Новые методы выявления диагностических признаков технического состояния редукторов авиационных ГТД

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Планетарные редукторы авиационных газотурбинных двигателей являются наиболее напряжёнными их узлами. Контроль их технического состояния в условиях эксплуатации посредством измерения температуры масла и наличия в нём стружки, визуальным эндоскопическим методом не обеспечивают требуемой полноты контроля. Высокая виброактивность редукторов, особенно при развитии широко распространённого дефекта в виде износа боковых поверхностей зубьев, требует привлечения дополнительных методов оценки их технического состояния. Практика эксплуатации таких сложных и напряжённых объектов показывает, что наиболее эффективной является виброакустическая диагностика. Однако для авиационных газотурбинных двигателей её использование связано с определёнными трудностями. Это, прежде всего, изменение интенсивности вибрации при перестановке двигателя со стенда на объект. На стенде завода-изготовителя двигателя, как правило, осуществляется сбор экспериментального материала для разработки методик вибродиагностики дефектов. Для преодоления отмеченной проблемы в работе предложены новые методы выявления диагностических признаков износа боковых поверхностей зубьев. Используются как вибрационные процессы, так и сигналы «штатных» тахометрических датчиков частот вращения входного и выходного валов редуктора. Предложен комплекс диагностических признаков на базе частотных параметров. Использование некоторых их них позволяет выполнять оценку технического состояния редуктора двигателя в процессе эксплуатации, например в процессе выполнения регламентных работ.

Об авторах

А. Е. Сундуков

ООО «ПКФ «ТСК»

Автор, ответственный за переписку.
Email: sunduckov@mail.ru

кандидат технических наук,  директор

Россия

Е. В. Шахматов

Самарский национальный исследовательский университет имени академика С.П. Королёва

Email: shakhm@ssau.ru

академик Российской академии наук, заведующий кафедрой автоматических систем энергетических установок

Россия

Список литературы

  1. Авраменко А.А., Крючков А.Н., Плотников С.М., Сундуков Е.В., Сундуков А.Е. Совершенствование методов вибродиагностики износа зубьев шестерён дифференциального редуктора турбовинтового двигателя // Вестник Самарского университета. Аэрокосмическая техника, технология и машиностроение. 2018. Т. 17, № 3. С. 16-26. DOI: 10. 18287/2541-7533-2018-17-3-16-26
  2. Курушин М.И., Балякин В.Б., Курушин А.М. Экспериментальные исследования причин возбуждения колебаний элементов турбовинтового двигателя с дифференциальным редуктором // Известия Самарского научного центра РАН. 2014. Т. 16, № 4. С. 132-136.
  3. Неразрушающий контроль. Справочник в 7 т. Т. 7, кн. 2. Вибродиагностика / под ред. В.В. Клюева. М.: Машиностроение, 2005. 828 с.
  4. Skeinik R., Petersen D. Automated fault detection via selective frequency band alarming in PC-based predictive maintenance systems. CSI, Knaxville, TN 37923, USA.
  5. Маслов Г.А., Митенков В.Б. Оценка вибрационных характеристик летательного аппарата с помощью высокомоментной статистики при ограниченном объёме экспериментов // Вестник Московского авиационного института. 2014. Т. 21, № 2. С. 13-17.
  6. Decker H.J. Crack detection for aerospace quality spur gears // International 58th Annual Forum and Technology Display sponsored by the American Helicopter Society (June, 11-13, 2002, Montreal, Quebec, Canada). https://ntrs.nasa.gov/citations/20020061785
  7. Kirsis T.Т., Martin H.R. Gear pump defect detection under light loading conditions // Fluidics Quarterly. 1978. V. 10, Iss. 4. Р. 73-89.
  8. Aatola S., Leskinen R. Cepstrum analysis predicts gearbox failure // Noise Control Engineering Journal. 1990. V. 34, Iss. 2. Р. 53-59. doi: 10.3397/1.2827757
  9. Bоard D.B. Incipient failure detection for helicopter drive trains // 13th Propulsion Conference (July, 11-13, 1977, Orlando, FL, U.S.А.). doi: 10.2514/6.1977-898
  10. Dyer D., Stewart R.М. Detection of rolling element bearing damage by statistical vibration analysis // Journal of Mechanical Design, Transactions of the ASME. 1978. V. 100, Iss. 2. Р. 229-235. DOI: 10.1115/1. 3453905
  11. Sokolova A.G. New noise – immune incipient failure detection metods for machinery monitoring and protection systems // 5-th International Conference on Vibration Problems (October, 8-10, 2001, Moscow, Russia). Abstracts. Moscow: IMASH Publ., 2001. Р. 48-53. (In Russ.)
  12. Randall R.B. Cepstrum analysis. Machine health monitoring using vibration analysis // Canadian Acoustical Association (October, 17-21, 1983, Vancouver, Сanada). Р. 3-15.
  13. Harting D.R. Demodulated resonance analysis – A powerful incipient failure detection technique // ISA Transactions. 1978. V. 17, Iss. 1. Р. 35-40.
  14. Вуль В.М., Попков В.И., Агафонов В.К., Бакланов В.С. Исследование динамических характеристик двигателя, стенда и объекта в местах опорных связей // Сб. трудов «Вибрационная прочность и надёжность двигателей и систем летательных аппаратов». Вып. 7. Куйбышев: КуАИ, 1980. С. 62-68.
  15. Сундуков А.Е., Сундуков Е.В., Бит-Зая А.В., Росляков А.В. Оценка ширины дискретных составляющих спектра вибрации энергетических машин // Известия Самарского научного центра РАН. Спец. выпуск «Проблемы железнодорожного транспорта на современном этапе развития». 2006. С. 194-197.
  16. Соколов Г.А., Сагитов Р.В. Введение в регрессионный анализ и планирование регрессионных экспериментов в экономике: учеб. пособие. М.: ИНФРА-М, 2010. 202 с.
  17. Сундуков А.Е. Способ диагностики дефектов зубьев зубчатых колёс редуктора газотурбинного двигателя: патент РФ № 2737993; опубл. 07.12.2020; бюл. № 34.
  18. Сундуков А.Е. Способ измерения энергетической ширины спектральной составляющей вибрации машин: патент РФ № 2750846; опубл. 05.07.2021; бюл. № 19.
  19. Кожаринов Е.В., Калинин Д.В., Голованов В.В. Снижение вибронапряжённости авиационных зубчатых передач // Авиационные двигатели. 2020. № 1 (6). С. 57-64. doi: 10.54349/26586061_2020_1_57
  20. Сундуков А.Е. Способ диагностики дефектов зубьев зубчатых колёс редуктора газотурбинного двигателя: патент РФ № 2783467; опубл. 14.11.2022; бюл. № 32.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Вестник Самарского университета. Аэрокосмическая техника, технологии и машиностроение, 2023

Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution-ShareAlike 4.0 International License.

Данный сайт использует cookie-файлы

Продолжая использовать наш сайт, вы даете согласие на обработку файлов cookie, которые обеспечивают правильную работу сайта.

О куки-файлах