[发明专利]航空涡轮风扇发动机风扇转子配平方法和装置

说明书

本发明提出一种航空涡轮风扇发动机风扇转子配平方法和装置，涉及航空发动机领域。其中，本发明的一种航空涡轮风扇发动机风扇转子配平方法包括：获取风扇转子的振动幅值和低压涡轮转子的振动幅值；根据风扇转子的振动幅值和低压涡轮转子的振动幅值，以及低压涡轮转子固有的振动峰值系数确定航空涡轮风扇发动机的不平衡位置；通过配平不平衡位置配平航空涡轮风扇发动机。通过这样的方法，能够在风扇转子端和低压涡轮转子端分别测量振动幅值，并分析确定航空涡轮风扇发动机的不平衡位置，从而更有针对性的进行配平操作，避免了当低压涡轮转子引起不平衡时盲目配平风扇转子造成的效果差、效率低的问题，优化了配平效果，且提高了配平效率。

技术领域

本发明涉及航空发动机领域，特别是一种航空涡轮风扇发动机风扇转子配平方法和装置。

背景技术

现代民用航空涡轮风扇发动机为了增加涵道比以降低油耗，通常风扇直径较大，一般的动平衡机难以满足大直径风扇转子平衡对平衡机尺寸及功率的要求，因此，通常先在平衡机上进行低压涡轮转子动平衡和风扇盘轴加增压级转子组件动平衡，然后在发动机装配完成后进行台架试车的过程中，对整个低压转子进行本机平衡。

现有技术中，低压转子本机平衡系统分析带键相位的低压转速传感器信号和风扇端的振动传感器信号，基于影响系数法计算风扇转子的不平衡量大小及相位。如图1所示，其中，1为风扇转子，2为低压涡轮转子，3为风扇端振动传感器，4为带键相位的转速传感器，5是风扇转子配平面。风扇转子配平系统6分析带键相位的转速传感器4和风扇端振动传感器3的信号，计算出不平衡量大小和相位，从而对风扇转子进行配平。

事实上，这么做的前提是低压转子仅在风扇端存在超出要求的不平衡量。而由于装配和服役过程中磨损等问题，低压涡轮转子仍然存在超出要求的不平衡量的可能，且风扇端的振动传感器也对低压涡轮转子不平衡较为敏感。如果仅仅分析风扇端的振动传感器信号，将无法判断不平衡量究竟来自于风扇转子还是低压涡轮转子。在这种情况下，仅在风扇端配平将难以实现平衡目标，这会导致多次开车平衡后却无法达到平衡要求，耗费时间、人力、财力等资源。

发明内容

本发明的一个目的在于提高航空涡轮风扇发动机风扇转子配平的准确度和效率。

根据本发明的一个方面，提出一种航空涡轮风扇发动机风扇转子配平方法，包括：获取风扇转子的振动幅值和低压涡轮转子的振动幅值；根据风扇转子的振动幅值和低压涡轮转子的振动幅值，以及低压涡轮转子固有的振动峰值系数确定航空涡轮风扇发动机的不平衡位置，其中，振动峰值系数为低压涡轮转子在摆动临界转速与最大工作速度时的振动幅值的比值，不平衡位置包括风扇转子和/或低压涡轮转子；通过配平不平衡位置配平航空涡轮风扇发动机。

可选地，通过配平不平衡位置配平航空涡轮风扇发动机包括：若不平衡位置包括风扇转子，则通过配平风扇转子配平航空涡轮风扇发动机；若不平衡位置为低压涡轮转子，则通过拆解检查低压涡轮转子配平航空涡轮风扇发动机。

可选地，获取风扇转子的振动幅值和低压涡轮转子的振动幅值包括：获取最大工作速度情况下风扇转子的振动幅值和低压涡轮转子的振动幅值，以及在低压涡轮转子的摆动临界转速下低压涡轮转子的振动幅值。

可选地，根据风扇转子的振动幅值和低压涡轮转子的振动幅值，以及低压涡轮转子固有的振动峰值系数确定航空涡轮风扇发动机的不平衡位置包括：若在最大工作速度下风扇转子的振动幅值大于低压涡轮转子的振动幅值，且低压涡轮转子在工作状态下的振动峰值系数小于固有的振动峰值系数，则确定风扇转子不平衡；若在最大工作速度下风扇转子的振动幅值小于低压涡轮转子的振动幅值，且低压涡轮转子在工作状态下的振动峰值系数不小于固有的振动峰值系数，则确定低压涡轮转子不平衡；否则，确定风扇转子和低压涡轮转子均不平衡。

可选地，通过配平风扇转子配平航空涡轮风扇发动机包括：基于影响系数法计算风扇转子的不平衡量及相位，确定配平量和配平相位；在配平面根据配平量和配平相位为风扇转子调整配重。