某发动机双速传动装置棘轮离合器制动爪断裂分析研究

张强 郭海燕

中国航发贵州黎阳航空动力有限公司 贵州贵阳 550014

双速传动装置棘轮离合器为实现涡喷航空发动机与起动-发电机状态转变的功能装置[1-2]，发动机起动时，电源起动起发电机通过棘轮离合器带转航空发动机起动。发动机起动成功进入工作状态后，在离心力作用下制动爪收起，双速传动装置棘轮离合器不工作，发动机动过滚棒离合器带转起发电机，起发电机进入发电状态向飞机供电制动爪损伤将直接导致起动-发电机不能带转发动机，发动机不能正常起动[3]。对断裂的制动爪进行了分析，明确了失效模式，分析确定失效原因。

1 试验过程与分析

1.1 外观检查

某发动机完成长试后进行分解检查，在附件机匣内腔发现大量金属碎屑，打开双速传动壳体，双速传动装置腔体内有大量的金属碎块及碎屑，进一步检查发现棘轮离合器的一个制动爪已经断裂，离合器销子上仅残留了1 个凸耳（图1）。棘轮离合器在转动方向前缘的各棱角或结构凸起处均有不同程度的损伤，机匣壳体内壁有碰伤及擦伤痕迹。

图1 碎裂制动爪残留凸耳情况

1.2 断口分析情况

从离合器销子上分解下来的断裂制动爪残留凸耳，在扫描电镜下进行断口观察。断口均有明显的疲劳断裂特征，疲劳区扩展充分且弧线明显，但无清晰的疲劳条带，断面完整且无明显损伤。疲劳源区位于制动爪短爪窗口R处（图2红色箭头所示），沿红色线扩展。

图2 故障件制动爪残留凸耳疲劳断面