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1　引言
啟動(dòng)機(jī)故障是 CFM56-7B 機(jī)隊(duì)較突出的故障，僅就 Anniston 一家修理廠的統(tǒng)計(jì)來看（只針對(duì) P/N:3505945-10 的統(tǒng)計(jì)），某年前 8 個(gè)月因故障原因返廠的起動(dòng)機(jī)就高達(dá)一百一十多臺(tái)。
因?yàn)?，起?dòng)機(jī)工作情況的特殊性，一般來講發(fā)生故障就導(dǎo)致航班較長(zhǎng)時(shí)間延誤，因此，掌握其幾種主要失效模式進(jìn)而有效預(yù)防控制起動(dòng)機(jī)失效問題對(duì)營運(yùn)人具有十分的意義。
本文主要通過分析 CFM56-7B 發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)機(jī)幾個(gè)主要失效模式，探討有效預(yù)防起動(dòng)機(jī)失效的方法，以降低航班延誤率。
2　起動(dòng)機(jī)工作原理
起動(dòng)機(jī)是將壓縮空氣轉(zhuǎn)化為帶動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)的裝置，壓縮空氣通過對(duì)單級(jí)軸流式渦輪做功，帶動(dòng)渦輪盤高速旋轉(zhuǎn)，高轉(zhuǎn)速低扭矩通過行星減速齒輪系轉(zhuǎn)化為低轉(zhuǎn)速高扭矩，再由帶有一個(gè)脫開裝置的輸出軸輸出。
當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī) N2 轉(zhuǎn)速高于起動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速時(shí)，棘輪將輸出軸與棘輪盤脫開，渦輪盤、中心齒輪、行星齒輪以及棘輪盤都停止轉(zhuǎn)動(dòng)，而連在滑油泵組件的軸及輸出軸隨著發(fā)動(dòng)機(jī)繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)。
如果棘輪失效導(dǎo)致渦輪盤不能與輸出軸脫開時(shí)，輸出軸上的脫開裝置將起動(dòng)機(jī)與發(fā)動(dòng)機(jī)脫開。起動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)示圖如下： 3　起動(dòng)機(jī)三種主要失效模式
起動(dòng)機(jī)失效表現(xiàn)為不啟動(dòng)、滑油滲漏、MCD 檢查異常及軸剪切等，從失效模式來看，有棘輪損壞、外來物損壞等，但是這些情況比較少，事件發(fā)生有一定的偶然性。經(jīng)過對(duì)返廠修理起動(dòng)機(jī)情況的統(tǒng)計(jì)，其主要失效模式有以下三種：
1）輸出軸分離
輸出軸帶有一個(gè)脫開裝置，當(dāng)啟動(dòng)成功后而起動(dòng)機(jī)內(nèi)部棘輪失效，由脫開裝置將起動(dòng)機(jī)和發(fā)動(dòng)機(jī)分離。起動(dòng)機(jī)的輸出軸與脫開裝置的輸出軸由螺桿螺帽連接（見下圖），螺桿由于帶有一個(gè)彈簧桿又被稱為張力桿。
當(dāng)起動(dòng)機(jī)正常運(yùn)行時(shí)，由于偏心力造成脫開裝置存在旋轉(zhuǎn)間隙，旋轉(zhuǎn)間隙在螺帽上產(chǎn)生力矩，進(jìn)而產(chǎn)生搖晃使螺桿螺帽相摩擦。由于螺帽是鍛造件，當(dāng)它與螺桿的鋁材質(zhì)螺紋發(fā)生摩擦?xí)r容易磨損變細(xì)脫落，張力桿將起動(dòng)機(jī)的輸出軸與脫開裝置的輸出軸分開，即所謂的輸出軸分離。
由于輸出軸的分離，起動(dòng)機(jī)渦輪盤的轉(zhuǎn)動(dòng)就不能傳遞到發(fā)動(dòng)機(jī)，因此發(fā)動(dòng)機(jī)無法啟動(dòng)。分離事件可以認(rèn)為是磨損事件，軟鋁張力桿的低強(qiáng)度和弱耐磨性是導(dǎo)致輸出軸分離的主要原因。
通過對(duì)失效模式的分析，結(jié)合修理廠的報(bào)告，廠家表示將重新設(shè)計(jì)扭力桿，以改善脫開裝置材料的耐磨性，降低循環(huán)負(fù)載。 2）徑向軸承失效
徑向軸承是支撐固定渦輪盤的重要軸承，當(dāng)徑向軸承失效時(shí)，渦輪盤中心線偏離，致使渦輪葉片與導(dǎo)向葉片相接觸，導(dǎo)致渦輪葉片部分?jǐn)嗔焉踔镣耆蹟啵胺綄?dǎo)向葉片也損傷嚴(yán)重。
當(dāng)渦輪葉片受損后，渦輪效率降低，繼而輸出軸輸出功率降低，從而導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)不能達(dá)到要求的點(diǎn)火轉(zhuǎn)速造成啟動(dòng)不成功事件。
針對(duì)徑向軸承失效的問題，從統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)來看，盡管有低循環(huán)的事件發(fā)生，但大多還是發(fā)生在高循環(huán)的起動(dòng)機(jī)上，可以認(rèn)為是磨損失效模式，對(duì)它的改進(jìn)需要待廠家對(duì)硬件、設(shè)計(jì)、組件、轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)等進(jìn)行調(diào)查后再制定改進(jìn)方案。 3）渦輪封嚴(yán)滲漏
渦輪碳封嚴(yán)可在起動(dòng)機(jī)工作時(shí)防止滑油滲漏，封嚴(yán)失效造成滑油滲漏，雖然渦輪封嚴(yán)滲漏的起動(dòng)機(jī)不會(huì)直接導(dǎo)致起動(dòng)不成功的故障，但是如果持續(xù)滲漏的時(shí)間較長(zhǎng)的話會(huì)引起起動(dòng)機(jī)一系列的不正常情況發(fā)生。
渦輪碳封嚴(yán)屬于磨損失效模式，它是由正常磨損所產(chǎn)生的熱量導(dǎo)致。
4　總結(jié)及建議
通過對(duì) 起動(dòng)機(jī)的主 要失效模式 的分析，可 以確定絕大 多數(shù)的失效 為磨損失效，對(duì)于磨損失效而言，即使生產(chǎn)廠家對(duì)部件設(shè)計(jì)和材料有改進(jìn)，磨損情況還是會(huì)存在，當(dāng)然，設(shè)計(jì)和材料的改進(jìn)能有效延緩或者推遲失效的發(fā)生。
為了有效預(yù)防起動(dòng)機(jī)失效，提高起動(dòng)機(jī)運(yùn)行可靠性，作如下建議：
1）公司根據(jù)各自的實(shí)際運(yùn)行情況給起動(dòng)機(jī)設(shè)定軟時(shí)限。目前 CFM56-7B WPG 中沒有給出起動(dòng)機(jī)的軟時(shí)限，但針對(duì)修理廠反饋的磨損失效，設(shè)定軟時(shí)限是個(gè)十分有效的辦法，同時(shí)軟時(shí)限可根據(jù)制造廠設(shè)計(jì)及材料的改進(jìn)后的使用情況進(jìn)行調(diào)整。
2）維護(hù)人員要對(duì)起動(dòng)機(jī)的維護(hù)有足夠的重視，嚴(yán)格按手冊(cè)進(jìn)行勤務(wù)工作，日常檢查中對(duì)輕微的滲漏引起重視，可以有效預(yù)防起動(dòng)機(jī)滲漏這一失效模式。
3）勤于每次定檢維護(hù)中起動(dòng)機(jī)磁堵或金屬碎片探測(cè)器的檢查，發(fā)現(xiàn)一旦在磁堵或金屬碎片探測(cè)器上附有金屬屑應(yīng)引起重視，可通過對(duì)金屬材質(zhì)的判斷來辨別起動(dòng)機(jī)的磨損部位及狀況。
4）在更換安裝起動(dòng)機(jī)時(shí)使用正確的托架，避免在沒有使用正確托架或沒有托架的情況下，將輸出軸塞入附件齒輪箱的對(duì)應(yīng)槽內(nèi)，以防止起動(dòng)機(jī)的全部重量集中在輸出軸上，從而引起疲勞損壞起動(dòng)機(jī)的輸出軸。