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CFM56-7B发动机风扇振动值高分析和维护提示 近期我公司737NG机队出现多起发动机振动值大的故障，均是风扇振动值大，对于NG机队风扇振动值大也是一个普遍的问题。从2011年11月1号至今，共有6架飞机反映风扇振动值大的问题，其中5321构成一次重复性故障。近两个月的统计情况如下： 机号 | 日期 | 故障描述 | 纠正措施 | B-5541 | 2011-12-01 | 发动机监控近期发现左发振动值高 | 依据FIM71-05排故 查询AVM无故障记录 目视检查风扇进气道尾喷第四级区域正常 进行叶片配平 试车测试正常 | B-5541 | 2011-12-02 | 航后检查发现左发振动值偏高，最大1.39（N1
87%） | 依据AMM71-00-00进行AVM配平。LOC3 REMOVE14 INSTALL3;LOC29 REMOVE10 INSTALL14;LOC36 REMOVE14 INSTALL10,结果正常！（9111M35P03 9111M35P14） | B-5207 | 2011-11-02 | 航后机组反映左发振动值高 最大1.69 | 依据手册71-00-00 检查风扇平台完好 进行配平 试车正常 | B-5321 | 2011-11-08 | 机组反映左发振动值高，最高到3.0 | 航后依据FIM检查进气道，尾喷无损伤；检查发现3个平台封严损坏，更换平台封严；进行MCD检查，无金属屑，试车无渗漏；拆除AVM,测量D3228A上A4到DP1304上PIN2，D3228A上B4到DP1304上PIN3的导通性，良好；试车测试最大振动值在N180% 1.7,今日监控。 | B-5321 | 2011-11-07 | 左发振动指数最大2.7 | 航后依据手册AMM71-00-00-750，做风扇配平。更换以下配平钉。1＃P14拆下，装上P13，2#P13拆下，装上P14.3#P13拆下，装上P14.6#P12拆下，装上P14.7＃P14拆下，装上P13，8＃P14拆下，装上P13，14＃P14拆下，装上P13，35#P12拆下，装上P14.地面试车，功率为N180％，振动值为0.8 | B-5321 | 2011-11-11 | 航后机组反映左发振动值高最大2.3 | 航后依据AMM71-00-00TEST14B进行风扇配平，2号位置拆p06 装p07，3号位置拆p06 装p07，4号位置拆p07 装p02，6号位置拆p05 装p04，7号位置拆p07 装p04，9号位置拆p07 装p02，35号位置拆p05 装p07，试车VIB最大时N1=93%,VIB=0.7在手册范围内 | B-5321 | 2011-11-10 | 左发振动指数大，峰值3.2，平飞稳定于2.2. | 过站读取数值在范围内，待航后进一步处理。 | B-5321 | 2011-11-09 | 航后机组反映振动值最大到2.0 | 航后依据AMM71-00-00进行风扇配平，更换如下钉2号孔拆P13装P14，3号拆P13装P14，4号拆P14装P09，6号拆P12装P11，7号拆P11装P13，8号拆P14装P04，10号拆P14装P09，33号拆P12装P14，地面试车最大震动值为90.9% n1，振动值1.2，其他阶段正常 | B-5333 | 2011-11-06 | 返航右发VIB最大达到1.9 | 航后依据FIM71-05 TASK808查询AVM右发震动值最高1.9，检查右发动机风扇叶片，低压级进气导向叶片均无损伤，在手册范围内，飞行观察 | B-5336 | 2011-12-06 | N167-74%之间，高度9000m左发动机振动值2.4 | 航后机组反映左发振动值最大2.4，依据AMM71-00-00对风扇平台封严进行检查，结果正常，对风扇进行重新配平20孔拆P11装P14，21孔拆P13装P14，22孔拆P14装P12，25孔拆P11装P14，26孔拆P14装P12，试车测试，振动值最大0.7，结果正常 | B-5347 | 2011-12-26 | 航后依据指令对右发振动值大排故 | 航后依据AMM72-21-01和AMM72-21-02检查风扇叶片平台封严，结果正常，依据AMM71-00-00进行风扇配平，16#拆下P06装上P07，22#拆下P06装上P07，23#拆下P06装上P03，27#拆下P07装上P03，29#拆下P06装上P07，试车90%N1，振动值最大0.4，检查正常。 |
分析振动值高出现的原因，需要弄清楚NG使用的宽弦叶片有什么特点。 在宽弦叶片出现以前的发动机中，在叶片较长的情况下，为了避免发生危险的共振和颤振，风扇叶片均带有叶身中间减震凸台，当所有叶片装好了以后，各叶片的凸台连成一个环状，彼此制约，增加刚性，改变叶片的固有频率，降低叶根部的弯曲和扭转应力，以解决长叶片的振动问题与抗外物打伤的问题。减振凸台接合面处喷涂耐磨合金，当叶片发生振动时，接合面相互摩擦，也可起到阻尼减振的作用。但是，这种设计不仅增加了加工的难度，叶身与凸台转接处以及叶根的应力增大外，还由于在凸肩后进行气流的分离，会产生效率降低、稳定工作范围变窄等不利结果。为此，在90年代发展的发动机中（如CFM56-7B发动机），都取消了风扇叶片的凸肩，用减少叶片的展弦比，即加大叶片的弦长（宽弦）来解决叶片的振动问题与抗外物打伤的问题。 宽弦风扇叶片与带减振凸台的窄弦风扇叶片相比，具有叶栅流动通道面积大、喘振裕度宽、级效率高及减振性能好等优点。CFM56-7B发动机的风扇叶片还采用了可控扩散叶型及端部过弯叶身的叶片新技术。将风扇的叶型由常规叶型改为可控扩散叶型，叶型厚度及曲率按最佳分布，因而基本消除了附面层的分离，增加了风扇的有效流通面积，提高了风扇的效率。另外，这种叶型的叶弦较宽、前后缘较厚，因而抗腐蚀及抗冲击性能好。端部过弯叶片可以减小叶片两端壁附面层所造成的二次损失，因而将叶身（包括静子叶片的叶身）尖部及根部前后缘特别地弯曲。采用可控扩散叶型，并将叶身端部前后缘加以过度地弯曲，形成了新一代的高效能叶片，使风扇的效率及特性都得到了进一步的提高，从而可以在保证风扇的最佳稠度前提下，减少叶片的数量，提高发动机的效率。但是，在采用宽弦叶片以后，叶片的厚度也就会相应地加大，这样会使叶片根部承受的离心力增加很多。 发动机振动值大通常有：燕尾榫头压力面涂层（CU-NI-IN）过早脱落；风扇叶片的轴向移动；风扇盘的磨损等等，它们都与润滑不当有关。此外，根据经验风扇平衡重量或者风扇平台密封缺少会导致振动值有1-2个单位的增量。在维护手册中增加了对平台封严的检查。 针对近两个月的振动故障，特别是5321的重复性故障，主要是因为一条风扇平台封严条脱落后掉在风扇叶片后部没有及时清理出来，而在前两次的检查中均没有发现这个问题，直到第三次排故将风扇叶片和平台全部拆下后才发现该问题，将脱落的封严条清理以后重新对叶片润滑和配平，故障得到解决。在对平台封严的检查中，手册上提供的方法是使用手电直接目视检查，并没有要求将叶片和平台拆下，检查的时候容易造成疏漏（备用的检查方法是使用一个塑料拨片或薄木片插入平台和相邻叶片之间检查间隙）。建议检查的时候还是将平台拆下检查，防止脱落物遗留在发动机内。 5336飞机发动机风扇振动值高主要是由于叶片缺乏润滑导致，根据发动机参数监控，发动机振动值在4号的时候有一个突然的增加，检查内部没有异常，配平后效果不明显，重新润滑叶片并配平恢复正常。目前我公司NG飞机风扇叶片润滑为每3000循环润滑一次，厂家的建议是每3000循环或5000小时润滑一次，不建议频繁拆装叶片。 其它飞机的风扇振动问题通过配平均得到解决。 针对发动机振动的问题，在处理的时候建议从以下几方面注意： 一． 首先判断是真实的振动还是指示问题，通常指示问题表现为参数不稳定，而参数稳定的通常为真实振动。目前我公司遇到的振动问题均为真实振动值偏大。 二． 对于真实的振动，需要检查发动机是否遭受鸟击或外来物击伤，做MCD检查。 三． 通过AVM确认振动的来源，只有低压转子的振动可以通过航线做工作解决，高压转子振动需要孔探，超标只能换发。 四． 低压转子振动大，建议先查看发动机状态监控数据，如果振动参数是逐渐上升的，则检查完风扇平台后对风扇配平应该能够解决；如果参数存在突变，则重点检查平台封严完好性，是否有胶条脱落遗留在发动机内，如果这些都正常则需要对叶片润滑。更换风扇平台的时候注意胶条不要扭曲。 五． 如果刚水洗过发动机，而上述检查均正常，则可能是水洗不充分，导致发动机内部灰尘结粒，破坏原有平衡，需要充分水洗，将灰尘完全清除。 六． 如果更换风扇叶片，注意叶片成对更换，叶片的重量矩满足手册的要求。
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发表于 2013-7-3 10:42:26
