Ｍａｒ．２０１４ Ｖ０１．２５ＮＯ．２ 中国民航飞行学院学报 Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｃｉｖｉｌ Ａｖｉａｔｉｏｎ Ｆｌｉｇｈｔ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｃｈｉｎａ ５７ 航空发动机振动与平衡研究☆ 罗立唐庆如 （中国民航飞行学院航空工程学院 四川广汉６１８３０７） 摘 要：转子不平衡弓ｌ起的振动故障是航空发动机常见并且危害较大的故障，对发动 机转子平衡是降低发动机振动的重要措施。本文主要以ＣＦＭ５６系列发动机为研究对象，介绍 其静平衡和动平衡的基本原理和具体方法，为航空发动机相关维护以及振动平衡研究提供参考。 关键词：振动 静平衡 动平衡航空发动机 Ｒｅｓｅａｒｃｈ ＯＲ Ｖｉｂｒａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｂａｌａｎｃｅ ｏｆ Ａｅｒｏ－ｅｌｌｇｉｎｅ Ｌｕｏｌｉ ＴａｎｇＱｉｎｇｒｕ （Ｃｉｖｉｌ Ａｖｉａｔｉｏｎ Ｆｌｉｇｈｔ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆＣｈｉｎａ Ｇｕａｎｇｈａｎ ６１８３０７ Ｓｉｃｈｕａｎ Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｖｉｂｒａｔｉｏｎ ｃａｕｓｅｄ ｂｙ ｒｏｔｏｒ ｉｍｂａｌｎｃｅ ｉａＳ ａ ｃｏｍｍｏｎ ａｎｄ ｈａｒｍｆｕｌ ｆａｉｌｕｒｅ ｏｆ ａｅｒｏ— ｅｎｇｉｎｅ．Ｂａｌａｎｃｉｎｇ ｅｎｇｉｎｅ ｒｏｔｏｒ ｉｓ ｎ ａｉｍｐｏｒｔｎｔａ ｍｅａｓｕｒｅ ｔｏ ｒｅｄｕｃｅ ｔｈｅ ｅｎｇｉｎｅ ｖｉｂｒａｔｉｏｎ．Ｍａｉｎｌｙ ｔａｋｉｎｇ ＣＦＭ・５６ ｓｅｒｉｅｓ ｅｎｇｉｎｅ ａｓ ｅｘａｍｐｌｅ ｏｆ ｒｅｓｅａｒｃｈ，ｔｈｅ ｐａｐｅｒ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓ ｔｈｅ ｂａｓｉｃ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ ａｎｄ ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ ｉｔｓ ｓｔａｔｉｃ ｂａｌａｎｃｅ ａｎｄ ｄｙｎａｍｉｃ ｂａｌｎｃｅ，ｉａｎ ｏｒｄｅｒ ｔｏ ｐｒｏｖｉｄｅ ｒｅｆｅ：ｒｅｎｃｅ ｆｏｒ ｔｈｅ ｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅ ａｎｄ ｖｉｂｒａ－ ｔｉｏｎ ｂａｌａｎｃｅ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｆ ａｅｒｏ．ｅｎｇｉｎｅ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：Ｖｉｂｒａｔｉｏｎ Ｓｔａｔｉｃ ｂａｌａｎｃｅ Ｄｙｎａｍｉｃ ｂａｌｎｃｅ ａＡｅｒｏ・ｅｎｇｉｎｅ １引言 衡的原理和方法，该系列发动机是双转子结构 航空发动机作为飞机的“心脏”，是一种高 （高压转子Ｎ１和低压转子Ｎ２），当高压转子振 动超标时，一般采取换发，将发动机送大修厂维 护和配平；当低压转子振动超标时，则在航线维护 进行配平。发动机的配平分为静平衡和动平衡。 ２发动机静平衡 在静止状态下能找到转子不平衡重量大小及 所在的位置，同时能确定平衡配重应加的大小及 速旋转的机械，其运行中的振动问题十分突出， 这会直接影响发动机的正常工作和寿命。外来物 击伤（ＦＯＤ）、发动机叶片损伤都会破坏转子的 平衡，产生不平衡的惯性力或力矩，从而引起发 动机的振动。所以，对发动机转子进行平衡，是 降低发动机振动、提高发动机使用安全性、可靠 性、寿命和效率的最重要措施之一。文献［１】叙述 位置的平衡方法称为发动机的静平衡。静平衡只 能消除静不平衡的离心力，不能消除动不平衡力 偶，主要运用在单面平衡。发动机风扇叶片损 伤，经叶片修理或者更换之后，需要对发动机进 行静平衡修正。 ２．１静平衡方法及原理 了研究航空发动机平衡工艺技术的意义及发展并 对该技术在国内的发展提出建议；文献【２］介绍了 试配平法及其在发动机风扇转子配平中的应用， 证明了该方法在发动机风扇转子的配平中是可行 有效的；文献【３】介绍了转子动平衡的特点，针对 双转子系统发动机，提出一种新的平衡方法，即 静平衡的基本条件就是惯性力矢量和为零， —首先平衡外转子，再考虑中介轴承对于双转子系 统特性的影响，把内外转子作为一个系统进行联 合的动平衡。然而针对航空发动机实际平衡操 作、应用的基本原理方法还鲜有全面系统的介 绍。本文以ＣＦＭ５６系列发动机为例介绍发动机平 ＋中国民航飞行学院科研基金学生科技基金项目（Ｘ２０１２．５） ｎ 即厶 一ｕ。根据理论力学可知，平衡的平面汇 交力系各力矢量一定构成封闭矢量图，当已知不 平衡量大小及位置，可根据矢量合成计算出所需 配重。假设风扇转子上存在两个已知不平衡量， 用矢量 ｌ、 ２表示，如图１所示。
