摘要：RB211-535E4航空發(fā)動(dòng)機(jī)是我國(guó)現(xiàn)役雙通道大型民用客機(jī)的典型動(dòng)力裝置，由于該型發(fā)動(dòng)機(jī)采用了獨(dú)特的三轉(zhuǎn)子總體布局，其轉(zhuǎn)子的動(dòng)平衡問題是RB211發(fā)動(dòng)機(jī)下發(fā)的主要問題之一。本文首先總結(jié)了國(guó)內(nèi)RB211航空發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)不平衡的典型原因;以該型發(fā)動(dòng)機(jī)的從動(dòng)傘齒輪軸組件為對(duì)象，研究了該轉(zhuǎn)子的動(dòng)平衡工藝流程;最后結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證本工藝的正確性和適航性，并總結(jié)該工藝的注意事項(xiàng)。結(jié)果表明：本工藝分析流程滿足我國(guó)RB211型發(fā)動(dòng)機(jī)典型轉(zhuǎn)子的動(dòng)平衡工藝。

關(guān)鍵詞：發(fā)動(dòng)機(jī);平衡;從動(dòng)傘齒輪軸組件

概述

對(duì)于進(jìn)MRO執(zhí)行修理/翻修的發(fā)動(dòng)機(jī)，如轉(zhuǎn)動(dòng)部件進(jìn)行了分解，在重新裝配后都需進(jìn)行平衡校正。RB211發(fā)動(dòng)機(jī)裝配時(shí)，需將分解后的從動(dòng)傘齒輪安裝到傘齒輪驅(qū)動(dòng)軸上，并和主動(dòng)傘齒輪軸組件嚙合到一起。從動(dòng)傘齒輪與M33的角齒輪相連接。主動(dòng)傘齒輪軸帶動(dòng)從動(dòng)傘齒輪運(yùn)轉(zhuǎn)，從動(dòng)傘齒輪帶動(dòng)角齒輪運(yùn)轉(zhuǎn)，從而帶動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)工作。主/從動(dòng)傘齒輪作為發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)部件，為保證發(fā)動(dòng)機(jī)的維修質(zhì)量，需對(duì)主/從動(dòng)傘齒輪軸組件進(jìn)行平衡校正。

組件不平衡的主要原因

通常多數(shù)轉(zhuǎn)子都需要進(jìn)行平衡校正，引起不平衡的原因主要有，設(shè)計(jì)或圖紙錯(cuò)誤，材料缺陷，加工和裝配錯(cuò)誤。設(shè)計(jì)錯(cuò)誤包括，部件設(shè)計(jì)不對(duì)稱，轉(zhuǎn)子有未加工表面，部件配合不好，花鍵短于鍵槽，安裝不對(duì)稱、有間隙等。材料缺陷包括，鑄件有氣孔，材料密度不均，材料厚度不均（如，焊接裝配），軸承的誤差和間隙。加工和裝配錯(cuò)誤包括，由于焊接或澆鑄引起，切削加工中的切削誤差，加工產(chǎn)生的永久變形（如，殘余引力，工件扭曲，熱壓，釬焊等），緊固螺釘擰緊程度不同，裝配中的各類問題（如，螺釘長(zhǎng)度不一致，墊圈和螺母的類型不一致）等。從動(dòng)傘齒輪組件在加工、裝配、修理及存儲(chǔ)過程中會(huì)因?yàn)殡s質(zhì)污染等原因引起組件重心改變，導(dǎo)致組件不平衡。

解決組件不平衡的方法

傘齒輪組件平衡的工藝流程

在平衡機(jī)上校正平衡時(shí)，是對(duì)其振動(dòng)情況和離心力進(jìn)行測(cè)量?，F(xiàn)場(chǎng)平衡時(shí)，一般也是對(duì)這兩個(gè)量進(jìn)行測(cè)試。在現(xiàn)場(chǎng)也是用傳感器，對(duì)旋轉(zhuǎn)體受到的反作用力進(jìn)行檢測(cè)，以決定不平衡量的量值和角度。因此可以采用類似平衡機(jī)上的傳感設(shè)備，來對(duì)信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)，記錄顯示的不平衡量值。由于現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備各自的特點(diǎn)，某一測(cè)試儀都有其特定的應(yīng)用范圍。對(duì)于平衡機(jī)而言，其傳感器與相位發(fā)生器是被固定的，而對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)平衡儀而言，這些檢測(cè)部件每次都需要重新安裝。

平衡機(jī)的選擇：按照RR手冊(cè)要求使用SCHENCK RL 2B平衡機(jī)，或類似的，小的，帶傳動(dòng)的平衡轉(zhuǎn)速1500R.P.M左右的也可以使用。現(xiàn)場(chǎng)平衡時(shí)使用的是滿足RR要求的SCHENCK CAB 699-H平衡機(jī)。平衡機(jī)需定期進(jìn)行校驗(yàn)，校驗(yàn)周期為一年。

平衡校正的過程：首先對(duì)轉(zhuǎn)子的不平衡量進(jìn)行檢測(cè)，如果不平衡量超過了允許剩余不平衡量，根據(jù)測(cè)定的不平衡量進(jìn)行校正，以確保在工作轉(zhuǎn)速下，轉(zhuǎn)子的振動(dòng)和軸承承受力再允許的范圍內(nèi)。如果檢查出不平衡到平衡，校正是唯一可行的方法。

轉(zhuǎn)子在測(cè)試前的不平衡量稱為初始不平衡量，通過校正，轉(zhuǎn)子一般也不能完全達(dá)到理想轉(zhuǎn)子。在技術(shù)上，也允許一定的不平衡量存在，這種公差的存在，使校正工作從經(jīng)濟(jì)效益上變得更加可行。

現(xiàn)場(chǎng)平衡傘齒輪組件的步驟：

1）??? 操作前閱讀平衡機(jī)操作使用規(guī)程，檢查設(shè)備、電氣是否正常，防護(hù)裝備是否齊全，并在軸承及接觸面處添加注潤(rùn)滑油，空轉(zhuǎn)試車。

2）??? 設(shè)置旋轉(zhuǎn)體的參數(shù)：轉(zhuǎn)速、不平衡量及平衡面到支撐點(diǎn)的距離。

3）??? 將傘齒輪軸組件安裝到平衡機(jī)上，固定直徑A和B處，安裝驅(qū)動(dòng)皮帶。

4）??? 低速運(yùn)轉(zhuǎn)平衡機(jī)，檢查組件是否已安裝到位。

5）??? 校準(zhǔn)平衡機(jī)，單獨(dú)平衡傘齒輪的A和C面。

6）??? 測(cè)量并記錄組件不平衡量體現(xiàn)在C面的值。

7）??? 如果傘齒輪軸組件的不平衡量體現(xiàn)在C面的值在7.2gm.mm范圍內(nèi)，則無需后續(xù)操作。

8）??? 如果傘齒輪軸組件的不平衡量體現(xiàn)在C面的值超過7.2gm.mm，按需使用2gm或3gm的平衡配重墊片替換1gm的平衡配重墊片以使不平衡量降低到7.2gm.mm范圍內(nèi)。在現(xiàn)場(chǎng)平衡時(shí)，為方便操作，可以先使用橡皮泥或蠟塊代替配重墊片，平衡量滿足要求后，再更換為配重墊片。更換墊片后，為滿足平衡要求，可視情對(duì)墊片進(jìn)行打磨。

9）??? 從平衡機(jī)上拆下傘齒輪組件，檢查并磅緊螺帽（01-682）到標(biāo)準(zhǔn)力矩。

10）清除傘齒輪組件上的標(biāo)記，并在組件上標(biāo)記平衡字母“DBAL”（動(dòng)態(tài)）和“ASSY”（組件）。

11）切斷電源，清理工作現(xiàn)場(chǎng)

注：

1）軸（EIPC： 72-61-53，01-700）在制造過程中已經(jīng)平衡過，因此A平面的不平衡量應(yīng)該很小而不需要平衡校正。

2）在每一個(gè)螺帽（72-61-53，01-682）下只能安裝一個(gè)配重墊片。

3）微調(diào)校正可以減小2克或3克墊片的直徑獲得，但不能將墊片的重量減小到小于1克。

4）如果螺帽（72-61-53，01-682）或螺栓（72-61-53，01-684）更換，則組件應(yīng)該重新平衡。

常見平衡問題的解決方案

平衡機(jī)一般都是將轉(zhuǎn)速信號(hào)作為基準(zhǔn)信號(hào)送往測(cè)量系統(tǒng)的，如果轉(zhuǎn)速不穩(wěn)定，基準(zhǔn)信號(hào)亦不穩(wěn)定，經(jīng)微機(jī)處理后也不穩(wěn)定，誤差就大。這種情況下，要檢查電機(jī)帶輪的傳送帶是否太松;皮帶驅(qū)動(dòng)的轉(zhuǎn)子，其皮帶是否打滑。若是出現(xiàn)上述情況，則需要緊固或者更換皮帶。

顯示測(cè)量數(shù)據(jù)為0或者很小，加配重變化也不大。需檢查傳輸器輸出端與電測(cè)箱之間的連線是否接通。若短線或者虛焊，要接通。

顯示數(shù)據(jù)不穩(wěn)定，需要將組件分解、清洗后重新裝配后再平衡。

平衡時(shí)有噪音或雜音，需檢查組件是否安裝到位。

操作者的責(zé)任心，也直接決定了平衡操作的安全性，需要注意的潛在危險(xiǎn)主要來源于旋轉(zhuǎn)體本身、校正方式、工作流程及安裝條件等?，F(xiàn)場(chǎng)平衡時(shí)，一定要注意以下事項(xiàng)：

組件要平穩(wěn)地放到平衡機(jī)上，夾持牢固，擦凈油污，

平衡塊要緊固牢靠，不能有松動(dòng)現(xiàn)象。要有防止工件跳出的保險(xiǎn)裝備。

運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，操作人員要站在側(cè)面不準(zhǔn)接觸轉(zhuǎn)動(dòng)部分，為防止發(fā)生零件飛出的事故，操作者需進(jìn)行安全防護(hù)，如佩戴防護(hù)鏡、防護(hù)面罩，工作區(qū)域也應(yīng)進(jìn)行防護(hù)。

剎車時(shí)不準(zhǔn)用手剎轉(zhuǎn)子，測(cè)量和加平衡塊時(shí)必須待轉(zhuǎn)動(dòng)停止，方可進(jìn)行。

工作完畢，切斷電源，清理工作現(xiàn)場(chǎng)。

總結(jié)

本文總結(jié)了國(guó)內(nèi)RB211航空發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)不平衡的典型原因;以該型發(fā)動(dòng)機(jī)的從動(dòng)傘齒輪軸組件為對(duì)象，研究了該轉(zhuǎn)子的動(dòng)平衡工藝流程;最后結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證本工藝的正確性和適航性，并總結(jié)該工藝的注意事項(xiàng)。主要總結(jié)在以下方面：

1）平衡的轉(zhuǎn)速在1500R.P.M左右，一般來說，操作者都會(huì)低估旋轉(zhuǎn)體的動(dòng)能。人的視覺不能看清楚高速的物體，轉(zhuǎn)子在旋轉(zhuǎn)時(shí)其主體，有時(shí)可以被清楚的看到，但是轉(zhuǎn)子上的一些突出部件，在高速旋轉(zhuǎn)時(shí)，往往不能清楚的看清，這就存在很大的危險(xiǎn)性。即使當(dāng)平衡轉(zhuǎn)速遠(yuǎn)低于工作轉(zhuǎn)速時(shí)，也會(huì)發(fā)生零件飛出的事故。所以操作者需要進(jìn)行安全防護(hù)，如佩戴防護(hù)鏡，防護(hù)面罩;工作區(qū)域也應(yīng)進(jìn)行防護(hù)，需符合國(guó)家或本地區(qū)的安全要求。

2）操作者的責(zé)任心。也直接決定了平衡操作的安全性，需要注意的潛在危險(xiǎn)主要來源于旋轉(zhuǎn)體本身，校正方式，工作流程及安裝條件等。

當(dāng)今，幾乎所有的轉(zhuǎn)子都需要進(jìn)行平衡校正，轉(zhuǎn)子良好的平衡性，將有助于提高整機(jī)的壽命和性能，從而大大增強(qiáng)產(chǎn)品的質(zhì)量?jī)?yōu)勢(shì)。

參考文獻(xiàn)：

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作者簡(jiǎn)介：高亞鳳（1982年3月——），女，漢族，河北省任丘市人，研究生畢業(yè)，工程師，從事民用航空發(fā)動(dòng)機(jī)維修和適航管理工作。