RU2682561C1 - Method for determining technical condition of current collectors - Google Patents
Method for determining technical condition of current collectors Download PDFInfo
- Publication number
- RU2682561C1 RU2682561C1 RU2018105725A RU2018105725A RU2682561C1 RU 2682561 C1 RU2682561 C1 RU 2682561C1 RU 2018105725 A RU2018105725 A RU 2018105725A RU 2018105725 A RU2018105725 A RU 2018105725A RU 2682561 C1 RU2682561 C1 RU 2682561C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- vibration
- current collector
- amplitude
- frequency
- analysis
- Prior art date
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01M13/00—Testing of machine parts
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Testing Of Devices, Machine Parts, Or Other Structures Thereof (AREA)
- Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к диагностике технического состояния токосъемников, например ртутных токосъемников, предназначенных для измерения параметров авиационных двигателей, методами вибрационной и параметрической диагностики.The invention relates to the diagnosis of the technical condition of current collectors, for example mercury current collectors, intended for measuring the parameters of aircraft engines, by methods of vibration and parametric diagnostics.
Известно устройство для испытания токосъемников, в котором раскрыт способ контроля качества работы токосъемника на вибростенде. Определяют неисправности электрической части токосъемника, для чего подключают все каналы токосъемника к анализатору электрических сигналов, подают входной электрический сигнал, измеряют электрические сигналы тензодатчиков и датчика температуры и сравнивают с эталонными значениями, проводят анализ параметров выходного сигнала и делают вывод о техническом состоянии токосъемников.A device for testing current collectors is disclosed, in which a method for controlling the quality of current collector operation on a vibration stand is disclosed. Malfunctions of the electric part of the current collector are determined, for which all the channels of the current collector are connected to the analyzer of electrical signals, an input electrical signal is applied, the electrical signals of the strain gauges and the temperature sensor are measured and compared with reference values, the output signal parameters are analyzed and the technical condition of the current collectors is drawn.
Недостатками известного решения являются отсутствие возможности диагностики механических систем токосъемника и определения влияния дефектов механических систем на качество сигнала и исправность электрических систем. [SU 1282247 А1, 07.01.1987 - прототип]The disadvantages of the known solutions are the inability to diagnose mechanical systems of the current collector and determine the effect of defects in mechanical systems on the signal quality and the health of electrical systems. [SU 1282247 A1, 01/07/1987 - prototype]
Задачей предлагаемого изобретения является разработка способа контроля и определения технического состояния токосъемников в процессе их функционирования, позволяющего определять дефекты в электрической и механической частях токосъемника и выявлять их взаимосвязь.The objective of the invention is to develop a method for monitoring and determining the technical condition of current collectors in the process of their operation, which allows to identify defects in the electrical and mechanical parts of the current collector and to identify their relationship.
Технический результат - повышение точности и глубины диагностирования токосъемников.The technical result is an increase in the accuracy and depth of diagnosis of current collectors.
Указанный технический результат достигается тем, что в известном способе определения технического состояния токосъемников, содержащих электрическую и механическую части, включающем определение неисправностей электрической части токосъемника, для чего подключают все каналы токосъемника к анализатору электрических сигналов, подают входной электрический сигнал, осуществляют запись выходных электрических сигналов, анализ параметров выходного сигнала и делают вывод о техническом состоянии токосъемников, согласно предложению параллельно определяют наличие неисправностей в механической части токосъемника, включающей ротор, статор, тела качения, наружные и внутренние кольца, сепаратор, для чего устанавливают два датчика вибрации на статор токосъемника во взаимоперпендикулярном направлении с центром пересечения осей измерения с технологической осью токосъемника, подключают их к виброанализатору, далее запускают ротор токосъемника и осуществляют синхронную запись параметров вибрации и электрических сигналов на выходе из токосъемника. Далее выполняют анализ вибрации путем быстрого преобразования Фурье вибрации, в котором выявляют частоты вращения сепаратора, частоты перекатывания тел качения по наружному кольцу и внутреннему кольцу, частоты вращения тел качения, роторные частоты и их частоты модуляции, амплитуды которых сравнивают с пороговыми значениями, установленными предварительно в результате анализа статистических данных; путем анализа амплитудно - частотной характеристики вибрации, путем измерения среднеквадратичных значений вибрационного сигнала, в которых значения амплитуд сравнивают с пороговыми значениями, установленными предварительно в результате анализа статистических данных; путем орбитального анализа вибрации с получением орбиты вибрации, в котором анализируют изменения положения орбит и сравнение их с матрицей состояния, описывающей положения орбит, связанных с неисправностью; путем анализа появления высокочастотных составляющих спектра и сравнение их с матрицей состояния, в которой описываются значения при неисправности; при выявлении превышения значений амплитуд относительно пороговых значений и совпадения со значениями матриц состояния делают вывод о наличии неисправностей в механической части токосъемника. Далее выполняют анализ выходных электрических сигналов путем сравнения амплитуд, частот и фаз выходного сигнала с пороговым значением, установленным предварительно в результате анализа статистических данных, путем сравнения выходного и входного сигналов с помощью анализа модуляций амплитуд, частот и фаз выходного сигнала относительно входного, результаты анализа модуляций сравнивают с пороговыми значениями, установленными предварительно в результате анализа статистических данных, при выявлении отклонений амплитуд, частот и фаз и их модуляций от установленных пороговых значений делают вывод о наличии неисправностей в электрической части токосъемника. В случае отсутствия неисправностей в электрической и механической частях токосъемника делают вывод о исправности токосъемника. В случае выявления неисправностей в механической части токосъемника делают вывод о дефекте сборки или изготовления деталей токосъемника. В случае выявления неисправностей в электрической части токосъемника сравнивают частоту выходного электрического сигнала с среднеквадратичным значением, амплитудно - частотной характеристикой и амплитудой роторной частоты вибрации, сравнивают амплитуду выходного электрического сигнала с среднеквадратичным значением, амплитудно - частотной характеристикой, амплитудой роторной частоты, орбитой вибрации и сравнивают фазу выходного электрического сигнала со среднеквадратичным значением, амплитудно - частотной характеристикой и орбитой вибрации, после чего определяют совпадение частот модуляции электрического сигнала с роторной частотой вибрации, совпадение амплитуд среднеквадратичного значения и амплитудно - частотной характеристики одновременно с возникновением модуляций электрического сигнала, совпадения изменений орбиты вибрации с модуляциями электрического сигнала. При выявлении хотя бы одного совпадения делают вывод о неисправности механической части токосъемника. При выявлении отсутствия совпадений делают вывод о неисправности электрической части токосъемника.The specified technical result is achieved by the fact that in the known method for determining the technical condition of current collectors containing electrical and mechanical parts, including fault detection of the electrical part of the current collector, for which all the current collector channels are connected to the electric signal analyzer, an input electrical signal is supplied, and output electrical signals are recorded, analysis of the parameters of the output signal and conclude about the technical condition of the current collectors, according to the proposal of the parallel It is easy to determine the presence of malfunctions in the mechanical part of the current collector, including the rotor, stator, rolling elements, outer and inner rings, the separator, for which two vibration sensors are installed on the current collector stator in a mutually perpendicular direction with the center of intersection of the measurement axes with the technological axis of the current collector, connect them to the vibration analyzer then start the rotor of the current collector and carry out synchronous recording of vibration parameters and electrical signals at the output of the current collector. Next, a vibration analysis is performed by quickly converting vibration to the Fourier transform, in which the separator rotational frequencies, rolling body rolling frequencies along the outer ring and inner ring, rolling body rotational frequencies, rotor frequencies and their modulation frequencies, the amplitudes of which are compared with threshold values previously set in the result of the analysis of statistical data; by analyzing the amplitude - frequency characteristics of the vibration, by measuring the rms values of the vibration signal, in which the amplitudes are compared with threshold values set previously as a result of the analysis of statistical data; by means of an orbital vibration analysis to obtain a vibration orbit in which changes in the position of the orbits are analyzed and compared with a state matrix describing the positions of the orbits associated with the malfunction; by analyzing the appearance of high-frequency components of the spectrum and comparing them with the state matrix, which describes the values in case of a malfunction; when revealing the excess of the amplitude values relative to the threshold values and coincidence with the values of the state matrices, they conclude that there are malfunctions in the mechanical part of the current collector. Next, an analysis of the output electrical signals is performed by comparing the amplitudes, frequencies and phases of the output signal with a threshold value set previously as a result of the analysis of statistical data, by comparing the output and input signals by analyzing the modulations of the amplitudes, frequencies and phases of the output signal relative to the input, the results of the modulations analysis compared with threshold values set previously as a result of the analysis of statistical data, when detecting deviations of amplitudes, frequencies and phases, and x modulations from the set threshold values conclude that there are malfunctions in the electrical part of the current collector. In the absence of malfunctions in the electrical and mechanical parts of the current collector, a conclusion is made about the health of the current collector. In the event that malfunctions are detected in the mechanical part of the current collector, a conclusion is drawn about a defect in the assembly or manufacture of parts of the current collector. In case of malfunctions in the electrical part of the current collector, the frequency of the output electric signal is compared with the rms value, the amplitude-frequency characteristic and the amplitude of the rotor vibration frequency, the amplitude of the output electric signal is compared with the rms value, the amplitude-frequency characteristic, the amplitude of the rotor frequency, the vibration orbit and the phase is compared output electric signal with rms value, amplitude - frequency response and orb of the vibration, after which the coincidence frequency modulation of the electrical signal to the rotor vibration frequency, the coincidence rms amplitudes and amplitude - frequency characteristic at the same time with the occurrence of the modulation electric signal, the coincidence changes vibration orbits with modulations of the electric signal. If at least one match is detected, a conclusion is made about the malfunction of the mechanical part of the current collector. If there is a lack of coincidence, they conclude that the electrical part of the current collector is malfunctioning.
Токосъемник состоит из механической и электрической частей. Механическая часть токосъемника включает в себя корпус, ротор, статор, уплотнения, подшипники, включающие тела качения, наружные и внутренние кольца, сепаратор. Электрическая часть включает узел передачи и соединительные провода.The current collector consists of mechanical and electrical parts. The mechanical part of the current collector includes a housing, a rotor, a stator, seals, bearings, including rolling elements, outer and inner rings, and a separator. The electrical part includes a transmission unit and connecting wires.
Предлагаемый способ позволяет определять дефекты в механической части токосъемника, а именно диагностировать техническое состояние опор подшипников (выявлять конструктивные и эксплуатационные дефекты деталей подшипников), роторов (выявлять дисбаланс, нарушения целостности), корпусов (выявлять дефекты затяжки и монтажа) токосъемников. Кроме того, способ позволяет определять дефекты в электрической части токосъемника, а именно выявлять повреждение, изнашивание и опасные колебания электрических и бесконтактных систем.The proposed method allows to identify defects in the mechanical part of the current collector, namely to diagnose the technical condition of the bearings (to identify structural and operational defects of bearing parts), rotors (to identify imbalances, integrity violations), housings (to identify tightening and mounting defects) of the current collectors. In addition, the method allows to identify defects in the electrical part of the current collector, namely to detect damage, wear and dangerous vibrations of electrical and contactless systems.
Повышение точности и глубины диагностирования достигается за счет использования комплексного анализа вибрации и корреляции механических и электрических процессов.Improving the accuracy and depth of diagnosis is achieved through the use of a comprehensive analysis of vibration and correlation of mechanical and electrical processes.
Для выявления наличия дефектов в механической части токосъемника проводят анализ вибрации с применением следующих методов. В отличие от прототипа, в котором выполняется лишь анализ среднеквадратичного значения сигнала, для диагностики и контроля состояния подшипниковых опор (колец, тел качения, сепаратора, уплотнения), роторов, статорных, вращающихся элементов и оценки комплексной картины вибрационного состояния выполняют анализ путем быстрого преобразования Фурье вибрации. В результате этого получают спектр вибрации, в котором можно определить вклад в общую вибрацию всех составляющих и путем ранее известных вычислений идентифицировать их. Но для анализа резонансов ротора, которые могут проявляться и изменяться в зависимости от изменений матриц податливости и демпфирования, с изменением условий сборки и монтажа токосъемника, более информативным является анализ амплитудно -частотной характеристики вибрации, который позволяет получить график зависимости амплитуды вибрации ротора от частоты вращения. Также для анализа резонансов статорных деталей и дополнительного контроля состояния токосъемника, более информативным является анализ среднеквадратичных значений вибрационного сигнала, позволяющий получить график значения среднеквадратичных значений вибрационного сигнала от частоты вращения ротора. Для идентификации прецессионных явлений, изменения фаз колебаний, однократных периодических и не периодических колебаний, не отображающихся в вышеперечисленных методах, используется орбитальный анализ вибрации (см. патент RU 2551447 С1, 27.05.2015), который позволяет получить кривые статического и динамического положения ротора (орбиты вибрации) и по изменению положения орбит и сравнения их с матрицей состояния, описывающей положения орбит связанных с неисправностью, определить динамические процессы, критические и резонансные частоты в рабочем диапазоне, перекос ротора и статора токосъемника. Поскольку данный вид анализа довольно сложен в идентификации различных процессов, то для этого используются матрицы состояния, состоящие из множества орбит вибрации, связанных с основными дефектами и динамическими проявлениями роторных систем. С целью определения начальных стадий повреждений подшипниковых опор выполняется анализ появления высокочастотных составляющих спектра (см. патент RU 2575243 С1, 20.02.2016), позволяющий получить двухмерную амплитудно-частотную спектрограмму по времени, которую сравнивают, как и в предыдущем методе, с матрицей состояния, описывающей значения при неисправности, и по результатам указанного сравнения определяют дефекты тел и дорожек качения.To identify the presence of defects in the mechanical part of the current collector, a vibration analysis is carried out using the following methods. In contrast to the prototype, in which only the rms value of the signal is analyzed, for the diagnosis and control of the condition of bearing bearings (rings, rolling elements, cages, seals), rotors, stator, rotating elements and evaluating the complex picture of the vibrational state, they perform analysis by fast Fourier transform vibrations. As a result of this, a vibration spectrum is obtained in which it is possible to determine the contribution to the total vibration of all components and to identify them by previously known calculations. But for the analysis of rotor resonances, which can manifest and change depending on changes in the flexibility and damping matrices, with changes in the assembly and installation of the current collector, analysis of the amplitude-frequency characteristic of vibration, which allows you to get a graph of the dependence of the amplitude of the rotor vibration on the rotation frequency, is more informative. Also for analyzing the resonances of the stator parts and additional monitoring of the current collector, analysis of the rms values of the vibration signal is more informative, allowing you to get a graph of the rms values of the vibration signal versus the rotor speed. To identify precession phenomena, changes in the phases of oscillations, single periodic and non-periodic oscillations that are not displayed in the above methods, an orbital vibration analysis is used (see patent RU 2551447 C1, 05/27/2015), which allows you to obtain curves of the static and dynamic position of the rotor (orbit vibration) and by changing the position of the orbits and comparing them with the state matrix describing the positions of the orbits associated with the malfunction, determine the dynamic processes, critical and resonant frequencies in the working range, skew of the rotor and stator of the current collector. Since this type of analysis is rather difficult to identify various processes, state matrices are used for this, consisting of many vibration orbits associated with the main defects and dynamic manifestations of rotor systems. In order to determine the initial stages of bearing support damage, an analysis is made of the appearance of high-frequency components of the spectrum (see patent RU 2575243 C1, 02.20.2016), which allows one to obtain a two-dimensional amplitude-frequency spectrogram in time, which is compared, as in the previous method, with the state matrix, describing the values in the event of a malfunction, and the results of this comparison determine the defects of bodies and raceways.
Для выявления наличия дефектов в электрической части токосъемника проводят анализ выходных электрических сигналов и получают осциллограмму сигнала. Поскольку осциллограмма отображает все параметры сигнала (амплитуда, частота, фаза), то возможно определить и измерить его характеристики, позволяющие оценить качество электрического сигнала, а вместе с этим и качество контакта в узле передачи. Если качество контакта не удовлетворяет требованиям и в самом сигнале прослеживаются процессы, приводящие к его постоянному изменению, то возможно, что причиной является не дефект контакта, а колебания механической системы ротор-статор, влияющие на этот контакт и приводящие к динамическим изменениям в узле передачи. Для идентификации этих процессов сравнивают частоту выходного электрического сигнала со среднеквадратичным значением, амплитудно - частотной характеристикой и амплитудой роторной частоты вибрации, сравнивают амплитуду выходного электрического сигнала с среднеквадратичным значением, амплитудно - частотной характеристикой, амплитудой роторной частоты, орбитой вибрации и сравнивают фазу выходного электрического сигнала со среднеквадратичным значением, амплитудно - частотной характеристикой и орбитой вибрации для определения механических колебаний, влияющих на изменение контакта, плавающего обрыва и замыкания. По результатам анализа определяют качество контакта, обрыва, замыкания.To identify the presence of defects in the electrical part of the current collector, an analysis of the output electrical signals is carried out and an oscillogram of the signal is obtained. Since the waveform displays all the parameters of the signal (amplitude, frequency, phase), it is possible to determine and measure its characteristics, allowing to evaluate the quality of the electrical signal, and with it the quality of the contact in the transmission unit. If the quality of the contact does not meet the requirements and the signal itself traces the processes leading to its constant change, then it is possible that the cause is not a contact defect, but oscillations of the rotor-stator mechanical system, affecting this contact and leading to dynamic changes in the transmission unit. To identify these processes, the frequency of the output electric signal is compared with the rms value, the amplitude-frequency characteristic and the amplitude of the rotor vibration frequency, the amplitude of the output electric signal is compared with the rms value, the amplitude-frequency characteristic, the amplitude of the rotor frequency, orbit vibration and the phase of the output electric signal is compared with r.m.s., amplitude - frequency response and vibration orbit to determine mechanics iCal oscillations influencing the change in the contact, and a floating termination circuit. The results of the analysis determine the quality of the contact, open circuit, circuit.
Выход из строя механической части, который не критически влияет на вибрацию токосъемника и не идентифицируется как отказ методами вибродиагностики, может оказывать влияние на электрическую часть, что влияет на устойчивость и качество сигнала. При этом если определяется данная неустойчивость сигнала, то по логике, без продолжения исследования, необходимо будет заменить или направить в ремонт исправные компоненты электрических сигналов и настоящий источник таких дефектов выявлен не будет. Поэтому при выявлении дефектов в электрической части диагностику продолжают, поскольку причиной могут является не дефект контакта, а колебания механической системы ротор-статор, влияющие на этот контакт и приводящие к динамическим изменениям в узле передачи.The failure of the mechanical part, which does not critically affect the vibration of the current collector and is not identified as a failure by the methods of vibration diagnostics, can affect the electrical part, which affects the stability and quality of the signal. Moreover, if this signal instability is determined, then, logically, without continuing the investigation, it will be necessary to replace or send serviceable components of electrical signals for repair and the real source of such defects will not be detected. Therefore, when defects are detected in the electrical part, diagnostics are continued, since the cause may not be a contact defect, but oscillations of the rotor-stator mechanical system, affecting this contact and leading to dynamic changes in the transmission unit.
Предварительно вид анализа строит компьютер. После чего, на отображенных значениях выполняется поиск, идентификация и анализ вручную.A preliminary view of the analysis is building a computer. Then, the displayed values are searched, identified and analyzed manually.
При проведении всех указанных выше видов анализа вибрации осуществляют сравнение параметров вибрации с пороговыми значениями и по превышению параметрами пороговых значений делают вывод о наличии неисправностей. В случае сравнения параметров вибрации с матрицей состояния вывод о наличии неисправностей делают на основании совпадения формы или значений дефекта со значениями разделов неисправностей матрицы.When carrying out all the above types of vibration analysis, the vibration parameters are compared with the threshold values and, when the parameters exceed the threshold values, they conclude that there are malfunctions. In the case of comparing the vibration parameters with the state matrix, the conclusion about the presence of faults is made on the basis of the coincidence of the shape or values of the defect with the values of the fault sections of the matrix.
Пороговые значения и матрицы состояния получают предварительно в результате анализа всех предыдущих запусков и составления статистических данных.Threshold values and state matrices are obtained previously as a result of analysis of all previous runs and compilation of statistical data.
Установка датчиков на статор токосъемника во взаимоперпендикулярном направлении с центром пересечения осей измерения с технологической осью токосъемника обуславливается условиями выполнения орбитального анализа и исследуемым сечением токосъемника.The installation of sensors on the stator of the current collector in a mutually perpendicular direction with the center of intersection of the measurement axes with the technological axis of the current collector is determined by the conditions for performing orbital analysis and the studied cross section of the current collector.
Пример 1. На стенде испытаний токосъемников устанавливают два датчика вибрации АР2037-10 на корпус токосъемника во взаимно перпендикулярном направлении с центром пересечения оси измерения с технологической осью токосъемника. Подключают их к виброанализатору «ВИСОМ ВС301». Подключают все каналы токосъемника к анализатору электрических сигналов R&S RTB2000. Подают к измерительной части эталонный электрический сигнал через роторную часть. Запускают роторную часть токосъемника на частоты вращения до 220 Гц, останавливаясь на 30 секунд на площадках 50, 100, 150, 200, 220 Гц. Записывают параметры вибрации и электрические сигналы на выходе из токосъемника. Выполняют анализ вибрации с целью диагностики механической системы методами: быстрого преобразования Фурье вибрации; анализа амплитудно-частотной характеристики вибрации для определения зависимостей амплитуд роторных частот и общего уровня вибрации от режима работы токосъемника с целью определения режимов наибольшего нагружения, критических и резонансных режимов; среднеквадратичного значения вибрационного сигнала для контроля пороговых значений; орбитальный анализ вибрации для контроля состояния вращающихся систем токосъемника; способа определения высокочастотной составляющей вибрации для контроля состояния подшипниковых опор. В результате анализа спектра выявили значение роторной частоты 10 мм/с при пороговом значении 5 мм/с, значение среднеквадратичного значения 12 мм/с при пороговом значении 6 мм/с, определена форма орбиты вибрации, как прямая прецессия ротора. В результате чего делают вывод о неисправности механической части токосъемника.Example 1. At the test stand of the current collectors, two vibration sensors AP2037-10 are installed on the current collector body in a mutually perpendicular direction with the center of intersection of the measurement axis with the technological axis of the current collector. They are connected to the VISOM BC301 vibration analyzer. Connect all current collector channels to the R&S RTB2000 electrical signal analyzer. A reference electrical signal is supplied to the measuring part via the rotor part. The rotor part of the current collector is launched at rotational speeds up to 220 Hz, stopping for 30 seconds at the sites of 50, 100, 150, 200, 220 Hz. Record vibration parameters and electrical signals at the outlet of the current collector. The vibration analysis is performed in order to diagnose the mechanical system by the methods of: fast Fourier transform of vibration; analysis of the amplitude-frequency characteristics of vibration to determine the dependences of the amplitudes of the rotor frequencies and the general vibration level on the current collector operation mode in order to determine the highest loading modes, critical and resonant modes; the rms value of the vibration signal to control threshold values; orbital vibration analysis to monitor the status of rotating current collector systems; a method for determining the high-frequency component of vibration to monitor the condition of bearing bearings. As a result of spectrum analysis, a rotor frequency value of 10 mm / s was detected at a threshold value of 5 mm / s, a root mean square value was 12 mm / s at a threshold value of 6 mm / s, and the shape of the vibration orbit was determined as a direct precession of the rotor. As a result, they conclude that the mechanical part of the current collector is malfunctioning.
Пример 2. Способ осуществляли аналогично примеру 1. В результате анализа спектра выявили значение роторной частоты 4 мм/с при пороговом значении 5 мм/с, значение среднеквадратичного значения 5 мм/с при пороговом значении 6 мм/с.В результате чего делают вывод о исправности механической части токосъемника. Далее выполняют анализ электрических сигналов на выходе из каналов токосъемника с целью диагностики электрической системы: амплитуд (сопоставление амплитуд входных и выходных сигналов и анализ амплитудной модуляции), частот (сопоставление входных и выходных сигналов и анализ частотной модуляции) и фаз (анализ фазовой модуляции). В результате анализа амплитуда выходного сигнала одного из каналов составила 0,000002 А, наименьшее значение остальных каналов составило 0,2 А при пороговом значении 0,1 А, амплитудных, частотных и фазовых модуляций выходных сигналов не обнаружено. В результате чего делают вывод о неисправности электрической части токосъемника.Example 2. The method was carried out analogously to example 1. As a result of spectrum analysis, a rotor frequency of 4 mm / s was detected at a threshold value of 5 mm / s, a root mean square value was 5 mm / s at a threshold value of 6 mm / s. As a result, it is concluded that serviceability of the mechanical part of the current collector. Next, an analysis of the electrical signals at the output of the current collector channels is performed to diagnose the electrical system: amplitudes (comparison of the amplitudes of the input and output signals and analysis of amplitude modulation), frequencies (comparison of the input and output signals and analysis of frequency modulation) and phases (analysis of phase modulation). As a result of the analysis, the amplitude of the output signal of one of the channels was 0.000002 A, the smallest value of the remaining channels was 0.2 A at a threshold value of 0.1 A, no amplitude, frequency, and phase modulations of the output signals were detected. As a result, they conclude that the electrical part of the current collector is malfunctioning.
Пример 3. Способ осуществляли аналогично примеру 1. В результате анализа спектра выявлено значение роторной частоты 4 мм/с при пороговом значении 5 мм/с, среднеквадратичное значение 5 мм/с при пороговом значении 6 мм/с. В результате чего делают вывод о исправности механической части токосъемника. Далее выполняют анализ электрических сигналов на выходе из каналов токосъемника с целью диагностики электрической системы: амплитуд (сопоставление амплитуд входных и выходных сигналов и анализ амплитудной модуляции), частот (сопоставление входных и выходных сигналов и анализ частотной модуляции) и фаз (анализ фазовой модуляции). В результате анализа амплитуда выходных сигналов наименьшее значение каналов составило 0,11 А при пороговом значении 0,1 А, при этом обнаружено периодическое изменение трех выходных сигналов от 0,06 до 0,12 А. Выявлены амплитудные, частотные и фазовые модуляции выходных сигналов с частотой вращения ротора 200 Гц. В результате делают предварительный вывод о неисправности электрической части токосъемника. Производят сравнение параметров выходного сигнала и вибрации с целью диагностики электронно-механических систем для определения взаимосвязи колебательных процессов токосъемника и электрических систем и выявление их взаимного влияния: сравнение частоты электрического сигнала со среднеквадратическим значением вибрации, амплитудно-частотной характеристикой и роторной частотой, сравнение амплитуды электрического сигнала со среднеквадратическим значением вибрации амплитудно-частотной характеристикой, роторной частотой и орбитальным анализом вибрации, сравнение фазы электрического сигнала со среднеквадратическим значением вибрации, амплитудно-частотной характеристикой. В результате сравнения частоты выходного сигнала обнаружено появление частотной модуляции с частотой 100 Гц на режимах работы с частотой 200 Гц и повышение среднеквадратичного значения 5 мм/с и амплитуды роторной частоты 4 мм/с на этих же режимах, появление амплитудной модуляции с частотой ротора 200 Гц на режимах работы двигателя с частотой 200 Гц, повышение среднеквадратичного значения 5 мм/с и амплитуды роторной частоты 4 мм/с, динамическое изменение орбиты вибрации, определенной как прямая прецессия ротора на режимах работы с частотой 200 Гц, совпадающих с изменениями вибрационных и электрических сигналов, появление фазовой модуляции с частотой 200 Гц на режимах работы двигателя с частотой 200 Гц, повышение среднеквадратичного значения 5 мм/с и амплитуды роторной частоты 4 мм/с, динамическое изменение орбиты вибрации, определенной как прямая прецессия ротора на режимах работы с частотой 200 Гц, совпадающих с изменениями вибрационных и электрических сигналов. В результате делают окончательный вывод о неисправности механической части токосъемника.Example 3. The method was carried out analogously to example 1. As a result of spectrum analysis, a rotor frequency of 4 mm / s was detected at a threshold value of 5 mm / s, a rms value of 5 mm / s at a threshold value of 6 mm / s. As a result, they conclude that the mechanical part of the current collector is serviceable. Next, an analysis of the electrical signals at the output of the current collector channels is performed to diagnose the electrical system: amplitudes (comparison of the amplitudes of the input and output signals and analysis of amplitude modulation), frequencies (comparison of the input and output signals and analysis of frequency modulation) and phases (analysis of phase modulation). As a result of the analysis, the amplitude of the output signals, the smallest value of the channels was 0.11 A at a threshold value of 0.1 A, while a periodic change in the three output signals from 0.06 to 0.12 A was detected. The amplitude, frequency, and phase modulations of the output signals with rotor speed of 200 Hz. As a result, a preliminary conclusion is made about the malfunction of the electric part of the current collector. The parameters of the output signal and vibration are compared to diagnose electronic-mechanical systems to determine the relationship between the oscillatory processes of the current collector and electrical systems and identify their mutual influence: a comparison of the frequency of the electric signal with the rms value of the vibration, amplitude-frequency characteristic and rotor frequency, comparison of the amplitude of the electric signal with RMS vibrational frequency response, rotor frequency and orbital th analysis of the vibrations, comparing the electric signal with the phase of rms vibration amplitude-frequency characteristic. A comparison of the output signal frequency revealed the appearance of frequency modulation with a frequency of 100 Hz in operating modes with a frequency of 200 Hz and an increase in the rms value of 5 mm / s and amplitude of a rotor frequency of 4 mm / s in the same modes, the appearance of amplitude modulation with a rotor frequency of 200 Hz at engine operating modes with a frequency of 200 Hz, increasing the rms value of 5 mm / s and the amplitude of the rotor frequency of 4 mm / s, dynamically changing the orbit of vibration, defined as direct rotor precession at operating modes with a frequency of 200 Hz, s coinciding with changes in vibrational and electrical signals, the appearance of phase modulation with a frequency of 200 Hz in engine operating modes with a frequency of 200 Hz, an increase in the rms value of 5 mm / s and an amplitude of the rotor frequency of 4 mm / s, a dynamic change in the orbit of vibration, defined as a direct rotor precession at operating modes with a frequency of 200 Hz, coinciding with changes in vibration and electrical signals. As a result, they make a final conclusion about the malfunction of the mechanical part of the current collector.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018105725A RU2682561C1 (en) | 2018-02-15 | 2018-02-15 | Method for determining technical condition of current collectors |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018105725A RU2682561C1 (en) | 2018-02-15 | 2018-02-15 | Method for determining technical condition of current collectors |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2682561C1 true RU2682561C1 (en) | 2019-03-19 |
Family
ID=65805950
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2018105725A RU2682561C1 (en) | 2018-02-15 | 2018-02-15 | Method for determining technical condition of current collectors |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2682561C1 (en) |
Citations (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1059447A1 (en) * | 1980-11-20 | 1983-12-07 | Специальное Опытное Проектно-Конструкторско-Технологическое Бюро Со "Васхнил" | Device for revealing flaws in bearings |
| SU1096721A1 (en) * | 1983-04-06 | 1984-06-07 | Предприятие П/Я В-8117 | Current collector device |
| SU1282247A1 (en) * | 1985-02-05 | 1987-01-07 | Предприятие П/Я А-3438 | Device for testing current collectors |
| SU1606910A1 (en) * | 1984-10-18 | 1990-11-15 | Высшая Инженерная Школа Циттау (Инопредприятие) | Method of determining condition of machine units |
| WO1994024537A1 (en) * | 1993-04-09 | 1994-10-27 | Monitoring Technology Corporation | Method and apparatus for analyzing and detecting faults in bearings and other rotating components that slip |
| RU2200942C2 (en) * | 2001-03-19 | 2003-03-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Московское машиностроительное производственное предприятие "Салют" | Method of vibroacoustic diagnosis of intershaft antifriction bearings of twin-shaft turbomachines and device for method embodiment |
| RU2007141304A (en) * | 2007-11-07 | 2009-05-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Российский государственный технический унив | METHOD FOR ESTIMATING THE TECHNICAL CONDITION OF ELECTRICALLY ACTUATED FITTINGS |
| RU114168U1 (en) * | 2011-12-14 | 2012-03-10 | Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России) | SYSTEM OF PRE-FLIGHT CONTROL OF THE STATE OF VIBRATION MEASURING EQUIPMENT ON THE BOARD OF THE AIRCRAFT |
| RU2551447C1 (en) * | 2014-02-27 | 2015-05-27 | Открытое акционерное общество "Уфимское моторостроительное производственное объединение" ОАО "УМПО" | Method of vibration diagnostics of technical state of bearing rotor support at two-shaft gas-turbine engine |
| RU2575243C1 (en) * | 2014-10-01 | 2016-02-20 | Открытое акционерное общество "Уфимское моторостроительное производственное объединение" ОАО "УМПО" | Vibroacoustic diagnostics of gas turbine engine bearings |
| RU2608202C2 (en) * | 2015-05-05 | 2017-01-17 | Владимир Николаевич Иванов | Device for diagnosing and monitoring state of mechanisms and systems |
| RU2613047C1 (en) * | 2015-11-25 | 2017-03-15 | Открытое акционерное общество "Уфимское моторостроительное производственное объединение" ОАО "УМПО" | Method of vibration diagnostics of bearing supports as part of gas turbine engines using technical microphone |
| RU2614908C1 (en) * | 2015-12-24 | 2017-03-30 | Открытое акционерное общество "Уфимское моторостроительное производственное объединение" ОАО "УМПО" | Vibration diagnostics method of bearings supports in gas-turbine engines on the rotar frequency peak-to-peak amplitude change |
| RU2627750C1 (en) * | 2016-08-09 | 2017-08-11 | Публичное акционерное общество "Уфимское моторостроительное производственное объединение" ПАО "УМПО" | Method of determining dynamic disbalance of aeronautical gas turbine engine rotor |
| RU2640463C1 (en) * | 2017-02-14 | 2018-01-09 | Публичное акционерное общество "Научно-производственное объединение "Сатурн" | Method for determining operation modes of gas turbine engine, in which axial strength, acting on radial thrust bearing, takes minimum and maximum values |
-
2018
- 2018-02-15 RU RU2018105725A patent/RU2682561C1/en active
Patent Citations (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1059447A1 (en) * | 1980-11-20 | 1983-12-07 | Специальное Опытное Проектно-Конструкторско-Технологическое Бюро Со "Васхнил" | Device for revealing flaws in bearings |
| SU1096721A1 (en) * | 1983-04-06 | 1984-06-07 | Предприятие П/Я В-8117 | Current collector device |
| SU1606910A1 (en) * | 1984-10-18 | 1990-11-15 | Высшая Инженерная Школа Циттау (Инопредприятие) | Method of determining condition of machine units |
| SU1282247A1 (en) * | 1985-02-05 | 1987-01-07 | Предприятие П/Я А-3438 | Device for testing current collectors |
| WO1994024537A1 (en) * | 1993-04-09 | 1994-10-27 | Monitoring Technology Corporation | Method and apparatus for analyzing and detecting faults in bearings and other rotating components that slip |
| RU2200942C2 (en) * | 2001-03-19 | 2003-03-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Московское машиностроительное производственное предприятие "Салют" | Method of vibroacoustic diagnosis of intershaft antifriction bearings of twin-shaft turbomachines and device for method embodiment |
| RU2007141304A (en) * | 2007-11-07 | 2009-05-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Российский государственный технический унив | METHOD FOR ESTIMATING THE TECHNICAL CONDITION OF ELECTRICALLY ACTUATED FITTINGS |
| RU114168U1 (en) * | 2011-12-14 | 2012-03-10 | Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России) | SYSTEM OF PRE-FLIGHT CONTROL OF THE STATE OF VIBRATION MEASURING EQUIPMENT ON THE BOARD OF THE AIRCRAFT |
| RU2551447C1 (en) * | 2014-02-27 | 2015-05-27 | Открытое акционерное общество "Уфимское моторостроительное производственное объединение" ОАО "УМПО" | Method of vibration diagnostics of technical state of bearing rotor support at two-shaft gas-turbine engine |
| RU2575243C1 (en) * | 2014-10-01 | 2016-02-20 | Открытое акционерное общество "Уфимское моторостроительное производственное объединение" ОАО "УМПО" | Vibroacoustic diagnostics of gas turbine engine bearings |
| RU2608202C2 (en) * | 2015-05-05 | 2017-01-17 | Владимир Николаевич Иванов | Device for diagnosing and monitoring state of mechanisms and systems |
| RU2613047C1 (en) * | 2015-11-25 | 2017-03-15 | Открытое акционерное общество "Уфимское моторостроительное производственное объединение" ОАО "УМПО" | Method of vibration diagnostics of bearing supports as part of gas turbine engines using technical microphone |
| RU2614908C1 (en) * | 2015-12-24 | 2017-03-30 | Открытое акционерное общество "Уфимское моторостроительное производственное объединение" ОАО "УМПО" | Vibration diagnostics method of bearings supports in gas-turbine engines on the rotar frequency peak-to-peak amplitude change |
| RU2627750C1 (en) * | 2016-08-09 | 2017-08-11 | Публичное акционерное общество "Уфимское моторостроительное производственное объединение" ПАО "УМПО" | Method of determining dynamic disbalance of aeronautical gas turbine engine rotor |
| RU2640463C1 (en) * | 2017-02-14 | 2018-01-09 | Публичное акционерное общество "Научно-производственное объединение "Сатурн" | Method for determining operation modes of gas turbine engine, in which axial strength, acting on radial thrust bearing, takes minimum and maximum values |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| А. И. Зубко ОЦЕНКА ВОЗМОЖНОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ОРБИТАЛЬНОГО АНАЛИЗА ВИБРАЦИИ ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ РОТОРНЫХ СИСТЕМ ГАЗОТУРБИННЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ // Насосы. Турбины. Системы. No 1(14)/2015. * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| TWI751170B (en) | Pump assembly, method of analysing data received from an accelerometer mounted on a pump and computer program | |
| KR101857355B1 (en) | failure detection method for rotating machinery using Wavelet Entropy(WE) and Cyclic Logarithmic Envelope Spectrum(CLES) | |
| RU2551447C1 (en) | Method of vibration diagnostics of technical state of bearing rotor support at two-shaft gas-turbine engine | |
| WO2014123443A1 (en) | Method and device for vibration diagnosis and forecasting sudden engine failure | |
| CN112525533A (en) | Online detection method for contact angle of ball bearing of aero-engine | |
| KR102068077B1 (en) | A Diagnosis Apparatus For Rotating Machinery Using Complex Signals | |
| RU2340882C1 (en) | Stand for vibration diagnostics of rotor systems | |
| RU2682561C1 (en) | Method for determining technical condition of current collectors | |
| KR100436573B1 (en) | Automatic vibration and sound quality evaluation system | |
| Da Costa et al. | Orbit analysis for imbalance fault detection in rotating machinery | |
| Zamorano et al. | Analysis in the time-frequency domain of different depths of a crack located in a change of section of a shaft | |
| KR101859625B1 (en) | An apparatus for simulating abnormal operation of rotator system | |
| JPH04204021A (en) | Apparatus for diagnosing vibration and sound of rotating machine | |
| Gonçalves et al. | Diagnosis of bearing faults in induction motors by vibration signals-Comparison of multiple signal processing approaches | |
| CN209910816U (en) | Sensor test bench | |
| Bertoni et al. | Comparison of incremental encoders in order to improve IAS based diagnosis | |
| KR101482511B1 (en) | Diagnosis System and Method of Bearing Defect by Phase Lag and Data Dispersion Shape Factor | |
| RU2444039C1 (en) | Method and apparatus for diagnosing process device using process parameter sensor signal | |
| Alekseev et al. | Data measurement system of compressor units defect diagnosis by vibration value | |
| Ab Ghani et al. | Detection of Shaft Misalignment Using Machinery Fault Simulator (MFS) | |
| Lapini et al. | Experimental tests and model based calculations for the diagnosis of a crack in 320 MW generator | |
| Grządziela et al. | An application of order tracking procedure for diagnosis technical state of rotor system in shut-down process | |
| Ullah et al. | State of the Art Vibration Analysis of Electrical Rotating Machines | |
| RU2769990C1 (en) | Method for vibration diagnostics of dc electric motors using the wavelet analysis method | |
| Ede et al. | Vibration monitoring of rotating systems |