航空直流起动发电机输出轴断裂故障分析

钱兴良，罗载奇，蒲晓霞，马前容

航空直流起动发电机输出轴断裂故障分析

钱兴良，罗载奇，蒲晓霞，马前容

(中国燃气涡轮研究院，四川成都610500)

简述了某航空直流起动发电机输出轴在设计上为保护发动机安全而采取的措施，分析了引起直流起动发电机输出轴薄弱环节断裂的因素，确定了某小型发动机用起动发电机输出轴断裂的原因。根据该故障原因，制定了解决方案，并付诸试验验证。验证结果表明：排查分析得到的导致电机轴薄弱环节断裂的原因正确，制订的解决措施合理，效果令人满意。

直流起动发电机；输出轴；断裂；电源特性；冲击扭矩

1 引言

直流起动发电机(以下简称电机)作为电起动机的一种，广泛应用于航空涡轴发动机、小型涡喷/涡扇发动机和微型发动机上。在不同的高空、地区、气象、季节等复杂环境条件下，航空电机的工作状况相当复杂，会出现各种故障[1～3]，有些故障甚至可能危及到发动机安全。为保障发动机安全，作为转子主要传力(受力)部件的电机输出轴(以下简称轴)，一般情况下都设计有一个薄弱环节(见图1)。当扭矩超过该薄弱环节的扭矩极限时，要求轴被扭断以保护发动机不受破坏或损伤。

2 故障现象概述

图1 轴结构示意图Fig.1 The sketch map of shaft configuration

某小型发动机采用的直流起动发电机，通过卡箍与发动机附件机匣连接，并设置定位销/孔。为了便于维护和更换，轴采用花键联接方式的“软轴”结构(见图1)，具有约3°的偏心调整能力，穿于电机转子的空心轴中[4]，通过花键与发动机传动系统联接。……