錐密封元件4表面損傷研磨修復完成后，需要進行清洗烘干工序，方可進行復裝。

外錐面修復裝置和方法的具體實施方式如下：

外錐面修復裝置和方法原理示意圖見附圖3。

(1)外錐面研磨棒6選用鑄鐵類耐磨材料，是本裝置和方法的主要工作元件，外錐面研磨棒6與外錐面密封元件8的錐面配合著色檢查要求為密接度不小于80％，沿圓周不間斷；

(2)壓緊外套螺母7與外錐面密封元件8通過螺紋耦合連接，用于固定外錐面研磨棒6，同時使得外錐面研磨棒6的尾柄光桿部分可以在其通孔內自由旋轉；

(3)外錐密封元件8是待修復的密封元件，焊接在發動機上，可以視為航空發動機管路的一部分；；

(4)在使用該裝置和方法修復外錐密封元件8時，需按照附圖3進行裝配，裝配前在外錐面研磨棒6的錐面上均勻涂抹研磨膏；

(5)外錐面研磨棒6和外錐密封元件8錐面貼合后擰緊壓緊外套螺母7；

(6)沿壓緊外套螺母7擰緊方向的反方向旋轉壓緊外套螺母7，旋轉角度約10°至40°，使得手持外錐面研磨棒6時可以自由旋轉即可；

(7)手持外錐面研磨棒6尾柄部分，一邊向外錐密封元件8施加推力，一邊旋轉，在外錐面研磨棒6和研磨膏的共同作用下達到研磨外錐密封元件8的目的；

(8)待修復內錐密封元件4表面損傷研磨修復完成后，需要進行清洗烘干工序，方可進行復裝。

應用實例

《某型發動機燃油總管錐面接嘴損傷修復工藝優化方案》

某型發動機是在研動力裝置，由甲廠向乙廠配套提供燃油總管。在總裝過程中，由于操作不慎，導致燃油總管組件上一個分管的錐面接嘴密封面劃傷，裝配完成后進行密封試驗時發現存在打壓液體滴露現象，該分管密封失效。

由于乙廠沒有制造修復加工燃油總管的設備，為了盡快解決該問題，制定了將燃油總管返回甲廠修理的措施，并將意見反饋給甲廠。甲廠接到消息后，制定了燃油總管錐面接嘴損傷修復工藝方案：切下密封元件—在專用設備上進行機加修復—固熔熱處理—焊接—密封性檢查—時效熱處理—流量調試—入庫發運，初步估計需要周期20天，費用約4.5萬元。由于研制任務十分迫切，在乙廠得到甲廠的修復方案后，表示若因修復燃油總管耽誤20天時間，勢必將拖延總裝進度，不能接受該方案，一時陷入僵局。

為了縮短燃油總管錐面接嘴修復周期，降低返修成本，確保型號研制任務交付，經過對錐面密封原理的分析，設計出一種航空發動機外部管路錐面密封研磨修復裝置和方法。由于該裝置和方法設計簡單巧妙，僅用了1天就完成了該裝置的制造加工，設計者用了7分鐘在現場就完成了錐面接嘴的修復工作，經過現場打壓試驗，密封失效現象消失。

該裝置和方法的使用，避免了燃油總管的返廠修復工作，為采用錐面密封元件的航空發動機外部管路提供一種高效的修復表面損傷的方案，易于現場操作，極大地降低了該類零件的返修周期和成本。

根據對該型在研發動機外部管路的跟蹤了解，由于在試車過程中需要不斷的分解檢查，在分解復裝5次以內時，密封元件幾乎無損傷；但是當分解復裝20次時，已有約35％的密封元件都遭受了不同程度的損傷，密封失效。按照單臺修復35件密封元件計算，若按照老工藝進行返廠修復，單臺預計價格在80萬左右，維修周期需要一個月。而采用本裝置和方法后，每次分解即可進行維護性修復，無需返廠，單臺維修成本降低至約7000元，維修周期降低至約4小時。

7)在切割時利用線切割或砂輪切割去除增加的工藝補縮筋，并打磨干凈。

以上內容是結合具體的優選實施方式對本發明所作的進一步詳細說明，不能認定本發明的具體實施方式僅限于此，對于本發明所屬技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明構思的前提下，還可以做出若干簡單的推演或替換，都應當視為屬于本發明由所提交的權利要求書確定專利保護范圍。