Модель ширины спектральной составляющей зубцовой гармоники редуктора турбовинтового двигателя


Цитировать

Полный текст

Аннотация

Ширина спектральных составляющих роторных машин определяется частотной модуляцией несущей от девиации частоты вращения ротора на стационарном режиме работы. Показано, что для зубцовой спектральной составляющей учёт только этого фактора недостаточен. Анализ литературных источников и выполненные исследования показывают, что она определяется также влиянием ряда других факторов: технологических (погрешности изготовления и сборки зубчатого зацепления), характеристиками режима работы (частота вращения, температура, передаваемая нагрузка), конструктивными (податливость деталей приводов, модификация  рабочей поверхности зуба), а также неравномерным износом боковых поверхностей зубьев. На примере планетарного редуктора турбовинтового двигателя рассмотрена структура ширины зубцовой спектральной составляющей от рассмотренных факторов. На основе статистики по исследованию вибрации восемнадцати редукторов отремонтированных двигателей обоснован выбор соотношения для ширины спектральной составляющей частотно-модулированного процесса, дающий наиболее близкое соответствие экспериментальным данным. Предложена математическая модель ширины зубцовой спектральной составляющей отремонтированных и вновь изготовленных редукторов в виде произведения постоянного коэффициента и суммы дисперсий девиации частоты. Представлена зависимость для редукторов с износом при добавлении дисперсии от износа. Показано, что для случая максимального износа его часть в полной ширине составляет около 50%, а часть частотной модуляции от работы системы управления относительного постоянства частоты вращения ротора на стационарном режиме работы двигателя равна половине от остальных факторов.

Об авторах

А. Е. Сундуков

ООО «ПКФ «ТСК»

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

кандидат технических наук, технический 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. Бигус Г.А., Даниев Ю.Ф., Быстрова Н.А., Галкин Д.И. Основы диагностики технических устройств и сооружений. M.: Издательство МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2018. 445 с.
  2. Неразрушающий контроль. Справочник в 7 т. Т. 7, кн. 2. Вибродиагностика / под ред. В.В. Клюева. М.: Машиностроение, 2005. 828 с.
  3. Skeinik R., Petersen D. Automated fault detection via selective frequency band alarming in PC-based predictive maintenance systems. CSI, Knaxville, TN 37923, USA.
  4. Русов В. А. Диагностика дефектов вращающегося оборудования по вибрационным сигналам. Пермь: Вибро-Центр, 2012. 252 с.
  5. Гудков П.А. Комплексное исследование структуры технологических погрешностей зубчатых колёс // Вестник Курганского государственного университета. Серия: Технические науки. 2010. № 1 (17). С. 174-175.
  6. Забелин Д.А. Влияние погрешностей изготовления и сборки зубчатых передач на их кинематическую точность // Вестник Белорусско-Российского университета. 2009. № 2 (23). С. 78-87. doi: 10.53078/20778481_2009_2_78
  7. 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
  8. Кудрявцев Л.А., Колчин О.М., Тишин И.Ф., Севастьяненко А.Н., Уваров А.А. Кинематическая погрешность зубчатых передач в квазистатических и динамических условиях // Измерительная техника. 1988. № 10. С. 20-21.
  9. Сундуков А.Е. Диагностические признаки износа боковых поверхностей зубьев на основе анализа параметров зубцовой спектральной составляющей // Вестник Самарского университета. Аэрокосмическая техника, технологии и машиностроение. 2022. Т. 21, № 3. С. 141-149. doi: 10.18287/2541-7533-2022-21-3-141-149
  10. 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.
  11. Baklanov V.S. Evaluation of engine health monitoring using result of research into the dynamic fexibility of cases // Proceedings of the International Meeting «Engine Health Monitoring-93» (SAE, CIAM, St. Petersburg, 1993). V. 1.
  12. Сундуков А.Е., Шахматов Е.В. Оценка влияния места постановки двигателя и типа воздушного винта на диагностические признаки износа зубьев его редуктора // Вестник Московского авиационного института. 2022. Т. 29, № 4. С. 208-218. doi: 10.3475/vst-2022-4-208-218
  13. 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
  14. Зиатдинов С.И., Осипов Л.А. Спектр гармонического колебания при частотной модуляции случайным сигналом // Известия высших учебных заведений. Приборостроение. 2020. Т. 63, № 3. С. 206-212. doi: 10.17586/0021-3454-2020-63-3-206-212
  15. Перов А.И., Замолодчиков В.Н., Чиликин В.М. Радиоавтоматика: учеб. для ВУЗов. М.: Радиотехника, 2014. 320 с.
  16. Рытов А.М. Введение в статистическую радиофизику. Ч. I. Случайные процессы. М.: Наука, 1976. 496 с.
  17. Астайкин А.И., Помазков А.П. Теоретические основы радиотехники. Ч. II. Основы теории сигналов. Саров: РФЯЦ-ВНИИЭФ, 2004. 332 с.
  18. ГОСТ 1643-81. Основные нормы взаимозаменяемости. Передачи зубчатые цилиндрические. Допуски. М.: ИПК Издательство стандартов, 2003. 44 с.
  19. Соколов Г.А., Сагитов Р.В. Введение в регрессионный анализ и планирование регрессионных экспериментов в экономике: учеб. пособие. М.: ИНФРА-М, 2010. 202 с.

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