CN112432731A - 一种航空发动机风扇转子整流罩的平衡方法 - Google Patents

Abstract

一种航空发动机风扇转子整流罩的平衡方法，具体如下：启动平衡机，在达到测量转数850rpm，数值稳定后，读取相应的数值和角向位置；待平衡机转数降为零，对夹具进行补偿再次开车测量，开启平衡机安全保护罩，将零件特殊角相孔对应夹具相应位置，开车测量零件，待达到规定转述850rpm后，测量出静不平衡与偶不平衡的三组数值和相位，并根据其三个校正面的相对角相关系计算分析出零件各校正面的相互影响，记录好相应数值，停车后开启平衡机保护罩。本发明的优点：提高经济效益，减少主制生产加工部门生产周期，节约成本，节能减排，降低能耗。此方法在其他领域的转子动平衡检测中也可以应用，极大地提高产品的一次合格率。

Description

一种航空发动机风扇转子整流罩的平衡方法

技术领域

本发明涉及航空发动机风扇整流罩转子的动不平衡检测的应用技术领域，特别涉及一种航空发动机风扇转子整流罩的平衡方法。

背景技术

在航空发动机风扇转子整流罩类零件，附图1平衡检测中，为提高发动机的性能，满足技术需求，整流罩类转子的平衡精度要求较高，找正精度要求高，两校正面之间距离短，平面分离比不好，两校正面之间的单面不平衡量相互影响较大，通常简单的动平衡测量无法满足测量精度要求，对于后续修复不平衡量造成了很大加工难度，无法到达精确修复后达到平衡精度的要求，造成二次动平衡检测的合格率较低，成为困扰该类转子平衡及平衡效验的关键技术问题。

新一代航空发动机风扇转子整流罩，是发动机的关键件。飞机发动机的整流罩顾名思义就是调整飞机引导气流的。如果没有整流罩，发动机的前端叶片，管线等都会裸露在外，从而产生相当大的阻力，影响整台发动机的整体性能。除此之外，在飞机飞行过程中会产生很大的气流，整流罩还能保护发动机部件，如果没有整流罩就会对发动机造成损伤。新一代航空发动机风扇转子整流罩平衡技术急需一种能实现高效、精确、且装配成组件后一次平衡合格率高的新式平衡方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种能实现精准、高效、高精度的新式转子平衡方法，满足高质量的风扇转子类零件的平衡测量要求，特提供了一种航空发动机风扇转子整流罩的平衡方法。

本发明提供了一种航空发动机风扇转子整流罩的平衡方法，其特征在于：所述的航空发动机风扇转子整流罩的平衡方法，具体如下：

平衡方法的确定：在理想转子上，将一个不平衡量作用到重心的径向平面上，这种不平衡称为静不平衡。在校正静不平衡时，只需要一个校正面，静不平衡即对转动轴承伤害的主要来源。附图2一个恒定的作用力，垂直于旋转轴线。如果一个理想的转子，在他的两个不同的平面加上两个大小相等，方向相反的一对不平衡量，这就构成了一个偶不平衡。偶不平衡与静不平衡是相互独立的，在偶不平衡作用下，转子的重心仍然在轴线上，偶不平衡量的大小，和所在的作用平面无关，重心也不一定就在这两个作用平面之间，同样大小的力偶不平衡产生的作用是相同的。需要在特定角向位置，对零件轻重点位置由要求，测量比较复杂。附图3两个大小相等，方向相反的力，产生偶不平衡。一般情况下，转子的不平衡由两类基本的不平衡混合而成。通常用两个特定平面上的不平衡矢量来描述转子的动不平衡。对于两校正面较距离较近的转子，平面分离不好，容易产生偶不平衡和静不平衡同时存在的情况，两校正面的数值不够准确。附图4两个大小不等的力，作用于旋转轴线。通过对以上三种平衡方式的分析，飞机发动机风扇转子整流罩类转子的平衡，采用新式的平衡测量方法，既能同时测量主要震动源的静不平衡，还能同时测量特殊情况的偶不平衡，使测量精度大幅提高。附图5转子同时存在偶不平衡和静不平衡。

具体测量检测步骤如下：

平衡校正首先对检测用的平衡机，从其性能上要完全满足校正要求。然后根据转子，选择合理的校正方式。在生产过程中的一些细节问题，如果多加关注的话，会给平衡校正带来很大的方便。不仅要从工程技术角度出发，而且也要结合经济利益，正确合理的方案可以大大减少厂品中的平衡成本。

将夹具与平衡机相连接，紧固好夹具与平衡机的螺栓，找正夹具配合面的端跳动不大与0.01MM，并且找正夹具径向跳动不大与 0.01MM，关闭平衡机安全保护罩。

编辑平衡文件2480M91G01，输入相关尺寸r1第二校正面基准位置的校正半径，r2第一校正面基准位置的校正半径，r3第三校正面静不平衡对动不平衡两校正面的力偶影响，a第一校正面道平衡机的尺寸高度，b两校正面之间的距离，平衡转数850RPM，每分钟850转等相关技术参数。附图6

启动平衡机，在达到测量转数850rpm，数值稳定后，读取相应的数值和角向位置。待平衡机转数降为零，对夹具进行补偿再次开车测量，看补偿后的校正面剩余不平衡量是否达到许用不平衡量要求。

开启平衡机安全保护罩，将零件特殊角相孔对应夹具相应位置，紧固好螺钉，找正相应的找正带符合图纸要求，并最终紧固好零件与夹具的螺钉，关好平衡机保护罩。

开车测量零件，待达到规定转述850rpm后，测量出静不平衡与偶不平衡的三组数值和相位，并根据其三个校正面的相对角相关系计算分析出零件各校正面的相互影响，记录好相应数值，停车后开启平衡机保护罩。

根据计数得出相应校正面的数值后，用平衡专用配重橡皮泥，在电子天平上称重，得到能同时满足各校正面达到许用不平衡量要求的重量，加在零件相对应校正面的轻点位置上，关闭好平衡机安全保护罩，再次开车测量。

在加完试验配重的零件测量结束后，看各校正面是否达到许用不平衡量要求，如果达到，待平衡机停止后，记录好配重的相应位置，拿下试验配重。如果不满足剩余许用不平衡量要求，则继续进行步骤，以至于达到最终的剩余许用不平衡量要求。

首次系统地对风扇转子整流罩转子的动平衡方法进行了剖析，确定了各种平衡方法之间的效果，提出了一种新的方法，并进行了大量的实际数值测算，结果显示该方法能很好的解决风扇转子整流罩转子类零组件在动平衡检测中,存在的诸多问题。

创造性地提出风扇转子整流罩在动平衡及组件动平衡检测时，采用控制风扇整流罩的静不平衡和偶不平衡的方法，使风扇转子整流罩的平衡效验合格率从20％提高到在98％以上。

综合考虑风扇转子整流罩类零组件平衡检测成本以及企业生产加工成本，并创造性地提出采用新式的测量方法，与其它平衡方法对比，该方法是在保证极高测量精度的情况下，极大地缩减对于该类转子的测量加工时间，减少了不平衡量修复的次数，使该类转子的测量加工时间控制在最短。

本发明的优点：

本发明所述的航空发动机风扇转子整流罩的平衡方法，提高经济效益，减少主制生产加工部门生产周期，节约成本，节能减排，降低能耗。此方法在其他领域的转子动平衡检测中也可以应用，极大地提高产品的一次合格率。

附图说明

下面结合附图及实施方式对本发明作进一步详细的说明：

图1风扇转子整流罩结构示意图；

图2静不平衡理论图；

图3偶不平衡理论图；

图4动不平衡理论图；

图5静不平衡与偶不平衡；

图6静动平衡力偶关系的示意图；

图7本专利风扇转子整流罩平衡示意图。

具体实施方式

实施例1

本发明提供了一种航空发动机风扇转子整流罩的平衡方法，其特征在于：所述的航空发动机风扇转子整流罩的平衡方法，具体如下：

平衡方法的确定：在理想转子上，将一个不平衡量作用到重心的径向平面上，这种不平衡称为静不平衡。在校正静不平衡时，只需要一个校正面，静不平衡即对转动轴承伤害的主要来源。附图2一个恒定的作用力，垂直于旋转轴线。如果一个理想的转子，在他的两个不同的平面加上两个大小相等，方向相反的一对不平衡量，这就构成了一个偶不平衡。偶不平衡与静不平衡是相互独立的，在偶不平衡作用下，转子的重心仍然在轴线上，偶不平衡量的大小，和所在的作用平面无关，重心也不一定就在这两个作用平面之间，同样大小的力偶不平衡产生的作用是相同的。需要在特定角向位置，对零件轻重点位置由要求，测量比较复杂。附图3两个大小相等，方向相反的力，产生偶不平衡。一般情况下，转子的不平衡由两类基本的不平衡混合而成。通常用两个特定平面上的不平衡矢量来描述转子的动不平衡。对于两校正面较距离较近的转子，平面分离不好，容易产生偶不平衡和静不平衡同时存在的情况，两校正面的数值不够准确。附图4两个大小不等的力，作用于旋转轴线。通过对以上三种平衡方式的分析，飞机发动机风扇转子整流罩类转子的平衡，采用新式的平衡测量方法，既能同时测量主要震动源的静不平衡，还能同时测量特殊情况的偶不平衡，使测量精度大幅提高。附图5转子同时存在偶不平衡和静不平衡。

具体测量检测步骤如下：

平衡校正首先对检测用的平衡机，从其性能上要完全满足校正要求。然后根据转子，选择合理的校正方式。在生产过程中的一些细节问题，如果多加关注的话，会给平衡校正带来很大的方便。不仅要从工程技术角度出发，而且也要结合经济利益，正确合理的方案可以大大减少厂品中的平衡成本。

将夹具与平衡机相连接，紧固好夹具与平衡机的螺栓，找正夹具配合面的端跳动不大与0.01MM，并且找正夹具径向跳动不大与 0.01MM，关闭平衡机安全保护罩。

编辑平衡文件2480M91G01，输入相关尺寸r1第二校正面基准位置的校正半径，r2第一校正面基准位置的校正半径，r3第三校正面静不平衡对动不平衡两校正面的力偶影响，a第一校正面道平衡机的尺寸高度，b两校正面之间的距离，平衡转数850RPM，每分钟850转等相关技术参数。附图6

启动平衡机，在达到测量转数850rpm，数值稳定后，读取相应的数值和角向位置。待平衡机转数降为零，对夹具进行补偿再次开车测量，看补偿后的校正面剩余不平衡量是否达到许用不平衡量要求。

开启平衡机安全保护罩，将零件特殊角相孔对应夹具相应位置，紧固好螺钉，找正相应的找正带符合图纸要求，并最终紧固好零件与夹具的螺钉，关好平衡机保护罩。

开车测量零件，待达到规定转述850rpm后，测量出静不平衡与偶不平衡的三组数值和相位，并根据其三个校正面的相对角相关系计算分析出零件各校正面的相互影响，记录好相应数值，停车后开启平衡机保护罩。

根据计数得出相应校正面的数值后，用平衡专用配重橡皮泥，在电子天平上称重，得到能同时满足各校正面达到许用不平衡量要求的重量，加在零件相对应校正面的轻点位置上，关闭好平衡机安全保护罩，再次开车测量。

在加完试验配重的零件测量结束后，看各校正面是否达到许用不平衡量要求，如果达到，待平衡机停止后，记录好配重的相应位置，拿下试验配重。如果不满足剩余许用不平衡量要求，则继续进行步骤，以至于达到最终的剩余许用不平衡量要求。

首次系统地对风扇转子整流罩转子的动平衡方法进行了剖析，确定了各种平衡方法之间的效果，提出了一种新的方法，并进行了大量的实际数值测算，结果显示该方法能很好的解决风扇转子整流罩转子类零组件在动平衡检测中,存在的诸多问题。

创造性地提出风扇转子整流罩在动平衡及组件动平衡检测时，采用控制风扇整流罩的静不平衡和偶不平衡的方法，使风扇转子整流罩的平衡效验合格率从20％提高到在98％以上。

综合考虑风扇转子整流罩类零组件平衡检测成本以及企业生产加工成本，并创造性地提出采用新式的测量方法，与其它平衡方法对比，该方法是在保证极高测量精度的情况下，极大地缩减对于该类转子的测量加工时间，减少了不平衡量修复的次数，使该类转子的测量加工时间控制在最短。

实施例2

在飞机发动机风扇转子整流罩类转子的平衡检测中，采用的新式平衡方法，来提高零，组件的平衡检测的精度，还大幅提升了平衡效验的一次合格率。

平衡方法的确定：

在理想转子上，将一个不平衡量作用到重心的径向平面上，这种不平衡称为静不平衡。在校正静不平衡时，只需要一个校正面，静不平衡即对转动轴承伤害的主要来源。(附图2)一个恒定的作用力，垂直于旋转轴线。

如果一个理想的转子，在他的两个不同的平面加上两个大小相等，方向相反的一对不平衡量，这就构成了一个偶不平衡。偶不平衡与静不平衡是相互独立的，在偶不平衡作用下，转子的重心仍然在轴线上，偶不平衡量的大小，和所在的作用平面无关，重心也不一定就在这两个作用平面之间，同样大小的力偶不平衡产生的作用是相同的。需要在特定角向位置，对零件轻重点位置由要求，测量比较复杂。 (附图3)两个大小相等，方向相反的力，产生偶不平衡。

转子的不平衡由两类基本的不平衡混合而成。通常用两个特定平面上的不平衡矢量来描述转子的动不平衡。对于两校正面较距离较近的转子，平面分离不好，容易产生偶不平衡和静不平衡同时存在的情况，两校正面的数值不够准确。(附图4)两个大小不等的力，作用于旋转轴线。

通过对以上三种平衡方式的分析，飞机发动机风扇转子整流罩类转子的平衡，采用新式的平衡测量方法，既能同时测量主要震动源的静不平衡，还能同时测量特殊情况的偶不平衡，使测量精度大幅提高。 (附图5)转子同时存在偶不平衡和静不平衡。8.5测量检测步骤

如同其他生产流程，平衡校正也需要进行合理的规划，使其具有经济效益。计划的制定，要从准备工作开始，首先对检测用的平衡机，从其性能上要完全满足校正要求。然后根据转子，选择合理的校正方式。在生产过程中的一些细节问题，如果多加关注的话，会给平衡校正带来很大的方便。不仅要从工程技术角度出发，而且也要结合经济利益，正确合理的方案可以大大减少厂品中的平衡成本。

将夹具与平衡机相连接，紧固好夹具与平衡机的螺栓，找正夹具配合面的端跳动不大与0.01MM，并且找正夹具径向跳动不大与 0.01MM，关闭平衡机安全保护罩。

编辑平衡文件2480M91G01，输入相关尺寸r1第二校正面基准位置的校正半径，r2第一校正面基准位置的校正半径，r3第三校正面静不平衡对动不平衡两校正面的力偶影响，a第一校正面到平衡机的尺寸高度，b两校正面之间的距离，平衡转数850RPM(每分钟850转) 等相关技术参数。

启动平衡机，在达到测量转数850rpm，数值稳定后，读取相应的数值和角向位置。待平衡机转数降为零，对夹具进行补偿再次开车测量，看补偿后的校正面剩余不平衡量是否达到许用不平衡量要求。

开启平衡机安全保护罩，将零件特殊角相孔对应夹具相应位置，紧固好螺钉，找正相应的找正带符合图纸要求，并最终紧固好零件与夹具的螺钉，关好平衡机保护罩。

开车测量零件，待达到规定转述850rpm后，测量出静不平衡与偶不平衡的三组数值和相位，并根据其三个校正面的相对角相关系计算分析出零件各校正面的相互影响，记录好相应数值，停车后开启平衡机保护罩。

根据计数得出相应校正面的数值后，用平衡专用配重橡皮泥，在电子天平上称重，得到能同时满足各校正面达到许用不平衡量要求的重量，加在零件相对应校正面的轻点位置上，关闭好平衡机安全保护罩，再次开车测量。

在加完试验配重的零件测量结束后，看各校正面是否达到许用不平衡量要求，如果达到，待平衡机停止后，记录好配重的相应位置，拿下试验配重。如果不满足剩余许用不平衡量要求，则继续进行上一步骤，以至于达到最终的剩余许用不平衡量要求。(附图7) 。

Claims (3)

1.一种航空发动机风扇转子整流罩的平衡方法，其特征在于：所述的航空发动机风扇转子整流罩的平衡方法，具体如下：

平衡方法的确定：在理想转子上，将一个不平衡量作用到重心的径向平面上，这种不平衡称为静不平衡；在校正静不平衡时，只需要一个校正面，静不平衡即对转动轴承伤害的主要来源；一个恒定的作用力，垂直于旋转轴线，如果一个理想的转子，在他的两个不同的平面加上两个大小相等，方向相反的一对不平衡量，构成了一个偶不平衡；偶不平衡与静不平衡是相互独立的，在偶不平衡作用下，转子的重心仍然在轴线上，偶不平衡量的大小，和所在的作用平面无关，重心不一定就在这两个作用平面之间，同样大小的力偶不平衡产生的作用是相同的；需要在特定角向位置，对零件轻重点位置由要求，测量比较复杂；两个大小相等，方向相反的力，产生偶不平衡；转子的不平衡由两类基本的不平衡混合而成；通常用两个特定平面上的不平衡矢量来描述转子的动不平衡；对于两校正面较距离较近的转子，平面分离不好，容易产生偶不平衡和静不平衡同时存在的情况，两校正面的数值不够准确；两个大小不等的力，作用于旋转轴线；通过对以上三种平衡方式的分析，飞机发动机风扇转子整流罩类转子的平衡，采用新式的平衡测量方法，既能同时测量主要震动源的静不平衡，还能同时测量特殊情况的偶不平衡，使测量精度大幅提高，转子同时存在偶不平衡和静不平衡；

具体测量检测步骤如下：

平衡校正首先对检测用的平衡机，从其性能上要完全满足校正要求；然后根据转子，选择合理的校正方式；在生产过程中的一些细节问题，如果多加关注的话，会给平衡校正带来很大的方便；不仅要从工程技术角度出发，而且也要结合经济利益，正确合理的方案可以大大减少厂品中的平衡成本；

将夹具与平衡机相连接，紧固好夹具与平衡机的螺栓，找正夹具配合面的端跳动不大与0.01MM，并且找正夹具径向跳动不大与0.01MM，关闭平衡机安全保护罩；

编辑平衡文件2480M91G01，输入相关尺寸r1第二校正面基准位置的校正半径，r2第一校正面基准位置的校正半径，r3第三校正面静不平衡对动不平衡两校正面的力偶影响，a第一校正面道平衡机的尺寸高度，b两校正面之间的距离，平衡转数850RPM，每分钟850转；

启动平衡机，在达到测量转数850rpm，数值稳定后，读取相应的数值和角向位置；待平衡机转数降为零，对夹具进行补偿再次开车测量，看补偿后的校正面剩余不平衡量是否达到许用不平衡量要求；

开启平衡机安全保护罩，将零件特殊角相孔对应夹具相应位置，紧固好螺钉，找正相应的找正带符合图纸要求，并最终紧固好零件与夹具的螺钉，关好平衡机保护罩；

开车测量零件，待达到规定转述850rpm后，测量出静不平衡与偶不平衡的三组数值和相位，并根据其三个校正面的相对角相关系计算分析出零件各校正面的相互影响，记录好相应数值，停车后开启平衡机保护罩。

2.根据权利要求1所述的航空发动机风扇转子整流罩的平衡方法，其特征在于：根据计数得出相应校正面的数值后，用平衡专用配重橡皮泥，在电子天平上称重，得到能同时满足各校正面达到许用不平衡量要求的重量，加在零件相对应校正面的轻点位置上，关闭好平衡机安全保护罩，再次开车测量。

3.根据权利要求1所述的航空发动机风扇转子整流罩的平衡方法，其特征在于：在加完试验配重的零件测量结束后，看各校正面是否达到许用不平衡量要求，如果达到，待平衡机停止后，记录好配重的相应位置，拿下试验配重；如果不满足剩余许用不平衡量要求，则继续进行步骤，以至于达到最终的剩余许用不平衡量要求。

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