航空发动机整机振动常见故障及其排除措施

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1、航空发动机整机振动常见故障及其排除措施AnalysisandSolutionofCommonFaultsinBodyVibrationofAeroengine■柏树生。2艾延廷1翟学1高红池5田晶’l沈阳航空航天大学2驻黎阳机械公司军事代表室575752部队71分队摘要：航空发动机整机振动故障是发动机工作中较为常见和危害较大的故障。本文列举了整机振动常见故障特征，并总结了相应的排除措施，对发动机制造厂及使用单位的整机振动排故有一定参考作用。关键词：航空发动机；整机振动故障；排除措施Keywords：aeroengin

2、e；vibrationfaults；troubleshooting0引言安装在飞机或台架上的航空发动机是一个无限多自由度的振动系统，发动机整机振动就是指这一系统在各种激振力作用下的响应。整机振动主要是由内部故障引起的，故障不同，振动特征也不同，因此可以根据不同的振动故障特征推测出故障原因，进而有针对性地对故障进行分析和排除。航空发动机整机振动故障诊断的关键在于找到发动机振动状态参数与振动故障特征参数之间的对应关系。1航空发动机整机振动故障诊断思路航空发动机整机振动故障的诊断，应在获取发动机的稳态数据、瞬态数据以及过程

3、参数和运行状态等信息的基础上，通过信号分析和数据处理提取发动机特有的故障征兆及故障敏感参数等，经过综合分析判断来确定故障原因，做出符合实际的诊断结论，提出治理措施。常用的排故思路有反向推理、正向推理或正、反向推理相结合。反向推理也称目标直接推理，依据振动特征反推出振动故障原因。在推理过程中只与单一的目标有关，当振动特征与故障特征相符合时，即可做出诊断。正向推理只有在振动故障范围明确的前提下才可使用，在能够引起发动机振动的全部原因中，将发动机实际存在的振动特征与故障历史进行搜索、比较，分析，采取逐个排除的方法，最终剩下

4、的不能排除的故障即为诊断结果。由于故障和特征之间不是一一对应关系，故障特征的相互交叉可能造成反向推理诊断结果不确定和误诊断。为了克服这一缺陷，一是采用正向推理方式，二是通过对故障机理的充分理解和分析来综合考虑。若是同时存在两个以上故障时，应考虑各故障之间的相互关系，以及各故障在振动中所占比重，才能保证和提高诊断结果的准确性。2航空发动机整机振动常见故障特征及排除措施目前确知的引起发动机振动的常见故障有转子不平衡、转子热弯曲、转子不对中、转子碰摩，轴承座连接松动或转子支承结构间隙超差、滚动轴承故障、齿轮故障、油膜振荡、

5、局部共振、转轴裂纹、旋转失速与喘振、不均匀气流涡动等。2．1转子不平衡1)故障特征转子不平衡是由于转子部件质量偏心或转子部件出现缺损造成的故障。发动机因转子不平衡而引起的振动比较常见，引起转子不平衡的原因有：结构设计不合理；制造和装配误差；材质不均，受热不均，运行中转子的腐蚀、磨损、结垢，零部件的松动和脱落等。故障的共同特征是：振动的时域波形为正弦波；频谱图中，谐波能量集中于基频；当∞<∞。时，振幅随∞增大而增大，当∞>∞。时，振幅随山增大而趋于一个较小的稳定值，当∞接近∞。时，振动剧烈，振幅具有最大峰值；工作转速一

6、定时，相位稳定于矢量域内；转子的轴心轨迹为椭圆；转子的进动特征为同步正进动。振动的剧烈程度对工作转速很敏感。2)排除措施如果是初始不平衡，则应按技术要求对转子进行动平衡；按要求对位安装转子上的零部件；紧固转子上松动的部件。如果足渐变不平衡，则应转子除垢，进行修复；定期检修；保证介质清洁，防止结垢和腐蚀。如果是突发不平衡，则应停机清理流道异物；消除应力，防止转子损坏；停机检修，更换损坏的转子。2．2转子热弯曲1)故障特征转子弯曲是指各横截面的几何中心连线与旋转轴线不重合。在发动机的—AV雪lA黑TI熙Ma．,。NTEN

7、舶AN空CE囊EN信GI与NF__E工RIN蠢Gl43O～占l。一起动和停车过程中，由于热交换速度的差异，转子横截面产生不均匀的温度分布，使转子发生瞬时热弯曲，产生较大的不平衡。随着发动机的稳态运行，整机温度趋于均匀，振动会逐渐减小。2)排除措施如果是永久性弯曲，则应正确保管转子，定期盘转一定角度；校正转子，按技术要求进行动平衡。如果是临时性弯曲，则应重新开机；延长暧机时间，按规定升速、加载。2．3转子不对中1)故障特征转子与支承不同心也称不对中，有角度不对中和高度不对中两种情况。角度不对中是指轴与支承相对倾斜，高度

8、不对中是指轴承中心线虽与转子轴线平行但在不同的高度上。无论哪一种不对中都会使轴与轴承之间有轴向力和径向力的相互作用。随着转子旋转，作用力交变，导致转子和支承振动。最主要的故障特征是转子有轴向振动和径向的2倍频振动。2)排除措施核对设计给的冷态对中数据；按技术要求调整轴承对中；检查热态膨胀是否受限；检查保温是否完好。2．4转子碰摩1)故障特征转子