cfm56-5b发动机振动监控系统与叶片配平润滑简析

CFM56-5B发动机振动监控系统与叶片配平润滑简析航线一中队刘波

一.系统原理介绍

二.振动异常产生的原因

三.振动数据的采集和读取

四.配平

五.发动机配平几点注意事项

六.润滑叶片

1.1.系统原理介绍发动机振动监控系统主要是由一个EVMU计算机和两个压电型传感器组成。它持续监控着发动机的振动情况，位于发动机风扇框架上的振动传感器和涡轮后框架的振动传感器（CFM56-5B发动机专有）把探测到的振动数据传输到EVMU，然后显示在ECAM上的发动机页面和巡航页面。采集到的可用数据通过CFDS储存提取用于排故。N1，N2振动传感器均属压电感应式传感器。当振动发生时，作用在传感器上的压力产生变化，会引起传感器上电位的变化，EVMU据此计算振动的大小。1.2部件安装位置N1bearingvibrationsensor:位于风扇框架9：00钟位置，监控N1轴的振动，同时也监控HPT轴和LPT轴的振动。TRFvibrationsensor：位于低压涡轮12：00位置，与N1联合监控发动机振动水平，也可以用于配平。EngineVibrationMonitoringUnit(EVMU)（发动机振动监控组件）1.监控双发N1和N2的振动范围，通过-N1和N2的转速Number1Bearing和TRF振动信号2.计算不平衡位置，提供在翼的配平方案3.振动传感器与N1和N2联合监控发动机振动水平，当发动机的振动值较大时其探测到的数据也可以用于风扇配平。No.1BearingVibrationSensor（1号轴承振动传感器）

1.主要振动传感器2.探测低压涡轮和高压涡轮之间轴承振动3.位于风扇机匣内4.航线不可更换5.压电式传感器振动大小表示：N1：mils（1/1000

inch）0~10N2：ips（inchpersecond）0~4TurbineRearFrame(TRF)VibrationSensor（后涡轮框架轴承振动传感器）1.备用振动传感器2.航线可更换LRU3.压电式传感器参考M320-77-0901R1根据使用经验，在CFM56-5B发动机上1号轴承振动传感器的可靠性优于后涡轮框架轴承振动传感器。所有深航机队CFM56-5B发动机振动传感器构型统一调整到1号轴承振动传感器上。如果确认某台发动机的1号轴承振动传感器故障，可以将发动机振动传感器构型设置到后涡轮框架振动传感器上，并请邮件通知工程技术室的发动机工程师。1.3振动传感器的转换

CFM56-5B发动机有两个振动传感器，分别为BEAR1传感器和TRF传感器，这两个传感器也可以通过MCDU进行人工转换，EVMU每次飞行只用一个传感器的信号，传感器可以人工转换或是当N1轴承传感器失效的时候在上电时自动转换1.4N1N2振动咨询值1：结合振动传感器和N1，N2转速传感器提供的数据计算发动机的振动不平衡的振幅及相位用于发动机的在翼配平。当发动机实际振动超过N1，N2咨询值时，ECAM上振动显示将会闪烁，提示机组发动机振动超过标准。2：提供实际振动值在驾驶舱的ECAM上显示，最大可显示为10unit.（1unitforN1orN2rotorcorrespondsto0.3IPS）当N1和N2的振动值达到其咨询值≥5unit时，其驾驶舱的振动显示会闪烁。用于表示振动大小的单位有两种：一种是unit，一种是IPS,他们的关系为：1UNIT=0.3IPS。1.5飞行数据储存存储不平衡数据：在巡航的时候，EVMU会存储5个FLIGHTVIBDATA,假如FLIGHTVIBDATA存储失败，还可以通过EVMU进行地面试车采集振动数据。

1.6CFM56发动机振动报告自动打印的处理

当我们遇到振动报告自动打印的时候一定要先判断高振动的真实性，如果是真实的故障一般振动值达到3的时候机组都可以感觉到飞机的振动，拿到振动报告后我们要第一时间询问机组是否感觉到振动，假如有振动的话，发动机的各个参数怎么样，如果振动报告上的振动值很大，而机组没有感觉，一般都是虚假的高振动，我们可以从指示系统故障入手，如果机组感觉到振动，那我们就要按照相应的TSM对高振动进行故障隔离。EVMU能够分析4—500HZ振动频率所对应的振动值，而低压转子的振动频率一般在70HZ左右，高压转子的频率一般在230HZ左右，假如高振动发生在其他频率时则不是N1或是N2的高振动，而是发动其他部件的高振动。2.1振动异常产生的原因振动鸟击吸入外来物发动机叶片结冰风扇叶片的环形压条松动风扇叶片的位置布局不合理，动量矩不平衡低压涡轮损坏配平螺钉或是配平环的不合适发动机轴承的封严受损风扇叶片根部和燕尾槽的润滑膜遭到损坏或是厚度不均在实际工作中，我们应该根据真实情况综合判断导致N1振动异常的原因，在排除鸟击，外来物损伤，风扇叶片或是低压涡轮受损等情况后，根据维护经验：发动机高振动一般都是由于配平螺钉不合适、风扇叶片根部和燕尾槽的润滑膜遭到损坏或是厚度不均所导致，通常我们都可以通过配平和润滑风扇叶片来降低发动机的振动值。

2.2振动异常一般处理流程

振动异常配平指示传感器故障鸟击，外来物损伤，风扇叶片搭接润滑否否无效2.2.1N1振动值＜4UNITS并伴随噪声检查风扇叶片有无损伤检查风扇叶片，第4级低压涡轮叶片有无搭接孔探第4级低压涡轮叶片配平叶片润滑叶片2.2.26UNITS＞N1振动值≥4UNITS不伴随机身振动和噪声如果是N1振动值瞬时大于4UNITS,小于1min并且机组在本航段或下一航段没有感到机身振动检查传感器到计算机的线路接头安装座传感器量线MCDU更改传感器判断故障2.2.36UNITS＞N1振动值≥4UNITS伴随机身振动和噪声如果在下降，进近结冰条件下，风扇叶片，前锥有可能结冰导致振动上升检查风扇叶片和第4级低压涡轮叶片有无搭接，损伤检查附件齿轮箱安装座，链接件，支架有无松动和损伤整流罩支架铰链锁扣有无损坏气源系统部件配平叶片

润滑叶片2.2.4N1振动值≥6UNITS1.如果是N1振动值瞬时大于6UNITS,小于1min并且机组在本航段或下一航段没有感到机身振动噪声检查传感器到计算机的线路接头安装座传感器量线MCDU更改传感器判断故障2.如果是N1振动值大于6UNITS,感觉机身振动和噪声，如果在下降，进近结冰条件下，确定在结冰条件下运行目视检查发动机周围有无损伤，特别是进气整流罩，叶片，前锥，防磨层，OGV等检查附件齿轮箱安装座，链接件，支架有无松动和损伤整流罩支架铰链锁扣有无损坏气源系统部件如果还伴随EGT裕度下降，应孔探高压压气机，高压涡轮有无损伤＞8UNITS应检查LPTACC活门总管。3.如果是N1振动值大于6UNITS,感觉机身振动和噪声，确定没有在结冰条件下运行检查风扇叶片和第4级低压涡轮叶片有无搭接，损伤检查附件齿轮箱安装座，链接件，支架有无松动和损伤整流罩支架铰链锁扣有无损坏气源系统部件检查磁堵，回油滤孔探压气机低压涡轮配平叶片润滑叶片2.2.55.4UNITS＞N2振动值≥4.2UNITS1.振动值瞬时出现，小于1min，机组在本航段和下一航段没有报告，无需维护如果振动发生在高转速下（最大连续爬升，起飞），发动机运行不超25循环如果振动发生在低转速下（下降，进近，滑行），联系CFM确定循环数。2.振动值瞬时出现，小于1min，机组在本航段和下一航段有重复报告检查传感器到计算机的线路接头安装座传感器量线EVMU测试监控3.振动值瞬时出现，大于1min，机组在本航段和下一航段有重复报告打开整流罩，目视检查插头，管路，风扇整流罩支架，核心机整流罩区域。检查附件齿轮箱安装座，链接件，支架有无松动和损伤整流罩支架铰链锁扣有无损坏气源系统部件检查传感器到计算机的线路接头安装座传感器量线EVMU测试检查磁堵，回油滤监控，联系CFM2.2.6N2振动值≥5.5UNITS

读取振动报告，停场排故小结：

当我们遇到N1或N2振动异常，和机组交接显得尤为重要。需要我们清楚几点：1.振动发生的时间，是在发动机运行的什么状态。比如，连续大功率爬升，起飞，下降，进近，滑行等。2.振动大小。3.持续时间。4.是否结冰状态运行。5.是否伴有机身振动和噪声.6.EGT裕度有无变化.

有助与我们更好的把握排故方向，维护效率提高。

3.1振动数据的采集和读取

注意：每次配平后振动数据都会自动清除，建议在配平之前最好把振动数据打印出来，以防操作失误的话还可以通过人工输入重新计算。3.2空中数据读取3.3地面数据采集与读取参考TB320-71-1001进行地面采集发动机振动数据时，选择的5个发动机风扇特征转速分别是：64％、84％、88％、92％和96％，速度公差为±2％。如果由于起飞限制，发动机风扇转速不能达到96％，建议选择80％或者振动最大的风扇转速，作为新的采集点。当达到需要的转速时点击SAVE，采集完毕点击READ读取数据4.1.1配平原因：航后读盘并监控，发生以下现象：1.发动机振动值较大且<=4.0,风扇叶片无搭接和损坏，配平；深航一般在振动值为3.0时进行配平2.发动机振动值多大4≤N1＜6；机组感觉的到机身振动：检查风扇叶片无搭接和损坏，配平。3.发动机振动值连续多次反映过大(如连续多天2.0以上)；4.1.2配平方案选择：在2个月内，使用One-shotMethod方式配平同一台发动机，次数不得大于2次。如果无法降低振动值，第3次配平建议参考使用VecterialMethod方式。3次配平都没有效果，建议进行风扇叶片润滑。对于自上一次C检使用时间超过3500飞行小时，且振动值超过4.0的发动机，建议进行风扇叶片润滑。4.1配平4.2OneShotMethod4.2.1工具：手电、黑油膏、内六角套筒5/32、力矩板（65~75lbf.in）、大快板、转接头、红地毯、警告牌、毛巾、工具箱4.2.2工作准备：挂警告牌：1.发动机启动手柄：防止发动机启动2.ENG/FADECGNDPWR/1(2)电门，防止发动机地面通电4.2.3配平实施步骤：1.在发动机消音板上垫上地毯，在发动机后整流锥上确认36个配平螺钉构型，并记录。在后整流锥上找到配平螺钉的定位点，从前往后看，孔1在它的左边，逆时针方向依次为1号、2号、3号…36号螺钉孔。4.2.4定位：后锥上有一个圆形记号，标记一号叶片的位置4.2.5配平螺钉：1.一共36个内六角螺钉2.不同螺钉区别在于件号后3位（P0X）不同件号长度不一样，按照配平方案选择3.P01=P08,P02=P09,P03=P10,P04=P11,P05=P12,P06=P13andP07=P144.力矩65~75lbf.in4.2.6配平方案读取：1.按THEENG1(2)TRIM进入EVMUENG1(2)TRIMBALANCEMENU2.选择ONESHOTCFM56-5B，进入EVMUENG1(2)CURRENTVIBINPUT3.选择FLIGHTDATA，进入振动数据页面4.选择CONT，进入INFLUENCECOEFFSELECT页面5.选择GENERICCOEFFCFM56-5B，进入ENG1(2)INSTALLEDCURRENTSCREWS页面EVMU计算机上纪录了36个配平螺钉的构型，与之前我们在发动机上核对过的实际螺钉比较，如果不一致，以发动机上实际安装的螺钉为标准，在MCDU里更改过来，更改的方法是输入P0X，然后点击某个我们要更改的孔。如果一致，则获取oneshot配平方案。6.选择CONT，进入ENG1(2)SCREWSTOCHANGE页面，此时计算机开始计算出需要更改的孔的螺钉，打印出来（此为配平方案）。7.选择UPDATE，保存了我们刚才的配平之后的数据。8.然后根据我们在第6步计算机算出来需要更改的孔，安装合适的配平螺钉（配平螺钉上要涂高温防咬剂，力矩65-75lbf.in）9.取下警告牌，并检查工作区域干净，无外来物，在FLB上记录，关单反馈。把换下的配平螺钉当做可用件退库4.3VectorialMethod与oneshotMethod基本相同，区别在于选择方案时是选择VECTORIALTRIMBALANCECFM56-5B，进入EVMUENG1(2)VECTORIALTRIMBAL页面，其他步骤都是一样的

5.1发动机配平几点注意事项

配平螺钉构型确认假如在配平螺钉构型不一样的情况下进行配平，EVMU会计算出错误的配平结果，这样不但不能使振动降下来，还会使振动情况恶化，所以我们在配平之前一定要确认EVMU上的配平螺钉和发动机上实际装机的构型是否一致。

5.2确认振动数据有效

在进行配平之前要确认EVMU的flightorgroundvibrationdata有效，正常情况下EVMU会在以下5个转速采集5个振动数据用于配平。以上N1，N，TIME代表：EVU在转速为“N1±N”的转速下稳定的时间为“TIME”时采集振动数据。5.3振动数据不够5个可不可以配平

从原理上来说，不管EVMU采集到的振动数据有多少个，只要EVMU能够利用该数据计算出配平方案，这些振动数据就是有效可用于配平的。从以往的案例经验可以看出：当振动数据少于五个的时候也可以配平，但是效果不是很理想，需要多次配平才能够把振动值降下来。原因就是地面试车在较窄的转速下采集了不平衡数据，EVMU在计算不平衡量时不能全面综合发动机各转速范围下的振动，计算出的发动机总体不平衡量不准确，所给的配平方案不准，导致配平后振动值不降反而升高。

5.4振动数据不是当天采集的可以配平吗

根据EVMU对振动数据的采集原理，只要EVMU采集到的数据都可以用于配平，但是相隔太久的振动数据并不能准确的代表当前发动机的不平衡状态，因为发动机的振动不但和其自身本体有关还和其工作的环境有关。综上所述，假如EVMU采集的振动数据个数不够，采集的时间比较靠前，我们必须要根据实际情况采取相应的排故措施。5.5航线维护建议在发动机的振动值没有达到必须配平或是排故的门槛值（CFM56为4units）,并且发动机的EGT等参数正常时：1.假如EVMU采集的振动数据个数在3个或3个以上情况可以进行配平，然后监控。2.假如EVMU采集的振动数据个数少于3个的情况，建议不执行配平工作，但是要对发动机的振动情况持续监控，等有振动数据再配平。3.假如EVMU采集的振动数据不是当天采集的，虽然工程师建议只要该数据没有被用于上次配平，不管什么时候采集的振动数据都可用于配平，详情请见ETS-77-1304，但是个人认为发动机的振动情况是多变的，不是每天都一样的，所以建议如果振动数据采集的日期距离当前日期比较远的话还是不要进行配平工作。4.假如在监控过程中振动值持续增大或是发动机的其他参数有突变，可以地面试车采集振动数据进行配平，当然如果时间和人力等条件都允许的情况建议直接润滑叶片，因为润滑叶片最能够恢复发动机的振动裕度

6.1润滑叶片

润滑风扇叶片可以减少风扇根部和风扇盘接触面的磨损，并且减少振动。因为目前很多人都不知道对于润滑剂如何标准施工，只知道标准的喷涂多少次，也不知道最后如何检验润滑剂的喷涂质量，所以在介绍润滑叶片的工作之前我们先来学习相关的标准施工。

6.2润滑剂标准施工工艺

喷涂法1.准备一块长条形的金属片作为测试片放在需要润滑部位的附近。2.清洁部件后15分钟内必须喷润滑剂。3.喷润滑剂的时候喷嘴距离润滑的部件大概8inches(20cm)。4.为了保证喷涂的效果，如果条件允许每两次喷涂之间尽量保持条10—30分钟的间隔。5.为了充分润滑叶片的承压面，需要喷涂4-6次。6.润滑剂的喷涂总厚度为0.0006-0.0012inch(0.015-0.030mm)，可以通过测量测试样块喷涂润滑剂前的厚度和喷涂后的厚度获得润滑剂的喷涂厚度。7.润滑剂喷涂完后为了让润滑剂的干膜涂层完全干燥成型要等大概一个小时才可以重新安装。

刷涂法1.准备一块长条形的金属板作为测试片放在需要润滑部位的附近。2.清洁后15分钟内必须刷涂润滑剂。3.对于需要润滑的部件表面从左刷到右，从右刷到左往复刷一次即可。4.润滑剂的刷涂总厚度为0.004-0.008inch(0.10-0.20mm)，可以通过测量测试样块刷涂润滑剂前的厚度和刷涂后的厚度获得润滑剂的刷涂厚度。5.润滑剂刷涂完后为了让润滑剂的干膜涂层完全干燥成型要等大概一个小时才可以重新安装。

润滑剂的喷涂质量检验高质量的润滑剂一定要满足以3下条件:1.用胶带粘贴不脱离2.用指甲刮不掉3.深灰色，光滑，无裂纹，无杂质

润滑方法的选择对比以上两种润滑方法，刷涂法的标准比较好掌握并且效率也比较高，以后大家润滑叶片的时候建议优先选择刷涂法，同时我们一定要注意润滑剂的喷涂厚度，太厚或是太薄都有可能会加大发动机的振动.6.3叶片润滑常用工具工具：•毛毯若干（用于放发动机叶片和发动机内进气道保护）•警告牌若干纸胶带一卷•跳开关夹若干

防毒面具眼罩•大，小快板

棘轮扳3/8•大，小套筒

棘轮扳5/16•中短加长杆

中转小转接头•塞尺•内六角套筒（用于拆装配平螺钉）•力矩扳×2个（前后锥110－120磅寸，配平螺钉65－75磅寸）•丙酮或酒精•二硫化钼No.CP5062（如果要润滑全部叶片，4－5瓶备用）•黑油膏•毛巾•热枪—用于装前后锥

6.4叶片拆装1.前锥的拆装注意点

进入发动机区域工作时严格管控工具设备

进入发动机进气道工作时，注意保护发动机进道，严禁无保护垫踩踏发动机进气道。

拆除前锥连接螺栓时注意别把螺栓，垫片掉落发动机内，移除前锥时，小心别把前锥掉落发动机上，以免损坏发动机进气道。

装前锥时，注意使用导向销。安装螺栓涂高温防咬剂。2.后锥的拆装注意点装前锥时，注意使用导向销。安装螺栓涂高温防咬剂。

后锥装好，安装螺栓打好力矩（110

-120

lbf.in）时：

用塞尺测量后锥的后边缘和叶片前接触面的间隙应在0.0098in.(0.249mm)to0.0374in.(0.950mm)之间。用塞尺测量后锥密封和风扇安装法兰盘的间隙应小于0.001in.(0.02mm)

3.叶片拆装拆装前对叶片和安装位置做好标记逆