CN102928161A - 一种发动机振动值变化故障排除的方法 - Google Patents

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李明
孙汕民
耿旭
宋扬
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Abstract

本发明提供了一种发动机振动值变化故障排除的方法，其特征在于：通过调整高压压气一级转子叶片质量的方法来改变高压转子的剩余不平衡量，从而排除振动故障；其中，高压压气一级转子叶片的调整方案为：按照发动机试车前平衡量的相位，调整高压转子I级轻重点叶片的质量差，得到要增加的不平衡量；要调整的叶片质量=要增加的不平衡量大小除以高压压气一级转子叶片质心旋转半径。该方法作用于使用弹性油膜减振形式的发动机，通过很少的分解深度，就可以有效的排除振动故障，使发动机的振动值符合工作要求，同时能够缩短发动机排振周期、降低发动机的排故成本并且减少操作者的劳动强度。

Description

一种发动机振动值变化故障排除的方法
技术领域
本发明涉及发动机修理领域，具体提供一种航空发动机振动变化故障排除的方法。
背景技术
航空发动机在修理完成后，需要进行试车考核，在试车考核中振动值一直是发动机重点考核的指标之一。振动作为转子的固有特性之一，是无法消除的，只能通过各种方法减少振动的激振源，避开转子的谐振频率。
振动故障通常有振动大和振动值变化两种，针对振动值变化故障发动机，每次排除时都需要对发动机进行大分解，检查转子的剩余不平衡量，制定相应的排故方案，这样不仅周期长而且成本高。通过图1可以看出，如果出现振动故障，则需要将发动机的15个大组件分开，然后再检查高压压气机转子、低压压气机转子、低压涡轮转子、高压涡轮转子的剩余不平衡量，再根据不平衡量值的大小来调整高压转子的最终不平衡量，以改善与弹性减振的匹配性。这样的分解深度大，排故检查项目多，排故周期也就相应很长。
发明内容
本发明的目的在于提供一种发动机振动值变化故障排除的方法，该方法作用于使用弹性油膜减振形式的发动机，通过很少的分解深度，就可以有效的排除振动故障，使发动机的振动值符合工作要求，同时能够缩短发动机排振周期、降低发动机的排故成本并且减少操作者的劳动强度。
通过对航空发动机多年的振动研究发现，高压转子的不平衡量对振动值变化有较大影响，进一步分析得知，这种振动变化是转子不平衡量与弹性减振动的匹配性关系造成的，通过调整高压转子的残余不平衡量，以适应弹性减振环境则可以排除振动变化故障。
本发明具体提供了一种发动机振动值变化故障排除的方法，其特征在于：通过调整高压压气一级转子叶片质量的方法来改变高压转子的剩余不平衡量，从而排除振动故障；其中，高压压气一级转子叶片的调整方案为：
按照发动机试车前平衡量的相位，调整高压转子Ⅰ级轻重点叶片的质量差，得到要增加的不平衡量；
要调整的叶片质量=要增加的不平衡量大小除以高压压气一级转子叶片质心旋转半径。
本发明还提供了所述发动机振动值变化故障排除方法的具体工艺步骤，其特征在于：
（1）、对发动机进行局部分解：分下外涵道下半段、高压静子机匣前半段，露出高压压气机转子；
（2）、调整高压压气一级转子的不平衡量：查询该台发动机其试车前的高压压气机转子平衡数据，通过平衡数据所显示的轻点位置，找出高压压气机转子的实际轻点位置，然后按照高压压气一级转子叶片的调整方案来更换高压压气一级转子叶片，以调整该处的叶片重量，从而调整高压转子的不平衡量，使其改变与弹性减振的匹配性，避免振动值发生变化；
（3）、恢复发动机装配，并进行检验试车。
本发明所述发动机振动值变化故障排除的方法，其特征在于：所述发动机为使用弹性油膜减振形式的发动机。
由于现有测试条件的限制，在整机试车时无法完成发动机高压转子组合平衡量的测试工作，因而无法得到准确的平衡量，包括平衡量的数值及相位。在对振动发动机的统计过程中，发现多数发动机不同次试车后，高压转子的不平衡量的相位变化很小，基于这个分布规律，可以对振动的发动机按照试车前的相位进行平衡量的调整工作。
本发明提供的发动机振动值变化故障排除方法，已应用于多台发动机的排振工作，并成功排除其振动变化故障，取得了较高的经济效益，并大大缩短了排故周期，同时节约修理成本约22.4万。
附图说明
图1发动机基本结构图（1、低压压气机；2、中央锥型传动装置；3、中介机匣；4、高压压气机；5、外涵道；6、主燃烧室；7、空气换热器；8、高压涡轮；9、低压涡轮；10、混合器；11、加力燃烧室输油圈；12、加力燃烧室稳定器；13、加力燃烧室；14、喷管；15、涡轮轴承座；）。
具体实施方式
实施例
针对出现振动变化故障的发动机，采用本发明提供的振动值变化故障排除的方法，具体工艺步骤如下：
（1）、对发动机进行局部分解：分下外涵道下半段、高压静子机匣前半段，露出高压压气机转子；
（2）、查询平衡数据：查询该台发动机其试车前的高压压气机转子平衡数据，见表1，通过平衡数据所显示的轻点位置，找出高压压气机转子的实际轻点位置；
表1：试车前平衡数据
实施序号 高压转子不平衡量值（g.cm） 轻点相位角度（°）
1 68.9 347
2 80.7 111
3 51.4 20
（3）、调整高压压气一级转子的不平衡量：按照高压压气一级转子叶片的调整方案来计算需更换的高压压气一级转子叶片重量，具体数值见表2：
表2：计算的叶片质量
实施序号 高压转子不平衡量值（g.cm） 半径值（mm） 增加质量（g）
1 68.9 225 3.06
2 80.7 225 3.59
3 51.4 225 2.28
（4）、从高压压气机上局部分下要调整的叶片，并进行更换；
（5）、恢复发动机装配，并进行检验试车。通过试车结果表明振动值变化故障得到排除，具体结果见表3。
表3试验结果
Figure BDA00002310748200041

Claims (3)

1.一种发动机振动值变化故障排除的方法，其特征在于：通过调整高压压气一级转子叶片质量的方法来改变高压转子的剩余不平衡量，从而排除振动故障；其中，高压压气一级转子叶片的调整方案为：
按照发动机试车前平衡量的相位，调整高压转子I级轻重点叶片的质量差，得到要增加的不平衡量；
要调整的叶片质量=要增加的不平衡量大小除以高压压气一级转子叶片质心旋转半径。
2.按照权利要求1所述发动机振动值变化故障排除的方法，其特征在于：具体工艺步骤为：
（1）、对发动机进行局部分解：分下外涵道下半段、高压静子机匣前半段，露出高压压气机转子；
（2）、调整高压压气一级转子的不平衡量：查询该台发动机其试车前的高压压气机转子平衡数据，通过平衡数据所显示的轻点位置，找出高压压气机转子的实际轻点位置，然后按照高压压气一级转子叶片的调整方案来更换高压压气一级转子叶片，以调整该处的叶片重量，从而调整高压转子的不平衡量，使其改变与弹性减振的匹配性，避免振动值发生变化；
（3）、恢复发动机装配，并进行检验试车。
3.按照权利要求1或2所述发动机振动值变化故障排除的方法，其特征在于：所述发动机为使用弹性油膜减振形式的发动机。
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