cfm56—3发动机3号轴承封严分离故障的原理及控制方法

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1、发动机维修与安全109CFM56—3发动机3号轴承封严分离故障的原理及控制方法中国南方航空公司机务工程部黄粤韦桂兰广州飞机维修工程有限公司张有铿赵继勇【摘要】本文介绍了一种利用滑油耗量和磁堵屑末对CFM56—3发动机3号轴承后静止油气封严分离情况进行监控的方法，经验表明滑油耗量上升和磁堵中出现淡红棕色的非金属物是封严分离的早期征兆，加强这方面监控可以有效控制该故障的发展。本文对该故障的机理及相关改装情况也进行了相应介绍。关键词：发君机3号尹承封严0x／分离粘气剂滑油耗量磁堵VK，前言CFM56—3发动机是波音737—300／400／500飞机的动力

2、装置，截至2001年5月，全世界共有4452台CFM56—3发动机仍在使用，用户多达154家。该型发动机的可靠性好，使用寿命长，深受用户的欢迎。但从1996年8月至2001年4月以来，共计有118台发动机发生3号轴承后静止油气封严分离的故障，并造成6次空中停车和3次中断起飞。研究表明，粘合剂失效是造成该故障的直接原因，GE公司为此先后发布了3个通告进行改装。南方航空公司拥有国内最大的波音737—300／500型飞机(共计有39架)，由于主要基地地处高温潮湿的南方沿海地区，因此受该故障的影响特别大，四年来，先后发现1l台发动机3号轴承发生分离，在19

3、98年9月和2000年12月，先后进行了两次大规模的改装工作。由于该故障发生突然，并且一旦发生对发动机的损伤较大，因此，研究故障征兆，提早发现该故障对于航空公司而言是一项重要课题。通过分析南航机队的案例可以发现：多数情况下，故障发生前都有一定的先兆，例如滑油耗量此前几个月开始上升，回油系统磁堵中出现不常见的非金属物质(封严的耐磨材料)等。根据故障征兆特点制定相应的监控方案可以有效地控制故障的发生，本文将从故障发生的机理及如何加以控制等方面做详细的叙述。i分离原因1．1封严结构3号轴承后静止油气封严位于风扇框架的下方，由内锥和外锥组成，其中内锥通过1

4、2个螺栓固定在风扇框架上，而外锥通过3处粘合面与内锥粘在一起，同时，在内锥12个螺栓孔和一个加工遗留槽周围也涂有粘合剂。在内锥表面上还有两个工艺孔，在内锥和外锥的颈部表面粘有耐磨材料，与轴承篦齿封严一起对滑油进行密封。具体的封严结构见图】。110发动机维修与安全(”内锥(已与外惟分离)(a)封严位置(c)辨惟(已与内锥分离)图l3号轴承后静止油气封严结构1．2封严分离当粘合剂失效时，首先在加工槽和12个螺栓孔的周围出现分离现象，继而在粘合面上出现脱胶，最后内外锥完全分离，分离后的外锥脱开．可以向后移动，滑油通过内锥表面的回油腔进入气路系统，造成客舱

5、滑油味和滑油耗量的上升，见图2。脱开的外锥与后面的高速旋转的高压压气机l一2级鼓盘相碰，造成鼓盘磨损报废，进一步相磨后，外锥破损成块状，一方面进入气路系统，打坏压气机静子和转子叶片；另一方面，飞出的碎片有可能击穿内锥表面，造成3号轴承封严完全失效，滑油漏光，导致空中停车。^吣粕知m十^％IS—Ca)内外锥分离示意图(b)滑油泄漏及外锥碎片进入气路图2封严分离示意图1．3三种粘台剂的性能差异3号轴承封严的粘合剂牌号主要有3类：早期的封严型号是G01型．采用的粘合剂是MB328。由于该粘合剂含有石棉成份，不符合美国环保条例，因此从1993年开始，GE取

6、消了粘合剂的石棉成份，所对应的封严被称为G03封严，不含石棉的粘合剂有EA9689和FM350两种。实践表面：不含石棉的牯合剂可靠性比原来预想的大大降低，尤其在高温潮湿的地区使用时将大大加速粘合剂失效的速度，这也正是近年来．3号轴承封严分离故障发蛩1=’¨，鳓～睡缸发动机维修与安全生非常频繁的主要原因。表2是三种粘合剂的差异裹23种主薹帖合剂使用和分离状况(数据来豫于GE。藏至2001年4月粘合剂石棉成份用于封严使用年份使用数量分离数目分离时间批次MB328含G011984～1993～3000台3>12000循环512台+205个5个主要批次中：E

7、A9689不舍G03】993～】995>93i2000循环左右备件349，451，208最差358台+462个FM350不含G031995～2000>118000循环左右备件2故障征兆及监控方法2．1故障征兆通过对发生在南航的11起封严分离，可以发现该故障有以下征兆：一滑油耗量上升：其中5次明显上升，2次耗量偏高；例如，图3是机队四年的平均滑油耗量趋势与某台封严分离发动机的滑油耗量趋势对比图：我们可以发现在1999年6月以前，该发的趋势与机队的平均变化趋势大致相同，而在这之后，滑油趋势大幅度上升至0．29夸脱／小时，远高于机队0．20夸脱／小时的平

8、均值。图3机队平均滑油耗量与某台封严分离发动机的滑油耗量对比一磁堵中出现非金属物：其中中磁堵5次出现褐色无光泽的非金属物，