简单讲讲振动与平衡

背景

某台CFM56发动机进厂维修，由于该台发动机的风扇叶片是小修，拆下前工作者将风扇叶片的件序号和对应的安装位置顺序号记录在纸上，然后叶片拆下来送去做NDT,  NDT的工作者为了工作方便在叶片上用标记笔记录下一个顺序数字，但是这个顺序数字不是叶片拆下前叶片的安装顺序号，最后工作者将叶片安装回发动机时误将叶片上标记笔的写的顺序号当做了叶片的安装顺序号，结果发动机试车时发动机无法带动起来，然后终止试车后工作者用手将叶片任意转动一个位置，叶片不能保持平衡，最后调查证明是叶片安装时没有按照叶片正确的顺序安装导致的。我们知道叶片平衡包括动平衡和静平衡，静平衡是将叶片任意转到一个位置叶片都能保持静止不发生转动，当时这台叶片连静平衡都无法保证，当然这里有人为差错存在，NDT工作完成后没有将叶片上的标记数字擦掉，安装者没有按照拆下时记录在纸上的顺序去安装，误认为标记数字是安装顺序号才导致了这个事件。

风扇叶片拆下时如果叶片的工作范围是大修，那么会对叶片重新进行称重以便做静平衡配平，安装者可以使用新的顺序去安装，否则只能按照原来拆的顺序号装回去，这种事在航线工作做风扇叶片润滑时尤其要注意。

风扇叶片称重如图所示：

振动监控系统

这一期我们拿CFM56-7B简单讲一讲发动机的振动与平衡。双转子发动机高速转动的转子是产生振动的主要地方，发动机上有专门的振动传感器检测着振动值，振动传感器其实就是一个加速度计，通过检测发动机的径向的加速度，反馈振动状况。CFM56-7B的振动传感器是压电式的，由压电晶体、预紧弹簧、质量块基座组成，传感器通过基座安装在发动机上；预紧弹簧提前施加一个压力在质量块上，这样可以尽量消除质量块和压电晶体之间接触面的间隙，减小误差；质量块随着发动机振动而在径向产生载荷并施加在压电晶体上，压电晶体产生与载荷成正比的电荷，这种压电效应是正压电效应，这样产生的电流大小反映出振动值。

CFM56-7B的振动监控系统包括：

NO.1BEARING VIB 传感器

FFCC VIB 传感器

N1速度传感器

N2速度传感器

AVM组件

NO.1BEARING VIB传感器安装在NO.1BEARING SUPPORT上，它的电线连接插头在风扇机匣3点钟位置（从后往前看），检查它的电线插头需要打开右侧（从后往前看）风扇包皮。NO.1BEARING VIB传感器不是LRU。

FFCC VIB传感器安装在风扇隔框后端3点钟位置（从后往前看）。检查FFCC VIB 传感器需要打开右侧（从后往前看）反推包皮。

NO.1BEARING VIB 传感器和FFCC VIB 传感器用来检测振动值，同时把N1和N2速度传感器也输送到AVM来区分振动值高来源到底在低压轴还是高压轴。

AVM功用包括：计算LPC,、HPC、HPT、LPT的振动值并且输送给CDS、故障隔离、历史振动值和故障数据存储。

振动值高排故

AMM71-00-00-700-814章节里给出了振动的limit：

要求高压转子的振动值不能大于3，低压转子的振动值不能大于4，并且如果低压转子振动小于4但用手转动叶片时伴有不正常的摩擦噪音也要做故障隔离。实际上在振动值1.0-1.5之间都需要重点监控了。

对于机组反馈振动高 我们首先要确认到底是真的高还是AVM系统故障导致显示值虚高。那么怎么确认到底是否真的发动机振动过高呢，FIM手册里的描述：

根据AMM77-31-00-970-803在AVM组件上做自检:

1. 如果振动值高发生在FAN和HPC，故障可能在NO.1BEARING  VIB 传感器和AVM 组件上。

2. 如果振动值高发生在HPT和LPT上，故障可能在FFCC VIB 传感器和AVM组件上。

3. 如果根据飞行报告显示振动值高并且振动值跟转速没有联系，则故障可能出现在传感器或AVM组件。

其实我们可以直接根据上述的第三条来排故，通过QAR译码或者飞机报告来分析，如果振动值跟转速没有关联，则按照AVM系统故障去排故，否则从发动机真实振动高去考虑。

1、AVM系统故障：

AVM系统故障的包括：

1. 传感器电线插头或者电缆破损。电线插头或电缆屏蔽层破损可能使信号受干扰失真而导致AVM系统计算结果错误导致振动值高。

2. 振动传感器故障。传感器故障产生信号失效导致振动值高。

3. AVM组件故障。AVM组件具有数据计算功能，其故障直接导致数据计算结果错误而导致振动值高。

所以考虑从AVM系统故障方向排故时需要检查传感器插头、相关电线、FFCC VIB传感器、NO.1BEARING VIB 传感器和AVM组件。

由于NO.1BEARING VIB传感器无法接近，只能查看NO.1BEARING VIB传感器的插头和电线。

2、发动机真实振动过高

发动机真实振动过高是因为转子不平衡导致的，对于高压转子原因有：FOD、轴承的磨损。对于低压转子原因有：FOD、轴承的磨损、风扇叶片燕尾榫头涂层脱落、风扇盘榫槽的磨损、风扇platforms上的密封胶块的老化损坏。

 对于低压转子不平衡的检查：

1. 对进气道、风扇叶片和尾喷做鸟击检查、FOD检查。

2. 转动风扇叶片如果有明显的不正常的摩擦噪音时，检查润滑组件上的磁堵和回油滤，若证实是轴承磨损，需要更换发动机。

3. 风扇叶片拆下后，检查叶片榫头、风扇盘、shim、​​spa​cer、platforms、和风扇盘上的平衡块

4. 如果怀疑FOD导致booster或LPT叶片损伤可做孔探检

对于风扇不平衡，可以通过AVM组件配平和做风扇叶片润滑来降低振动。对于LPT不平衡，只能下发修理。

AVM组件配平：是通过AVM组件的通过修改AVM上的平衡钉的构型和后锥上的平衡钉来减少振动。具体操作推荐参考公众号“阮工频道”的《B737NG发动机风扇叶片AVM配平》这篇文章，这篇文章写得很详细。

风扇叶片润滑：风扇叶片的润滑是对风扇叶片根部、风扇盘的榫槽、threaded pin、spacer、shim喷二硫化钼润滑来降低振动。具体请看本公众号文章《CFM56-7B风扇叶片润滑》。

对于高压转子不平衡的检查：

高压转子在发动机组装时对转子叶片做好了称重和安装配重块来达到平衡，若航线上发现高压转子不平衡可能是FOD或者轴承磨损导致，可以对HPC和HPT做孔探检查是否有损伤，检查磁堵是否有金属碎屑来确认轴承是否有磨损，对于高压转子不平衡，只能下发修理。