某涡喷发动机振动故障原因分析及解决途径

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1、RESEARCH学术论文某涡喷发动机振动故障原因分析及解决途径VibrationTroubleAnalysisandSolutionofTurbineJetEngine中国人民解放军第5713工厂陈礼顺王彦岭济南装备部陈鲁英【摘要】针对某涡喷发动机振动故障，从振动产生机理出发。分析了发动机产生振动的原因，提出了排除振动的方法及预防措施，介绍了检查排除发动机振动的一般方法，并在降低发动机振动故障方面作了有益的尝试和探索。关键词：涡喷发动机不平衡振动转子【ABSTRACT】Aimingatthevibrationtroubleofturbineje

2、tengine，basedonvibrationprinciple，thecausesofvibrationtroubleareanalyzedindetail．ThemeasuresforexcludingvibrationandpreventIonsmeasuresarepresented．Thebasicmethodforcheckingandexcludingvibrationofengineisin仃oduced，whichareimportanttopreventvibrationofengine．Keywords：Turbinej

3、etellgineDisbalanceVibra-tionRotor在某涡喷发动机修理过程中，振动是一种常见的故障，同时也是既复杂又难以解决的技术难题。发动机振动故障不能很好地解决，不仅影响发动机的修理周期，造成人力、物力、财力的较大浪费，而且影响部队飞行训练，严重时甚至威胁飞行安全。特别是随着发动机使用时间的增长，发动机性能衰减、机件磨损加重，这导致发动机振动故障越来越多。因此，分析发动机振动故障原因，确保修理、装配质量，制定有针对性的预防措施，一直是科研工作中一项十分重要的课题。1某型发动机的承力系统和传力路线分析某型发动机是加力式双转子涡

4、轮喷气发动机，由高低压压气机、燃烧室、高低压涡轮、加力燃烧室和附件传动系统、燃油调节系统、润滑系统、电气系统和空气冷却系统等部分组成。其承力系统由前轴承机匣、低压一级整流叶片、低压压气机机匣、高压压气机机匣、主安装节、高压第七级整流叶片、轴承机匣、燃烧室机匣、内支承、辅助安装节、承力拉杆和高低压涡轮机匣等组件构成，内外混合传力。主安装节设置在高压压气机后机匣的2个安装边之间，辅助安装节安装在燃烧室机匣的后安装边2个加强环之间。发动机的2个转子支承在6个轴承上，低压转子采取1—3—0支承形式，高压转子采取0—2—0支承形式，在高低压转子轴间还有一

5、个6号轴承。2号和3号轴承为止推滚珠轴承，承受低压转子和高压转子的轴向及径向载荷，并使转子轴向定位，其余轴承均为滚棒轴承，主要承受转子的径向载荷。低压转子的前支点，通过36片第一级整流叶片与前机匣刚性联接。高压转子的主支点通过第七级104片高压整流叶片与后机匣刚性联结，后支点通过装在第一级涡轮导向叶片内40根承力拉杆与涡轮机匣联结，并通过内支承与机匣联成一体，构成一个封闭的盒式结构，形成一个刚性和强度较好的内外混合传力系统。1号轴承将低压转子的径向载荷，通过一级整流叶片与低压压气机机匣传至主安装节。2号轴承和3号轴承既要承受高、低压转子的部分径

6、向载荷，又要承受高、低压转子的全部轴向载荷，因此要求承力件要有足够的刚性。其中，2号轴承为中介轴承，它将所承受的低压转子部分径向载荷和轴向载荷，并通过高压压气机的3号轴承，传至主安装节。3号轴承承受的全部载荷由高压压气机后锥壁和七级整流叶片传至主安装节。高压转子作用在4号轴承上的径向载荷与低压涡轮转子产生的径向载荷通过5号中介轴承一起，一部分经轴承机匣通过高压七级整流叶片传至主安装节，一部分经过内支承和承力拉杆传至辅助安装节“】。2发动机振动故障原因分析发动机上振动的大小是用振动过载系数K来衡量的。振动过载系数越大则发动机振动时的惯性力就越大。

7、过载系数K=要=AXn；／500。(1)5式中，A为指示振幅(ram)；n。为最大指示振幅时的转速(r／s)。从式(1)中可以看出，振动的大小与振幅和转速关2010年第1期·航空制造技术95系很大。转子的振幅与转速及不平衡度的计算公式[31如下：『1拈半l南士孝‰

8、'(2)r1鼢=Gr丽士蔷‰

9、'(3)A：业。(4)g。、。式中，G为转子重量；g为重力加速度，g=9．81m／s2；行为发动机转速；wr为动不平衡度，其中w是不平衡重量，，-是不平衡重量至中心的距离；后为常数，k--4耵2／3600；K为弹性常数；Z为绕z轴的转动惯量；CO为角速度

10、，w=21Tn／60；h为转子重心到z轴的距离；，为转子前后两支撑点的距离；彳为振幅。从式(2)可以看出，转速、转动惯量、重心到Z轴的距离以及不平衡量