航空发动机整机振动问题中的高低压耦合振动研究

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航空发动机整机振动问题中的高低压耦合振动研究

作者：任志远韦周庆

来源：《中国新技术新产品》2017年第07期

摘要：某航空发动机试验过程中出现振动大故障，通过试验过程中的频谱分析发现振动

过程存在明显的高低压转子转速耦合频率，对发动机进行全面分解排查，查明振动原因是低压涡轮转子不平衡，低压涡轮转子不平衡的原因是平衡工艺存在不足，工艺过程中的重复拆装影响平衡质量，针对低压涡轮转子平衡工艺进行优化，保证低压涡轮转子的平衡质量，排除了振动故障。

关键词：航空发动机；整机振动；中介轴承；高低压耦合；平衡工艺

中图分类号：V231 文献标识码：A

为提高推重比，现代双转子涡扇发动机普遍采用高压转子后支点为中介轴承的支承方案，由于中介轴承的存在，使得高、低压转子的耦合效应对发动机振动特性存在影响，理论分析认为，低压转子不平衡会激起转子以组合频率振动，某航空发动机试验过程中出现振动大故障，频谱分析表明存在明显的高低压转子转速耦合频率，与理论分析结果符合，对后续的故障排查指明方向。

1.振动问题因素排查

1.1 故障现象

某航空发动机试验过程中，振动值超出控制要求，针对振动情况进行频谱分析表明，振动主要表现为高压转子基频振动，同时伴随较大的低压转子基频、（两倍高压转子-低压转子）频率、（高压转子+低压转子）频率、（高压转子-低压转子）频率等高低压转子转速耦合频率的幅值。

1.2 分解检查情况

对发动机进行分解检查，风扇转子、高压压气机转子、高压涡轮转子残余不平衡量均为装配要求的3～5倍，考虑平衡用模拟转子的装配误差和平衡机支撑系统的重复装配误差，认为该不平衡量变化属于正常范围，而对低压涡轮转子进行残余不平衡量检查时发现，低压涡轮转子盘端即后平衡面残余不平衡量异常，达到装配要求的15倍以上，表明低压涡轮转子在试验过程中出现了较大的不平衡量变化。

1.3 振动原因分析