cfm56-5b發(fā)動機振動監(jiān)控系統(tǒng)與葉片配平潤滑簡析

CFM56-5B發(fā)動機振動監(jiān)控系統(tǒng)與葉片配平潤滑簡析航線一中隊劉波

一.系統(tǒng)原理介紹

二.振動異常產(chǎn)生的原因

三.振動數(shù)據(jù)的采集和讀取

四.配平

五.發(fā)動機配平幾點注意事項

六.潤滑葉片

1.1.系統(tǒng)原理介紹發(fā)動機振動監(jiān)控系統(tǒng)主要是由一個EVMU計算機和兩個壓電型傳感器組成。它持續(xù)監(jiān)控著發(fā)動機的振動情況，位于發(fā)動機風扇框架上的振動傳感器和渦輪后框架的振動傳感器（CFM56-5B發(fā)動機專有）把探測到的振動數(shù)據(jù)傳輸?shù)紼VMU，然后顯示在ECAM上的發(fā)動機頁面和巡航頁面。采集到的可用數(shù)據(jù)通過CFDS儲存提取用于排故。N1，N2振動傳感器均屬壓電感應(yīng)式傳感器。當振動發(fā)生時，作用在傳感器上的壓力產(chǎn)生變化，會引起傳感器上電位的變化，EVMU據(jù)此計算振動的大小。1.2部件安裝位置N1bearingvibrationsensor:位于風扇框架9：00鐘位置，監(jiān)控N1軸的振動，同時也監(jiān)控HPT軸和LPT軸的振動。TRFvibrationsensor：位于低壓渦輪12：00位置，與N1聯(lián)合監(jiān)控發(fā)動機振動水平，也可以用于配平。EngineVibrationMonitoringUnit(EVMU)（發(fā)動機振動監(jiān)控組件）1.監(jiān)控雙發(fā)N1和N2的振動范圍，通過-N1和N2的轉(zhuǎn)速Number1Bearing和TRF振動信號2.計算不平衡位置，提供在翼的配平方案3.振動傳感器與N1和N2聯(lián)合監(jiān)控發(fā)動機振動水平，當發(fā)動機的振動值較大時其探測到的數(shù)據(jù)也可以用于風扇配平。No.1BearingVibrationSensor（1號軸承振動傳感器）

1.主要振動傳感器2.探測低壓渦輪和高壓渦輪之間軸承振動3.位于風扇機匣內(nèi)4.航線不可更換5.壓電式傳感器振動大小表示：N1：mils（1/1000

inch）0~10N2：ips（inchpersecond）0~4TurbineRearFrame(TRF)VibrationSensor（后渦輪框架軸承振動傳感器）1.備用振動傳感器2.航線可更換LRU3.壓電式傳感器參考M320-77-0901R1根據(jù)使用經(jīng)驗，在CFM56-5B發(fā)動機上1號軸承振動傳感器的可靠性優(yōu)于后渦輪框架軸承振動傳感器。所有深航機隊CFM56-5B發(fā)動機振動傳感器構(gòu)型統(tǒng)一調(diào)整到1號軸承振動傳感器上。如果確認某臺發(fā)動機的1號軸承振動傳感器故障，可以將發(fā)動機振動傳感器構(gòu)型設(shè)置到后渦輪框架振動傳感器上，并請郵件通知工程技術(shù)室的發(fā)動機工程師。1.3振動傳感器的轉(zhuǎn)換

CFM56-5B發(fā)動機有兩個振動傳感器，分別為BEAR1傳感器和TRF傳感器，這兩個傳感器也可以通過MCDU進行人工轉(zhuǎn)換，EVMU每次飛行只用一個傳感器的信號，傳感器可以人工轉(zhuǎn)換或是當N1軸承傳感器失效的時候在上電時自動轉(zhuǎn)換1.4N1N2振動咨詢值1：結(jié)合振動傳感器和N1，N2轉(zhuǎn)速傳感器提供的數(shù)據(jù)計算發(fā)動機的振動不平衡的振幅及相位用于發(fā)動機的在翼配平。當發(fā)動機實際振動超過N1，N2咨詢值時，ECAM上振動顯示將會閃爍，提示機組發(fā)動機振動超過標準。2：提供實際振動值在駕駛艙的ECAM上顯示，最大可顯示為10unit.（1unitforN1orN2rotorcorrespondsto0.3IPS）當N1和N2的振動值達到其咨詢值≥5unit時，其駕駛艙的振動顯示會閃爍。用于表示振動大小的單位有兩種：一種是unit，一種是IPS,他們的關(guān)系為：1UNIT=0.3IPS。1.5飛行數(shù)據(jù)儲存存儲不平衡數(shù)據(jù)：在巡航的時候，EVMU會存儲5個FLIGHTVIBDATA,假如FLIGHTVIBDATA存儲失敗，還可以通過EVMU進行地面試車采集振動數(shù)據(jù)。

1.6CFM56發(fā)動機振動報告自動打印的處理

當我們遇到振動報告自動打印的時候一定要先判斷高振動的真實性，如果是真實的故障一般振動值達到3的時候機組都可以感覺到飛機的振動，拿到振動報告后我們要第一時間詢問機組是否感覺到振動，假如有振動的話，發(fā)動機的各個參數(shù)怎么樣，如果振動報告上的振動值很大，而機組沒有感覺，一般都是虛假的高振動，我們可以從指示系統(tǒng)故障入手，如果機組感覺到振動，那我們就要按照相應(yīng)的TSM對高振動進行故障隔離。EVMU能夠分析4—500HZ振動頻率所對應(yīng)的振動值，而低壓轉(zhuǎn)子的振動頻率一般在70HZ左右，高壓轉(zhuǎn)子的頻率一般在230HZ左右，假如高振動發(fā)生在其他頻率時則不是N1或是N2的高振動，而是發(fā)動其他部件的高振動。2.1振動異常產(chǎn)生的原因振動鳥擊吸入外來物發(fā)動機葉片結(jié)冰風扇葉片的環(huán)形壓條松動風扇葉片的位置布局不合理，動量矩不平衡低壓渦輪損壞配平螺釘或是配平環(huán)的不合適發(fā)動機軸承的封嚴受損風扇葉片根部和燕尾槽的潤滑膜遭到損壞或是厚度不均在實際工作中，我們應(yīng)該根據(jù)真實情況綜合判斷導致N1振動異常的原因，在排除鳥擊，外來物損傷，風扇葉片或是低壓渦輪受損等情況后，根據(jù)維護經(jīng)驗：發(fā)動機高振動一般都是由于配平螺釘不合適、風扇葉片根部和燕尾槽的潤滑膜遭到損壞或是厚度不均所導致，通常我們都可以通過配平和潤滑風扇葉片來降低發(fā)動機的振動值。

2.2振動異常一般處理流程

振動異常配平指示傳感器故障鳥擊，外來物損傷，風扇葉片搭接潤滑否否無效2.2.1N1振動值＜4UNITS并伴隨噪聲檢查風扇葉片有無損傷檢查風扇葉片，第4級低壓渦輪葉片有無搭接孔探第4級低壓渦輪葉片配平葉片潤滑葉片2.2.26UNITS＞N1振動值≥4UNITS不伴隨機身振動和噪聲如果是N1振動值瞬時大于4UNITS,小于1min并且機組在本航段或下一航段沒有感到機身振動檢查傳感器到計算機的線路接頭安裝座傳感器量線MCDU更改傳感器判斷故障2.2.36UNITS＞N1振動值≥4UNITS伴隨機身振動和噪聲如果在下降，進近結(jié)冰條件下，風扇葉片，前錐有可能結(jié)冰導致振動上升檢查風扇葉片和第4級低壓渦輪葉片有無搭接，損傷檢查附件齒輪箱安裝座，鏈接件，支架有無松動和損傷整流罩支架鉸鏈鎖扣有無損壞氣源系統(tǒng)部件配平葉片

潤滑葉片2.2.4N1振動值≥6UNITS1.如果是N1振動值瞬時大于6UNITS,小于1min并且機組在本航段或下一航段沒有感到機身振動噪聲檢查傳感器到計算機的線路接頭安裝座傳感器量線MCDU更改傳感器判斷故障2.如果是N1振動值大于6UNITS,感覺機身振動和噪聲，如果在下降，進近結(jié)冰條件下，確定在結(jié)冰條件下運行目視檢查發(fā)動機周圍有無損傷，特別是進氣整流罩，葉片，前錐，防磨層，OGV等檢查附件齒輪箱安裝座，鏈接件，支架有無松動和損傷整流罩支架鉸鏈鎖扣有無損壞氣源系統(tǒng)部件如果還伴隨EGT裕度下降，應(yīng)孔探高壓壓氣機，高壓渦輪有無損傷＞8UNITS應(yīng)檢查LPTACC活門總管。3.如果是N1振動值大于6UNITS,感覺機身振動和噪聲，確定沒有在結(jié)冰條件下運行檢查風扇葉片和第4級低壓渦輪葉片有無搭接，損傷檢查附件齒輪箱安裝座，鏈接件，支架有無松動和損傷整流罩支架鉸鏈鎖扣有無損壞氣源系統(tǒng)部件檢查磁堵，回油濾孔探壓氣機低壓渦輪配平葉片潤滑葉片2.2.55.4UNITS＞N2振動值≥4.2UNITS1.振動值瞬時出現(xiàn)，小于1min，機組在本航段和下一航段沒有報告，無需維護如果振動發(fā)生在高轉(zhuǎn)速下（最大連續(xù)爬升，起飛），發(fā)動機運行不超25循環(huán)如果振動發(fā)生在低轉(zhuǎn)速下（下降，進近，滑行），聯(lián)系CFM確定循環(huán)數(shù)。2.振動值瞬時出現(xiàn)，小于1min，機組在本航段和下一航段有重復(fù)報告檢查傳感器到計算機的線路接頭安裝座傳感器量線EVMU測試監(jiān)控3.振動值瞬時出現(xiàn)，大于1min，機組在本航段和下一航段有重復(fù)報告打開整流罩，目視檢查插頭，管路，風扇整流罩支架，核心機整流罩區(qū)域。檢查附件齒輪箱安裝座，鏈接件，支架有無松動和損傷整流罩支架鉸鏈鎖扣有無損壞氣源系統(tǒng)部件檢查傳感器到計算機的線路接頭安裝座傳感器量線EVMU測試檢查磁堵，回油濾監(jiān)控，聯(lián)系CFM2.2.6N2振動值≥5.5UNITS

讀取振動報告，停場排故小結(jié)：

當我們遇到N1或N2振動異常，和機組交接顯得尤為重要。需要我們清楚幾點：1.振動發(fā)生的時間，是在發(fā)動機運行的什么狀態(tài)。比如，連續(xù)大功率爬升，起飛，下降，進近，滑行等。2.振動大小。3.持續(xù)時間。4.是否結(jié)冰狀態(tài)運行。5.是否伴有機身振動和噪聲.6.EGT裕度有無變化.

有助與我們更好的把握排故方向，維護效率提高。

3.1振動數(shù)據(jù)的采集和讀取

注意：每次配平后振動數(shù)據(jù)都會自動清除，建議在配平之前最好把振動數(shù)據(jù)打印出來，以防操作失誤的話還可以通過人工輸入重新計算。3.2空中數(shù)據(jù)讀取3.3地面數(shù)據(jù)采集與讀取參考TB320-71-1001進行地面采集發(fā)動機振動數(shù)據(jù)時，選擇的5個發(fā)動機風扇特征轉(zhuǎn)速分別是：64％、84％、88％、92％和96％，速度公差為±2％。如果由于起飛限制，發(fā)動機風扇轉(zhuǎn)速不能達到96％，建議選擇80％或者振動最大的風扇轉(zhuǎn)速，作為新的采集點。當達到需要的轉(zhuǎn)速時點擊SAVE，采集完畢點擊READ讀取數(shù)據(jù)4.1.1配平原因：航后讀盤并監(jiān)控，發(fā)生以下現(xiàn)象：1.發(fā)動機振動值較大且<=4.0,風扇葉片無搭接和損壞，配平；深航一般在振動值為3.0時進行配平2.發(fā)動機振動值多大4≤N1＜6；機組感覺的到機身振動：檢查風扇葉片無搭接和損壞，配平。3.發(fā)動機振動值連續(xù)多次反映過大(如連續(xù)多天2.0以上)；4.1.2配平方案選擇：在2個月內(nèi)，使用One-shotMethod方式配平同一臺發(fā)動機，次數(shù)不得大于2次。如果無法降低振動值，第3次配平建議參考使用VecterialMethod方式。3次配平都沒有效果，建議進行風扇葉片潤滑。對于自上一次C檢使用時間超過3500飛行小時，且振動值超過4.0的發(fā)動機，建議進行風扇葉片潤滑。4.1配平4.2OneShotMethod4.2.1工具：手電、黑油膏、內(nèi)六角套筒5/32、力矩板（65~75lbf.in）、大快板、轉(zhuǎn)接頭、紅地毯、警告牌、毛巾、工具箱4.2.2工作準備：掛警告牌：1.發(fā)動機啟動手柄：防止發(fā)動機啟動2.ENG/FADECGNDPWR/1(2)電門，防止發(fā)動機地面通電4.2.3配平實施步驟：1.在發(fā)動機消音板上墊上地毯，在發(fā)動機后整流錐上確認36個配平螺釘構(gòu)型，并記錄。在后整流錐上找到配平螺釘?shù)亩ㄎ稽c，從前往后看，孔1在它的左邊，逆時針方向依次為1號、2號、3號…36號螺釘孔。4.2.4定位：后錐上有一個圓形記號，標記一號葉片的位置4.2.5配平螺釘：1.一共36個內(nèi)六角螺釘2.不同螺釘區(qū)別在于件號后3位（P0X）不同件號長度不一樣，按照配平方案選擇3.P01=P08,P02=P09,P03=P10,P04=P11,P05=P12,P06=P13andP07=P144.力矩65~75lbf.in4.2.6配平方案讀?。?.按THEENG1(2)TRIM進入EVMUENG1(2)TRIMBALANCEMENU2.選擇ONESHOTCFM56-5B，進入EVMUENG1(2)CURRENTVIBINPUT3.選擇FLIGHTDATA，進入振動數(shù)據(jù)頁面4.選擇CONT，進入INFLUENCECOEFFSELECT頁面5.選擇GENERICCOEFFCFM56-5B，進入ENG1(2)INSTALLEDCURRENTSCREWS頁面EVMU計算機上紀錄了36個配平螺釘?shù)臉?gòu)型，與之前我們在發(fā)動機上核對過的實際螺釘比較，如果不一致，以發(fā)動機上實際安裝的螺釘為標準，在MCDU里更改過來，更改的方法是輸入P0X，然后點擊某個我們要更改的孔。如果一致，則獲取oneshot配平方案。6.選擇CONT，進入ENG1(2)SCREWSTOCHANGE頁面，此時計算機開始計算出需要更改的孔的螺釘，打印出來（此為配平方案）。7.選擇UPDATE，保存了我們剛才的配平之后的數(shù)據(jù)。8.然后根據(jù)我們在第6步計算機算出來需要更改的孔，安裝合適的配平螺釘（配平螺釘上要涂高溫防咬劑，力矩65-75lbf.in）9.取下警告牌，并檢查工作區(qū)域干凈，無外來物，在FLB上記錄，關(guān)單反饋。把換下的配平螺釘當做可用件退庫4.3VectorialMethod與oneshotMethod基本相同，區(qū)別在于選擇方案時是選擇VECTORIALTRIMBALANCECFM56-5B，進入EVMUENG1(2)VECTORIALTRIMBAL頁面，其他步驟都是一樣的

5.1發(fā)動機配平幾點注意事項

配平螺釘構(gòu)型確認假如在配平螺釘構(gòu)型不一樣的情況下進行配平，EVMU會計算出錯誤的配平結(jié)果，這樣不但不能使振動降下來，還會使振動情況惡化，所以我們在配平之前一定要確認EVMU上的配平螺釘和發(fā)動機上實際裝機的構(gòu)型是否一致。

5.2確認振動數(shù)據(jù)有效

在進行配平之前要確認EVMU的flightorgroundvibrationdata有效，正常情況下EVMU會在以下5個轉(zhuǎn)速采集5個振動數(shù)據(jù)用于配平。以上N1，N，TIME代表：EVU在轉(zhuǎn)速為“N1±N”的轉(zhuǎn)速下穩(wěn)定的時間為“TIME”時采集振動數(shù)據(jù)。5.3振動數(shù)據(jù)不夠5個可不可以配平

從原理上來說，不管EVMU采集到的振動數(shù)據(jù)有多少個，只要EVMU能夠利用該數(shù)據(jù)計算出配平方案，這些振動數(shù)據(jù)就是有效可用于配平的。從以往的案例經(jīng)驗可以看出：當振動數(shù)據(jù)少于五個的時候也可以配平，但是效果不是很理想，需要多次配平才能夠把振動值降下來。原因就是地面試車在較窄的轉(zhuǎn)速下采集了不平衡數(shù)據(jù)，EVMU在計算不平衡量時不能全面綜合發(fā)動機各轉(zhuǎn)速范圍下的振動，計算出的發(fā)動機總體不平衡量不準確，所給的配平方案不準，導致配平后振動值不降反而升高。

5.4振動數(shù)據(jù)不是當天采集的可以配平嗎

根據(jù)EVMU對振動數(shù)據(jù)的采集原理，只要EVMU采集到的數(shù)據(jù)都可以用于配平，但是相隔太久的振動數(shù)據(jù)并不能準確的代表當前發(fā)動機的不平衡狀態(tài)，因為發(fā)動機的振動不但和其自身本體有關(guān)還和其工作的環(huán)境有關(guān)。綜上所述，假如EVMU采集的振動數(shù)據(jù)個數(shù)不夠，采集的時間比較靠前，我們必須要根據(jù)實際情況采取相應(yīng)的排故措施。5.5航線維護建議在發(fā)動機的振動值沒有達到必須配平或是排故的門檻值（CFM56為4units）,并且發(fā)動機的EGT等參數(shù)正常時：1.假如EVMU采集的振動數(shù)據(jù)個數(shù)在3個或3個以上情況可以進行配平，然后監(jiān)控。2.假如EVMU采集的振動數(shù)據(jù)個數(shù)少于3個的情況，建議不執(zhí)行配平工作，但是要對發(fā)動機的振動情況持續(xù)監(jiān)控，等有振動數(shù)據(jù)再配平。3.假如EVMU采集的振動數(shù)據(jù)不是當天采集的，雖然工程師建議只要該數(shù)據(jù)沒有被用于上次配平，不管什么時候采集的振動數(shù)據(jù)都可用于配平，詳情請見ETS-77-1304，但是個人認為發(fā)動機的振動情況是多變的，不是每天都一樣的，所以建議如果振動數(shù)據(jù)采集的日期距離當前日期比較遠的話還是不要進行配平工作。4.假如在監(jiān)控過程中振動值持續(xù)增大或是發(fā)動機的其他參數(shù)有突變，可以地面試車采集振動數(shù)據(jù)進行配平，當然如果時間和人力等條件都允許的情況建議直接潤滑葉片，因為潤滑葉片最能夠恢復(fù)發(fā)動機的振動裕度

6.1潤滑葉片

潤滑風扇葉片可以減少風扇根部和風扇盤接觸面的磨損，并且減少振動。因為目前很多人都不知道對于潤滑劑如何標準施工，只知道標準的噴涂多少次，也不知道最后如何檢驗潤滑劑的噴涂質(zhì)量，所以在介紹潤滑葉片的工作之前我們先來學習相關(guān)的標準施工。

6.2潤滑劑標準施工工藝

噴涂法1.準備一塊長條形的金屬片作為測試片放在需要潤滑部位的附近。2.清潔部件后15分鐘內(nèi)必須噴潤滑劑。3.噴潤滑劑的時候噴嘴距離潤滑的部件大概8inches(20cm)。4.為了保證噴涂的效果，如果條件允許每兩次噴涂之間盡量保持條10—30分鐘的間隔。5.為了充分潤滑葉片的承壓面，需要噴涂4-6次。6.潤滑劑的噴涂總厚度為0.0006-0.0012inch(0.015-0.030mm)，可以通過測量測試樣塊噴涂潤滑劑前的厚度和噴涂后的厚度獲得潤滑劑的噴涂厚度。7.潤滑劑噴涂完后為了讓潤滑劑的干膜涂層完全干燥成型要等大概一個小時才可以重新安裝。

刷涂法1.準備一塊長條形的金屬板作為測試片放在需要潤滑部位的附近。2.清潔后15分鐘內(nèi)必須刷涂潤滑劑。3.對于需要潤滑的部件表面從左刷到右，從右刷到左往復(fù)刷一次即可。4.潤滑劑的刷涂總厚度為0.004-0.008inch(0.10-0.20mm)，可以通過測量測試樣塊刷涂潤滑劑前的厚度和刷涂后的厚度獲得潤滑劑的刷涂厚度。5.潤滑劑刷涂完后為了讓潤滑劑的干膜涂層完全干燥成型要等大概一個小時才可以重新安裝。

潤滑劑的噴涂質(zhì)量檢驗高質(zhì)量的潤滑劑一定要滿足以3下條件:1.用膠帶粘貼不脫離2.用指甲刮不掉3.深灰色，光滑，無裂紋，無雜質(zhì)

潤滑方法的選擇對比以上兩種潤滑方法，刷涂法的標準比較好掌握并且效率也比較高，以后大家潤滑葉片的時候建議優(yōu)先選擇刷涂法，同時我們一定要注意潤滑劑的噴涂厚度，太厚或是太薄都有可能會加大發(fā)動機的振動.6.3葉片潤滑常用工具工具：?毛毯若干（用于放發(fā)動機葉片和發(fā)動機內(nèi)進氣道保護）?警告牌若干紙膠帶一卷?跳開關(guān)夾若干

防毒面具眼罩?大，小快板

棘輪扳3/8?大，小套筒

棘輪扳5/16?中短加長桿

中轉(zhuǎn)小轉(zhuǎn)接頭?塞尺?內(nèi)六角套筒（用于拆裝配平螺釘）?力矩扳×2個（前后錐110－120磅寸，配平螺釘65－75磅寸）?丙酮或酒精?二硫化鉬No.CP5062（如果要潤滑全部葉片，4－5瓶備用）?黑油膏?毛巾?熱槍—用于裝前后錐

6.4葉片拆裝1.前錐的拆裝注意點

進入發(fā)動機區(qū)域工作時嚴格管控工具設(shè)備

進入發(fā)動機進氣道工作時，注意保護發(fā)動機進道，嚴禁無保護墊踩踏發(fā)動機進氣道。

拆除前錐連接螺栓時注意別把螺栓，墊片掉落發(fā)動機內(nèi)，移除前錐時，小心別把前錐掉落發(fā)動機上，以免損壞發(fā)動機進氣道。

裝前錐時，注意使用導向銷。安裝螺栓涂高溫防咬劑。2.后錐的拆裝注意點裝前錐時，注意使用導向銷。安裝螺栓涂高溫防咬劑。

后錐裝好，安裝螺栓打好力矩（110

-120

lbf.in）時：

用塞尺測量后錐的后邊緣和葉片前接觸面的間隙應(yīng)在0.0098in.(0.249mm)to0.0374in.(0.950mm)之間。用塞尺測量后錐密封和風扇安裝法蘭盤的間隙應(yīng)小于0.001in.(0.02mm)

3.葉片拆裝拆裝前對葉片和安裝位置做好標記逆