[發(fā)明專利]航空渦輪風(fēng)扇發(fā)動機(jī)風(fēng)扇轉(zhuǎn)子配平方法和裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201611156637.5
• 申請日: 2016-12-15
• 公開（公告）號: CN108225783B
• 公開（公告）日: 2020-01-31
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉青山;牛菁
• 申請（專利權(quán)）人: 中國航發(fā)商用航空發(fā)動機(jī)有限責(zé)任公司
• 主分類號: G01M15/12
• 分類號: G01M15/12
• 代理公司: 11038 中國國際貿(mào)易促進(jìn)委員會專利商標(biāo)事務(wù)所
• 代理人: 曹蓓

本發(fā)明提出一種航空渦輪風(fēng)扇發(fā)動機(jī)風(fēng)扇轉(zhuǎn)子配平方法和裝置，涉及航空發(fā)動機(jī)領(lǐng)域。其中，本發(fā)明的一種航空渦輪風(fēng)扇發(fā)動機(jī)風(fēng)扇轉(zhuǎn)子配平方法包括：獲取風(fēng)扇轉(zhuǎn)子的振動幅值和低壓渦輪轉(zhuǎn)子的振動幅值；根據(jù)風(fēng)扇轉(zhuǎn)子的振動幅值和低壓渦輪轉(zhuǎn)子的振動幅值，以及低壓渦輪轉(zhuǎn)子固有的振動峰值系數(shù)確定航空渦輪風(fēng)扇發(fā)動機(jī)的不平衡位置；通過配平不平衡位置配平航空渦輪風(fēng)扇發(fā)動機(jī)。通過這樣的方法，能夠在風(fēng)扇轉(zhuǎn)子端和低壓渦輪轉(zhuǎn)子端分別測量振動幅值，并分析確定航空渦輪風(fēng)扇發(fā)動機(jī)的不平衡位置，從而更有針對性的進(jìn)行配平操作，避免了當(dāng)?shù)蛪簻u輪轉(zhuǎn)子引起不平衡時盲目配平風(fēng)扇轉(zhuǎn)子造成的效果差、效率低的問題，優(yōu)化了配平效果，且提高了配平效率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及航空發(fā)動機(jī)領(lǐng)域，特別是一種航空渦輪風(fēng)扇發(fā)動機(jī)風(fēng)扇轉(zhuǎn)子配平方法和裝置。

背景技術(shù)

現(xiàn)代民用航空渦輪風(fēng)扇發(fā)動機(jī)為了增加涵道比以降低油耗，通常風(fēng)扇直徑較大，一般的動平衡機(jī)難以滿足大直徑風(fēng)扇轉(zhuǎn)子平衡對平衡機(jī)尺寸及功率的要求，因此，通常先在平衡機(jī)上進(jìn)行低壓渦輪轉(zhuǎn)子動平衡和風(fēng)扇盤軸加增壓級轉(zhuǎn)子組件動平衡，然后在發(fā)動機(jī)裝配完成后進(jìn)行臺架試車的過程中，對整個低壓轉(zhuǎn)子進(jìn)行本機(jī)平衡。

現(xiàn)有技術(shù)中，低壓轉(zhuǎn)子本機(jī)平衡系統(tǒng)分析帶鍵相位的低壓轉(zhuǎn)速傳感器信號和風(fēng)扇端的振動傳感器信號，基于影響系數(shù)法計算風(fēng)扇轉(zhuǎn)子的不平衡量大小及相位。如圖1所示，其中，1為風(fēng)扇轉(zhuǎn)子，2為低壓渦輪轉(zhuǎn)子，3為風(fēng)扇端振動傳感器，4為帶鍵相位的轉(zhuǎn)速傳感器，5是風(fēng)扇轉(zhuǎn)子配平面。風(fēng)扇轉(zhuǎn)子配平系統(tǒng)6分析帶鍵相位的轉(zhuǎn)速傳感器4和風(fēng)扇端振動傳感器3的信號，計算出不平衡量大小和相位，從而對風(fēng)扇轉(zhuǎn)子進(jìn)行配平。

事實上，這么做的前提是低壓轉(zhuǎn)子僅在風(fēng)扇端存在超出要求的不平衡量。而由于裝配和服役過程中磨損等問題，低壓渦輪轉(zhuǎn)子仍然存在超出要求的不平衡量的可能，且風(fēng)扇端的振動傳感器也對低壓渦輪轉(zhuǎn)子不平衡較為敏感。如果僅僅分析風(fēng)扇端的振動傳感器信號，將無法判斷不平衡量究竟來自于風(fēng)扇轉(zhuǎn)子還是低壓渦輪轉(zhuǎn)子。在這種情況下，僅在風(fēng)扇端配平將難以實現(xiàn)平衡目標(biāo)，這會導(dǎo)致多次開車平衡后卻無法達(dá)到平衡要求，耗費時間、人力、財力等資源。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的一個目的在于提高航空渦輪風(fēng)扇發(fā)動機(jī)風(fēng)扇轉(zhuǎn)子配平的準(zhǔn)確度和效率。

根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提出一種航空渦輪風(fēng)扇發(fā)動機(jī)風(fēng)扇轉(zhuǎn)子配平方法，包括：獲取風(fēng)扇轉(zhuǎn)子的振動幅值和低壓渦輪轉(zhuǎn)子的振動幅值；根據(jù)風(fēng)扇轉(zhuǎn)子的振動幅值和低壓渦輪轉(zhuǎn)子的振動幅值，以及低壓渦輪轉(zhuǎn)子固有的振動峰值系數(shù)確定航空渦輪風(fēng)扇發(fā)動機(jī)的不平衡位置，其中，振動峰值系數(shù)為低壓渦輪轉(zhuǎn)子在擺動臨界轉(zhuǎn)速與最大工作速度時的振動幅值的比值，不平衡位置包括風(fēng)扇轉(zhuǎn)子和/或低壓渦輪轉(zhuǎn)子；通過配平不平衡位置配平航空渦輪風(fēng)扇發(fā)動機(jī)。

可選地，通過配平不平衡位置配平航空渦輪風(fēng)扇發(fā)動機(jī)包括：若不平衡位置包括風(fēng)扇轉(zhuǎn)子，則通過配平風(fēng)扇轉(zhuǎn)子配平航空渦輪風(fēng)扇發(fā)動機(jī)；若不平衡位置為低壓渦輪轉(zhuǎn)子，則通過拆解檢查低壓渦輪轉(zhuǎn)子配平航空渦輪風(fēng)扇發(fā)動機(jī)。

可選地，獲取風(fēng)扇轉(zhuǎn)子的振動幅值和低壓渦輪轉(zhuǎn)子的振動幅值包括：獲取最大工作速度情況下風(fēng)扇轉(zhuǎn)子的振動幅值和低壓渦輪轉(zhuǎn)子的振動幅值，以及在低壓渦輪轉(zhuǎn)子的擺動臨界轉(zhuǎn)速下低壓渦輪轉(zhuǎn)子的振動幅值。

可選地，根據(jù)風(fēng)扇轉(zhuǎn)子的振動幅值和低壓渦輪轉(zhuǎn)子的振動幅值，以及低壓渦輪轉(zhuǎn)子固有的振動峰值系數(shù)確定航空渦輪風(fēng)扇發(fā)動機(jī)的不平衡位置包括：若在最大工作速度下風(fēng)扇轉(zhuǎn)子的振動幅值大于低壓渦輪轉(zhuǎn)子的振動幅值，且低壓渦輪轉(zhuǎn)子在工作狀態(tài)下的振動峰值系數(shù)小于固有的振動峰值系數(shù)，則確定風(fēng)扇轉(zhuǎn)子不平衡；若在最大工作速度下風(fēng)扇轉(zhuǎn)子的振動幅值小于低壓渦輪轉(zhuǎn)子的振動幅值，且低壓渦輪轉(zhuǎn)子在工作狀態(tài)下的振動峰值系數(shù)不小于固有的振動峰值系數(shù)，則確定低壓渦輪轉(zhuǎn)子不平衡；否則，確定風(fēng)扇轉(zhuǎn)子和低壓渦輪轉(zhuǎn)子均不平衡。

可選地，通過配平風(fēng)扇轉(zhuǎn)子配平航空渦輪風(fēng)扇發(fā)動機(jī)包括：基于影響系數(shù)法計算風(fēng)扇轉(zhuǎn)子的不平衡量及相位，確定配平量和配平相位；在配平面根據(jù)配平量和配平相位為風(fēng)扇轉(zhuǎn)子調(diào)整配重。