CN104870752A - 涡轮发动机转子校平衡方法以及用此方法校平衡的转子 - Google Patents

Abstract

本发明提供对涡轮发动机转子(10)进行校平的方法，该方法包括将形成平衡配重的螺钉(22a至22f)安装在所述转子上以形成平衡构造，每个螺钉拥有预定的配重以及螺钉头(24a至24f)，螺钉头具有与其配重事先相关联的可见的特征。本发明还提供用如此方法校平的转子。本发明尤其适于涡轮发动机风扇。

Description

涡轮发动机转子校平衡方法以及用此方法校平衡的转子

技术领域

本发明涉及涡轮发动机转子校平衡的总领域，具体来说，涉及飞机的涡轮喷气机的风扇校平衡。

背景技术

据已知的方式，涡轮喷气机包括将空气馈送到一次流动通道的风机，该一次流动通道特别地包含低压压缩机、高压压缩机、燃烧室、高压涡轮机和低压涡轮机。

在涡轮喷气机的上游端，涡轮喷气机具有向风扇馈送空气的空气入口，它特别地包括其上安装有叶片的圆盘，叶片沿周向彼此间距开。固定在风扇圆盘上的入口锥用来偏转空气，允许空气朝向风扇叶片进入涡轮喷气机内。

为了补偿在涡轮喷气机运转时影响风扇转动的失衡，并因此为了减小发动机振动，已知通过使用形成平衡配重的螺钉来平衡风扇，这些配重啮合在圆盘内或入口锥内。更精确地说，这些螺钉呈现彼此不同的长度，以给予它们不同的配重。螺钉数量、围绕风扇转动轴线的位置以及螺钉长度，限定了螺钉安装在其上的风扇的平衡构造。

同样地，为了补偿在涡轮喷气机运转时影响转动中低压涡轮机的失衡，将夹子安装在涡轮机最后级叶片的自由端上。这些夹子的数量和位置限定了夹子安装在其上的低压涡轮机的平衡构造。

当计算一种新的平衡方案时，对于风扇和低压涡轮机的平衡配置，重要的是要知道已经实际安装的情况。为此目的，平衡配置被储存在发动机的电子监控单元(EMU)内。计算新的平衡配置因此意味着：EMU已经在存储器中储存了安装在风扇内的螺钉和安装在低压涡轮机最后级上夹子的构造。但遗憾的是，如果更换了EMU，则储存在存储器内的那些平衡程序会丢失，有必要对实际安装在风扇上的螺钉和安装在低压涡轮机最后级上夹子的构造重新初始化新EMU的存储器。

为了发现安装在风扇上螺钉的构造，因此有必要旋开每个螺钉，以观察其长度，以便了解其配重，然后将螺钉回旋进去。同样地，为了知道安装在低压涡轮机最后级叶片上夹子的构造，有必要部分地拆卸开发动机的后端，或使用专用工具进入到该最后级，并连同合适的观察装置一起使用。如此的检查操作很费力，该检查操作要求负责重新初始化EMU存储器的技术员不一定需要具有的资格鉴定。

发明内容

本发明因此具有的主要目的是，通过提出不具有上述缺点的校平风扇的方法来减轻如此的缺点。

该目的通过校平涡轮发动机转子来达到，该方法包括将形成平衡配重的螺钉安装在转子上以形成平衡构造，每个螺钉拥有预定的配重和螺钉头，螺钉头具有与其配重事先相关联的可见的特征。

形成平衡配重的每个螺钉具有带有特殊可见特征的螺钉头，这些可见的特征与其配重相关，并可用肉眼直接探测到(螺钉头不相匹配)。因此，在重新初始化发动机EMU的存储器操作过程中，只要通过观察螺钉头，并将它们的特征与预先建立起来的表格作比较，便可识别出安装在转子上的平衡配重，例如，安装在涡轮发动机风扇上的配重。尤其是，不需要负责该操作的技术员为了旋开每个螺钉而发现其配重。其结果，对转子的平衡构造重新初始化EMU的操作快速，不需要任何特殊的能力。

较佳地，该方法包括预先步骤，该步骤在于建立起一个表格，其中，螺钉头的每个特殊的可见特征与预定的螺钉配重相关联。螺钉头的可见的特征可以是呈特殊的形状和/或颜色。

还为较佳地，平衡构造储存在涡轮发动机的电子计算机的存储器内，然后，自动地传输到维护中心的数据库。因此，在更换电子计算机的操作过程中，安装的平衡构造可被传输到技术员。同样地，在运行中探测到振动的情况下，则维护中心可计算出平衡的建议，可将该建议传输到技术员，尤其是从而安装到风扇上。

本发明还提供涡轮发动机转子，转子包括安装在转子上的形成平衡配重的螺钉，每个螺钉具有预定的配重和螺钉头，螺钉头具有已与其配重事先相关联的可见特征。

螺钉头可以是不同的形状。螺钉头形状可选择自方形、圆形、六角形、十字形、星形以及环形。

螺钉头可具有不同的颜色。转子可构成涡轮发动机的风扇。

本发明还提供配装有如上所述转子的涡轮发动机，或其是使用如上所述方法校平的转子。

附图说明

从以下参照附图所作的描述中，可显现出本发明其它的特征和优点，附图示出没有限制特征的实施例。在附图中：

图1是由本发明校平的涡轮喷气机风扇的部分的示意立体图；

图2示出不同螺钉头的实例，螺钉是用作校平图1中风扇的配重；以及

图3A和3B示出本发明方法的示例的应用。

具体实施方式

本发明适用于任何的涡轮发动机转子，尤其是适用于涡轮喷气机的风扇，其以非常示意的方式显示在图1中。

据已知的方式，涡轮喷气机的风扇10特别地包括对中在转动轴线14上的圆盘12，圆盘具有安装在其上的叶片16，叶片16沿周向彼此间距开。空气入口锥18从圆盘12的上游固定在圆盘12上，以将进入涡轮喷气机的空气朝向风扇的叶片16偏转。

风扇10还具有多个孔20(例如，20个如此的孔)，它们围绕其转动轴线14规则地间距开。举例来说，这些孔20形成在空气入口锥18的外周缘内。替代地，它们可直接形成在风扇的圆盘12内。

在图1的实施例中，这些孔20沿径向方向延伸，它们呈圆形且具有相同直径的正截面。

各孔20用来接纳形成配重的螺钉22a至22f(图2)。如图2中所示，这些螺钉22a至22f全具有相同的直径，但它们是不同的长度，因此，能够获得一批具有不同配重的螺钉。

安装在风扇空气入口锥上的螺钉22a至22f的数量、围绕风扇转动轴线14的角度位置、重量限定了安装在涡轮喷气机上用来减小涡轮喷气机运转中的低压轴振动的风扇的平衡构造。

风扇如此的平衡构造对每个发动机是专用的，其在发动机交付之时便确定了。确定该种构造并然后将其转换为风扇上配重的角度位置的方式，对于本技术领域内技术人员是众所周知的，这里不作详细讨论。

此外，具有特定长度(即，特定配重)的每个螺钉22a至22f与具有特殊可见特征的螺钉头24a至24f相关联。

术语“可见的特征”在这里是用来指，能用肉眼彼此区分出螺钉的形状和/或颜色的特征。

图2由此示出六个变化的螺钉22a至22f。这些螺钉22a-f是彼此不同的长度(因此不同的配重)。它们还具有互相不同的可见特征的螺钉头24a至24f(螺钉头不匹配)。

在图2的实施例中，这些可见的特征在于螺钉头的形状，螺钉头形状彼此看起来不同：螺钉22a的螺钉头24a具有正方形、螺钉头24b具有圆形、螺钉头24c具有六角形、螺钉头24d具有十字形、螺钉头24e具有星形，以及螺钉头24f具有环形。

在另一实施例(图中未示出)中，螺钉头可见的特征在于螺钉头的颜色，螺钉头颜色彼此看起来不同：一个螺钉头可以是红颜色，另一个可以是绿色、另一个可以是黄色、另一个可以是蓝色、另一个可以是黑色、另一个可以是白色等。

求助于颜色编码来区分彼此的螺钉，需要利用特种的油漆，该油漆要能承受发动机运行中所遇到的各种困难条件，即，能够抵抗热冲击、沙石冲击等。

此外，预先要编制相应的表格，那些不一定具有校平风扇的资格的技术员可查询该表格。该表格列出了适合用作风扇内配重的每个螺钉连同其相关的螺钉头形状，螺钉头形状与对应的螺钉重量相关联。

其结果，使用该表格，技术员只要用肉眼检查螺钉头，无需移出螺钉便可识别先前已经安装在其上的风扇平衡构造，这样，快速地、简单且可靠地认清平衡配重的构造。为此目的，技术员用肉眼检查安装在风扇上的螺钉头，并参照对应的表格来识别出相应的配重。这导致时间上相当的节约，并能够让技术员实施该操作，而无需特殊的能力。

本发明的校平方法可有利地在各种情形中实施。

在开始的步骤中，发动机为了交付而进行校平。更为精确地讲，校平操作在两个平面内进行，即，根据本发明方法的风扇平面，以及通过将夹子添加到低压涡轮机最后级叶片末端上的低压涡轮机的平面。

一旦发动机已经校平，风扇和低压涡轮机的平衡构造储存在电子监控单元(EMU)内的存储器内，然后，有利地，自动传输到中心的数据库，该中心负责所有操作者的发动机的维护。

在第一种情形中可实施本发明的方法，该第一种情形是更换EMU的情形(图3A)。在由技术员实施的该维护操作过程中，重新初始化EMU的内部存储器(步骤S10)。

负责更换EMU的技术员然后遥控地问讯维护中心(步骤S20)，其返回先前安装在风扇上和低压涡轮机上的的平衡构造(步骤S30)。风扇的平衡构造也可通过如上所述地检查螺钉头用肉眼来识别。

这样，对于实际安装在风扇上和低压涡轮机上的平衡构造，技术员可重新初始化新EMU的存储器。尤其是，技术员不需从风扇移去平衡螺钉，也不必进入到低压涡轮机的最后级，便可发现这些平衡构造。

以此方式在新EMU的内部存储器内进行初始化的发动机校平给出了有关两个平面的信息，即，风扇的平面和低压涡轮机的平面(步骤S40)。

相比较之下，如果技术员不能够遥控地问讯维护中心，或没有合适的工具或进入低压涡轮机最后级的资格，则技术员可这样来做，只要通过如上所述地用肉眼检查螺钉头，从而肉眼地识别出风扇的平衡构造(步骤S50)。

以此方式设别的风扇平衡构造然后可在新EMU的内部存储器内进行初始化(步骤S60)。应该观察到，以此方式在新EMU的内部存储器内初始化的发动机校平只具有关于一个平面的信息，即，风扇的平面(步骤S70)，但其涵盖了大部分的需求和校平操作。

在第二种情形中可实施本发明的方法，该第二种情形是探测飞机上异常振动的情形，这种情形必定会改变发动机的校平(图3B)。

如此异常的振动可由飞机使用者探测到，或直接由维护中心探测到(步骤S100)，为此，维护中心从飞行中的飞机上接收振动数据。

当维护中心探测到如此异常的振动时，其本身可对风扇和涡轮机计算新的平衡构造(步骤S110)。

这些校平建议然后直接被传送到飞机的驾驶员或技术员(步骤S120)，让其留给他们以便将校平建议安装在发动机上。为此目的，飞机具有维护包，该维护包包含用于平衡风扇的平衡螺钉和用于平衡低压涡轮机的夹子。因此，校平维护操作(步骤S130)可由技术员来执行，无需技术员一定拥有该领域内的特殊能力。

由于该校平维护操作，然后将实际安装在发动机上的平衡构造储存在EMU的内部存储器内，并自动地传送到维护中心(步骤S140)。

替代地，在探测到异常振动之后，有资质人员可通过使用EMU直接在飞机场上计算风扇和涡轮机新的平衡构造(步骤S150)。

实际安装在发动机上的这些新的平衡构造然后被储存在EMU的内部存储器内，并自动地传送到维护中心(步骤S160)。

Claims (12)

1.一种校平涡轮发动机转子(10)的方法，该方法包括将形成平衡配重的螺钉(22a至22f)安装在所述转子上以形成平衡构造，每个螺钉拥有预定的配重以及螺钉头(24a至24f)，所述螺钉头(24a至24f)具有与其配重事先相关联的可见特征。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法包括预先步骤，所述预先步骤在于建立起一个表格，其中，螺钉头的每个特殊的可见特征与预定的螺钉配重相关联。

3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述螺钉头的可见的特征在于特殊的形状和/或颜色。

4.如权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，所述平衡构造储存在所述涡轮发动机的电子计算机的存储器内，然后，自动地传输到维护中心的数据库。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，在更换所述电子计算机的操作过程中，所述安装的平衡构造被传输到技术员。

6.如权利要求4或5所述的方法，其特征在于，在运行中探测到振动的情况下，所述维护中心计算出平衡的建议，以及将所述建议传输到技术员。

7.一种涡轮发动机转子(10)，转子包括安装在所述转子上的形成平衡配重的螺钉(22a至22f)，每个螺钉具有预定的配重和螺钉头(24a至24f)，所述螺钉头(24a至24f)具有已与其配重事先相关联的可见特征。

8.如权利要求7所述的转子，其特征在于，所述螺钉头有不同的形状。

9.如权利要求8所述的转子，其特征在于，所述螺钉头形状选择自方形、圆形、六角形、十字形、星形以及环形。

10.如权利要求7所述的转子，其特征在于，所述螺钉头具有不同的颜色。

11.如权利要求7至10中任一项所述的转子，其特征在于，转子构成风扇。

12.一种涡轮发动机，具有如权利要求7至10中任一项所述的转子，或其使用如权利要求1至6中任一项所述的方法进行校平。