HB Z 281-1995 航空发动机故障模式、影响及危害性分析指南.pdf

1、F咱2 1995-12-13发布中共空工飞一HB/Z 281-95 b 曰1996-01-01 工业总公司批准目次1 主题内容与适用范围. 2 引用文件. 3 一般要求. 4 实施步骤. 附录A航空燃气涡轮发动机典型零组件故障信息表(参考件). (1) (1) (1) (2) (13) 中华人民共和1 主题内容与适用范围1. 1 主题内容空工业、影响分析指南准HB/Z 281-95 本标准规定了航空发动机进行故障模式、影响及危害性分析(FMECA)的基本程序和方法。1.2适用范围本标准适用于航空发动机本体构件及其系统的研制阶段，也可用于生产和使用阶段，但不适用于软件。2 51用标准GJB 24

2、1 航空涡轮喷气和涡轮风扇发动机通用规范GJB 242 航空涡轮螺桨和涡轮轴发动机通用规范GJB 451 可靠性维修性术语GJB 630 飞机及机载设备工作单元代码的编制GJB 1391 故障模式、影响及危害性分析程序3 一般要求3. 1 故障模式、影响及危害性分析(FMECA)FMECA分为故障模式、影响分析(FMEA)和危害性分析(CA)两部分。航空发动机在其研制阶段应进行FMEAT作，根据型号要求和条件，可以选择进行CA工作。3. 2 约定层次在进行航空发动机FMECA工作时，其初始约定层次为航空发动机整机。应根据GJB1391中4.2. 3条的规定及航空发动机的特点规定最低约定层次。3

3、. 3 分析方法在进行FMECA工作前，应选择适当的分析方法。当产品技术状态不能明确确定时，即在初步设计阶段的前期，一般采用功能法。当产品技术状态较为明确时，即在初步设计阶段后期、详细设计阶段等，一般应采用硬件法。3. 4 故障判据中昌航空工业总公司1995-12-13发布1996-01-01实施HB/Z 281-95 应根据产品战术技术指标等文件的规定，并考虑故障影响程度或故障模式关键性确定故障判据。发动机整机故障判据的确定，应执行GJB241或GJB242的有关规定。3.5编码体系在进行FMECA工作时，应有统一的代码体系，采用的代码应满足GJB630等相应标准的有关规定.3. 6 严酷度

4、分类严酷度类别是给产品故障造成的最坏潜在后果规定的一个度量。航空发动机的严酷度分类如下=a. 1类(灾难的)这是一种会引起航空发动机严重损坏以致完全丧失功能的故障。b. II类(致命的一这是一种会引起航空发动机性能严重下降的故障。c. III类(I临界的)一一一这是一种会使发动机不能正常工作而需要提前拆换发动机的故障。d. IV类(轻度的)这是一种不足以导致提前拆换发动机及发动机寿命降低，但仍需一定的非计划维修工作的故障。3. 7 确定关键件对于航空发动机本体构件1，应参照FMECA的结果确定寿命关键件飞对于航空发动机附属系统，应参照FMECA的结果确定可靠性关键件3气注g日本体构件是指除GJ

5、B241、GJB242规定为监动机矗统以外的结构件.注2)寿命关键件是指寿命有限制的断裂的关键件、疲劳关键件和已确定翻幢间隔时间的附件.注目可靠性关键件是指出现故障后舍大大影响系统安全、功能、任务、或保障费用的掏件，直出现概率相对大.主要限于控制器和盎动机附件.3.8分级准目应根据GJB1391-92工作项目102中2.1的规定来确定故降模式的发生概率等级。4 实施步骤航空发动机FMEA工作应遵循图1的FMEA工作流程图。航空发动机的CA工作应遵图2的CA工作流程图。图中虚线框内的项目为分析准备工作，应在分析开始前完成，实线框内项目应按箭头方向依次进行。2 HB/z 281-95 收集信息4.

6、 1. 1 i王ti 一|法|定义被分析对象L J 4. . 2 绘性制框可图靠绘能制框功图4. 1. 4 * 4. 1. 3 * 寸I.-:-l 一产品Ill-1L3 单I类点、故E障类清故单障4. 1. II FMEA报告4. . 12 图1航空发动机FMEA流程图籍在对航空盎动机本体掏件进行FMEA王作时不做该项目工作HB/z 281-95 1.Fl.征X:A报告2.CA工作记录4.2.5 m赶型2A报告填写可靠性关键件清单4.2.4 绘制危害性矩阵图(定性分析)4. 2. 3 2. l , -l l分级准则IL一一_.JFMEA报告航空发动机CA(定性分析流程图4. 1 故障模式、影响

7、分析(FMEA)进行FMEA的目的是为了分析产品故障对发动机工作所产生的影响，并将每一故障按3.6条的规定进行严酷度分类，为设计更改提供依据，也为确定航空发动机的维修工作需求提供输入。本条以某型发动机涡轮组件为例，说明FMEA工作的具体步骤。4. 1. 1 收集信息进行FMEA工作应收集类似产品在相似使用条件下积累的有关信息。本标准附录A8X o. 8、4XO. 5改为4XO.8、曲6X 0.5改为6X 0.8 以增加壁厚2.在管子固定方式上，部分管子增加了支架和卡箍，以及改变管F的自振频率，提高其抗振强度滑油世漏，影响对|改进焊接过程，严格控轴承的供泊量，对轴|制焊药涂量与位置，除焊承工作不

8、利!药时，严格贯彻工艺规定进行多次冲洗与烘干备注i备注故障模式3. 故障原因疲劳引起裂纹、断裂，导管托架数不当，工作中引起振动，导管与机匣间间隙不够，管子或发动机振动引起管子与机匣相碰撞导管弯曲处，在弯曲时给力过大过猛，引起导管内部受损，工作时由受损处形成裂纹，管子壁厚较小，抗疲劳的强度不够，焊接工艺不当，导致麦丽沿品氧化微裂纹，膨胀余度不够HB/Z 281-95 续表A36故障影响如是滑油回油管，引起滑油消耗量加大，泄漏的滑油还会引起失火;如是滑油进油管，轴承会缺油而烧毁，导致发动机空中停车;如是燃油主输油圈断裂，引起发动机停车及火灾总之，导管折断，轻者引起系统工作不正常，重者导致停车、失火

9、，严重危及机飞行安全零部件名称=表A37承力螺钉、螺栓(4OCrNiMoA)减少故障的措施L合理选用导管的固定托架数2.保证导管与机匣的l可1隙i3弯管于时，一定按工艺1规程进行，避免产生力lIi工中的初始损伤l 4管壁厚度加大| 5.严格控制焊接温度与时间，采用熔点较低的HLCu-2戎HLCu-i 2a针料6设计中，应考虑有足够的膨胀余度7管子安装好后，测频: 备注故障模式故障原因故障影响减少故障的措施J 备注一1.氢脆断裂高强度钢对氢敏重要的承力螺钉、感，螺钉螺栓酸洗电螺栓断裂后，对发动中注意除氧镀中有氢渗入，如吸机的安全可靠工作有氢量加大，会导致氢较大影响脆断裂2.与螺母粘螺母拧紧过大，

10、戎对发动机正常工作螺母或螺杆上的螺附咬合工作中作用于螺杆、无影响，但会影响正纹处镀铜、银，装配螺栓上的负荷过大，常的分解工作，严重时，在螺纹处涂或长期在高温、大负时只能采取破坏性的MoSz砖油膏等涂荷作用下使金属问产分解料;螺母与螺杆采用生粘附咬着，材料选不同材料用不当3.应力集中螺杆的光杆部与螺重要的应力螺钉、螺纹与光杆部的转引起断裂纹部转接处有毛刺、螺栓断裂后，对发动接处必须圆滑转接，尖角等使应力集中过机的安全可靠工作有避免出现尖角、毛刺大，在拧紧过程中或较大影响工作中断裂现象61 H/Z 281-95 续表A37故障模式故障原因故障影响减少故障的措施备注4.螺栓伸拧紧力过大影响螺栓强度重

11、要的螺栓应规定拧长、缩颈紧力矩表A38零部件名称z连接螺栓故障模式故障原因故障影响减少故障的措施备注腐蚀材料抗腐蚀佳能差返厂发动机无法拆原用材料为35Nc6，仅卸下来，只能钻掉230C下工作抗腐蚀，而工作时机匣表面温度230C，因此，改用Z6NCT25，能在700C下抗腐蚀表A39零部件名称z螺桩故障模式故障原因故障影响减少故障的措施备注裂纹、断裂由于材料、温度的影初期，以发动机的将机匣定位面倒响.使埋螺桩的机匣比工作影响较小，如螺置，即膨胀较大的机与之相邻的机匣向外膨桩多根断裂，贝H对发匣用外止扣面，或改|胀得多，在工作中，螺桩动机安全工作带来危变机匣材料伸出部紧顶于机匣孔害中.作用于螺桩一

12、附加弯矩，长期工作，螺桩疲劳，出现裂纹，发展下去，出现断裂62 HB!Z 281-95 表A40零部件名称z保险锁片故障模式故障原因故障影响减少故障的措施备注折断1.锁片加工质量不高，留锁片折断后，螺钉设计与加工中应消有毛刺，如j伤等，或圆或螺帽、大螺帽松脱，除加工造成的应力集角太小轻者打坏其它零件，中s装配时，应使锁片2锁片与紧贴面间距紧度重者会使主轴滚珠轴与贴紧面紧密贴合s不够，造成工作中会微承脱落，转子串动，转锁片不可反复使用z动，引起疲劳断裂子与静子输向相碰，舌形锁片改用环形锁3.锁片反复折转后，强度卡死转子，造成空中片;采用螺纹胶饰、紧降低，甚至出现初始裂停车，危及飞机飞行纹安全表A

13、41零部件名称=起动发电机组合轴故障模式故障原因故障影响减少故障的措施备注折断频繁起动引起矩形花键齿1.发动机不能起动1定期检查花键齿面面撞击、磨损以及工作中长2.工作时不能发电的磨损情况期的微磨损，导致齿隙增加，2.提高零件表面粗糙更加大了起动时的撞击力，度等级以延缓裂纹最终使轴t出现疲劳裂纹，的发生在起动时的撞击下折断表A42零部件名称=起动发电机轴承故障模式故障原因故障影响减少故障的措施|备注保持架断裂强度不够滑油污染，光谱分析金属含量超差金属并拂接在一起63 HB/Z 28195 表A43零部件名称:起功系统故障模式故障原因故障影响减少故障的措施备注1.起动困难点火电咀的吹风管路影响发

14、动机起动，贻1.定期检查吹风管路漏气，工作中不能吹除误战机管接头的密封情况积炭，积炭使电咀间隙2.检查电咀火花情减少甚至短路形成弱火况，定期清除电咽花，不能正常点火积炭2.不能起动1.点火电哩损坏(中央1不能点火1.改进电咀结构，将电极与基体压接不2.点火后损坏，贝起中央电极与基体牢)动供泊失控，尾喷结合由压接改为2.起动发电机组合输齿管喷火焊接面磨损严重时，起动3.电机不能带动燃气2.检查组合辅与电机瞬间产生巨大冲击发生器转子转动的花键齿面磨损情力，循环次数多时，将况导致组合轴折断表A44零部件名称g滑油系统故障模式故障原因故障影响减少故障的措施备注滑油被燃1甩泊盘像胶老化，使燃油滑油粘度降

15、低，泊定期检查滑油的泊稀释串入滑油膜容易挤破，影响润闪点2前机匣石墨封严盒失灵，滑效果，使零件磨损燃油串入滑油加快表A45零部件名称:附件机匣故障模式故障原因故障影响减少故障的措施备注1.附件安装接合面不平，密封增加滑油的消耗量修整接合面，更换处渗漏滑垫损坏，接合面间布封严垫，清洗干净接油杂物合面64 HB/Z 281-95 续表A45零部件名称z附件机匣故障模式故障原因故障影响减少故障的措施备注2.腐蚀(镜在含有盐分的大气轻微腐蚀对发动机装配、运送过程及合机匣)条件下工作，防护漆工作影响不大，但如使用中注意避免刮伤或氧化层破坏不及时处置，腐蚀面麦丽保护层.如发动与深度均会扩大，降机长期工作于

16、含盐分低强度，影响发动机的大气条件下，应更的寿命与可靠性改机臣的材料3.螺披松脱1.埋螺桩时，螺被组会使附件安装不要按技术条件规定别选用不当，造成牢，轻者造成漏泊，重理螺桩，选用合适组紧度不够者使附件倾斜，传动别的螺桩，采用钢丝2工作中有过大的振杆、传动轴承受到附螺套动加大的弯矩，严重时造成附件脱落，空中停车4.渗汹铸造疏松增加滑油的消耗量改进铸造工艺Ju 强铮件的夜润处理王作，提高打泵实验质量表A46零部件名称:螺旋桨轴故障模式故障原因故障影响减少故障的措施备注断裂(桨轴疲劳断裂，原因在袖断裂后，螺旋桨提高螺纹加工质螺纹退刀槽于轴上螺纹加工不由发动机上甩走，会量，避免在jE刀摘出处)良，退刀槽附近未作导致飞机的灾难性事现应力集中现象精磨，引起局部应力故集中，反复施加的大的复合应力作用下疲劳断裂65 HB/Z 281-95 附加说明=本标准由中国航空工业总公司301所提出。本标准由中国航空工业总公司301所、120厂、北京航空航天大学负责起草。本标准主要起草人g王欣、陈光、严言孝、苏鹤松。66