新型航空发动机工艺孔销钉封堵装置设计与应用

一、引言

航空发动机工艺孔封堵是保障整机性能的重要节点。当前采用的主要方式是传统的销钉封堵工艺，但是太依赖人工操作，导致其精度差、可靠性低、效率低。

通过多方面调查，设计出了一种新型的封堵装置，通过原理创新与模块化方式，解决传统工艺的痛点，同时能够在多型号发动机上使用，为航空制造提供低成本、高可靠的技术方案。

二、传统机械销钉封堵工艺的核心局限

传统的封堵工艺以“人工对准 ⁺ 简易压装”为核心，其核心问题：一是扛不住发动机不同部位的工作环境，二是得两个人配合操作，手法和配合度不一样，很难满足密封要求。

新型机械结构销钉封堵装置设计

2.1 装置总体设计理念

该装置以核心设计原则为适配性强，简便化高，成本低：采用模块化架构，通过快换组件多工艺孔的全覆盖；依托机械传动与自校准结构，提升其适配性；在密封设计上，结合发动机不同区域的温度、压力特性，优化密封材料与预紧结构，从而提升全工况可靠性。

2.2 核心模块创新设计

2.2.1 定位卡盘的作用就是让销钉和工艺孔精准对上，它的创新在于把 “锥形导向自动对准” 和 “快速换规格” 这俩个功能融到一起了 1. “锥形导向自动对准”—— 卡盘前面的导向头是带锥度的，倾斜比例是 1:50。只要把这个锥形头往工艺孔里一放，它能自己把销钉和孔 “对不准的偏差” 修正过来；2.“快速换规格的卡爪”—— 卡爪是模块式设计，跟卡盘主体用定位销固定着，使其便携性大幅度提高。而且卡爪内侧不是平的，照着销钉的公差做的弧形槽，再配上一根弹簧，能自动把销钉夹紧。

2.2.2 机械压装机构：力-速平衡的传动设计

机构为“手摇轮 + 蜗杆蜗轮 + 滚珠丝杠” 靠这些机械件配合 —拧手摇轮带动齿轮转，再通过丝杠把转动变成推销钉的力，操作简单还能保证销钉不跑偏；另外力气能调也不会超力，机构上装了调力的弹簧装置，可以换不同硬度的弹簧进行调节，能调出 0-500 公斤的力，等压到预设的力气时，会有机械挡块顶住，进行限位，不会将工艺孔的壁压坏。

2.2.3 密封预紧组件：全工况适配的密封设计

根据发动机工作环境不同，所以密封件专门做了 “多层结构 + 弹簧补缝” 的设计。其中密封环是三层叠一起的。

2.3 装置操作与维护特性

2.3.1 操作流程简化

装置全机械手动操作，流程仅需 4 步： ① 根据工艺孔规格更换对应卡爪与密封环； ② 人工装夹销钉，锥形导向头对准工艺孔； ③ 预设压装力，转动手摇轮完成压装； ④ 通过气动测漏验证密封，合格后撤离。整个过程逻辑清晰，操作简便，操作人员经 2 小时培训即可熟练掌握，大幅降低人员培养成本。

2.3.2 维护便捷性设计

装置维护的理念“低成本 + 易操作”： ① 关键运动部件设专用润滑孔，定期注入高温润滑脂即可，维护周期达 500 小时； ② 快换卡爪、密封环等易损件采用标准化设计，备件库存种类减少 70% 。

三、试验验证与产业应用

3.1 多场景产业应用

3.1.1 国内企业，将该封堵装置用在了给C919 大飞机配的涡扇发动机上，专门做它压气机部分的工艺孔密封工作.该装置的优点在于能快速更换的卡爪配件，换个对应尺寸的卡爪，就能适配不同大小的孔，不用换整套设备。

3.1.2 军用涡喷发动机维修在军用涡喷发动机大修过程中，装置适配涡轮机匣高温区域的工艺孔封堵：因军用发动机长期处于高振动、高温工况，传统密封易失效；装置的机械结构抗振动能力强，复合密封环选用全氟醚橡胶后，可耐受涡轮区短期 320^∘C 高温，维修后发动机密封可靠性提升，大修间隔延长200 小时。

四、结语

1. 设计的纯机械结构销钉封堵装置，通过“自校准定位+机械力控压装+全工况密封”的创新，解决了传统工艺在精度、可靠性与效率上的短板，且具备多规格适配、维护便捷的优势，完全适配航空制造现场的复杂环境；

2. 实际应用表明，装置可覆盖民用涡扇、军用涡喷等多型号发动机的 工艺孔封堵需求，较传统工艺实现精度、可靠性与效率的协同提升，全生 命周期成本显著降低

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