CN204165751U - 一种航空发动机轴承故障诊断数据采集装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种航空发动机轴承故障诊断数据采集装置，包括：加速度传感器、光电转速传感器、摇柄、反光标记以及数据采集仪，其中加速度传感器安装于发动机测点处；反光标记设于发动机风扇叶片上，光电转速传感器通过反光标记拾取发动机转速信号，加速度传感器、光电转速传感器的信号通过数据采集仪送至计算机；在发动机自带减速器上连接摇柄，该摇柄通过减速器内部齿轮带动发动机低压转子旋转。本实用新型完善了航空发动机轴承振动测试边界条件，使轴承测试更为准确、真实，并通过故障诊断分析为发动机轴承故障溯源提供了方向，由此可以通过发动机局部分解、修理和更换轴承排除故障，大大降低了需要整机分解的成本。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种航空发动机轴承振动测试技术，具体的说是一种航空发动机轴承故障诊断数据采集装置。
背景技术
传统的轴承单项测试方法是在轴承试验器上进行，试验器包括主轴驱动装置、安装轴承的芯轴，轴向负荷加载装置和径向负荷加载装置，循环供油系统以及加速度传感器系统的安装机架等。通过在轴承外圈测点测量轴承在规定转速内的振动速度或加速度级来进行评定轴承品质。传统测试方法只能从轴承的振动量值上进行判断轴承品质，无法对轴承故障类型进行判断。而且，由于轴承试验器的施加边界载荷条件受限，原有技术方法也无法真正实现发动机轴承在真实装配状态下的故障评定。
在试验器上进行的轴承振动测量是评定轴承的质量级别的理想测量方法，这些测量模拟条件可以说已经很接近轴承在发动机上的理论装配边界条件，但是轴承在发动机整机中是以轴承传递系统为构成，轴承自身振动的特性也受到整个传递系统的耦合和干涉。
实用新型内容
针对现有技术中航空发动机轴承振动测试边界条件受限以及无法完成轴承故障诊断等不足，本实用新型要解决的技术问题是提供一种可完善发动机轴承振动测试手段的航空发动机轴承故障诊断装置。
为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：
本实用新型一种航空发动机轴承故障诊断数据采集装置，包括：加速度传感器、光电转速传感器、摇柄、反光标记以及数据采集仪，其中加速度传感器安装于发动机测点处；反光标记设于发动机风扇叶片上，光电转速传感器通过反光标记拾取发动机转速信号，加速度传感器、光电转速传感器的信号通过数据采集仪送至计算机；在发动机自带减速器上连接摇柄，该摇柄通过减速器内部齿轮带动发动机低压转子旋转。
所述发动机测点为发动机冒罩上的指定位置，在该测点处按发动机径向垂直安装加速度传感器。
所述手柄为电动摇转手柄，通过电动摇转控速器控制其转速。
本实用新型具有以下有益效果及优点：
1.本实用新型完善了航空发动机轴承振动测试边界条件，使轴承测试更为准确、真实，并通过故障诊断分析为发动机轴承故障溯源提供了方向，由此可以通过发动机局部分解、修理和更换轴承排除故障，大大降低了需要整机分解的成本。
2.本实用新型对于厂外发动机检修提供了有利的维修数据，提高厂外发动机排故效率的同时也降低了发动机由于轴承故障返厂的运输和维修成本，预计节约单台份轴承故障发动机维修成本10万元。
附图说明
图1为本实用新型发动机整机状态轴承故障诊断装置图。
其中，1为光电转速传感器，2为反光标记，3为发动机上部减速器，4为电动摇转手柄，5为电动摇转控速器，6为发动机叶片，7为加速度传感器，8为发动机冒罩，9为数据采集仪，11为计算机。
具体实施方式
下面结合说明书附图对本实用新型作进一步阐述。
本实用新型主要采取在航空发动机整机状态下进行轴承振动测试，为后续故障诊断提供数据。
如图1所示，本实用新型航空发动机轴承故障诊断数据采集装置包括：加速度传感器7、光电转速传感器1、摇柄、反光标记2以及数据采集仪9，其中加速度传感器7按发动机径向垂直安装于发动机测点处(本实施例为发动机冒罩8上的指定位置)；反光标记2设于发动机风扇的叶片6上，光电转速传感器1通过反光标记2拾取发动机转速信号，加速度传感器7、光电转速传感器1的信号通过数据采集仪9(本实施例采用型号为B&K8038)送至计算机11；在发动机自带的减速器上连接摇柄，该摇柄通过减速器内部齿轮带动发动机低压转子旋转，该摇柄为电动摇转手柄4，通过电动摇转控速器5控制其转速。
本实用新型的工作过程为：
在测点处按发动机径向垂直安装加速度传感器7，以拾取最有效振动信号。在发动机风扇叶片6上作反光标记2，通过光电转速传感器1拾取发动机转速信号。连接电动摇转手柄4至发动机上部自带的减速器3，通过减速器3内部齿轮带动发动机低压转子旋转。测试人员通过电动摇转控速器5以180r/m的转速带动低压转子，在转子达到预定转速平稳转动后，电动摇转控速器5脱开电动摇转手柄4。在发动机转子自由落转过程中，记录振动信号和转速信号。
设置数据采集仪9的单通道最大输入电压为12伏，采样频率为12.8KHz。分析频率带宽设置为2KHz，分析谱线数为6400线。
应用本实用新型结合航空发动机的轴承传递系统的结构分析，确定整机状态下进行发动机某支点轴承振动测试所需的最佳技术条件，确定进行轴承振动测试的测点位置，为了实现轴承故障诊断目的，结合轴承振动测试原理，搭建轴承振动测试系统，利用加速度振动加速度传感器进行轴承振动信号的拾取，通过系统数据采集仪器实现轴承振动信号的高速采集，并且通过光电转速传感器实现发动机转速信号的拾取，最终利用FFT和包络(调制解调分析)技术实现发动机轴承的故障诊断。
本实用新型将采集到的数据(测点信号的振动量值、频率)提供给计算机中的数据分析软件(该软件为通用技术)，该软件利用包络分析和时域对比分析，结合转速计算出轴承的内、外环和滚动体的通过频率。通过对比振动信号的频谱、包络谱和轴承的通过频率建立关联，初步实现了由振动信号提取故障轴承的特征频率成分，并从试验角度对轴承的故障情况进行了验证，发动机整机状态下进行轴承振动测试分析具有可行性。
Claims (3)
1.一种航空发动机轴承故障诊断数据采集装置，其特征在于包括：加速度传感器、光电转速传感器、摇柄、反光标记以及数据采集仪，其中加速度传感器安装于发动机测点处；反光标记设于发动机风扇叶片上，光电转速传感器通过反光标记拾取发动机转速信号，加速度传感器、光电转速传感器的信号通过数据采集仪送至计算机；在发动机自带减速器上连接摇柄，该摇柄通过减速器内部齿轮带动发动机低压转子旋转。
2.按权利要求1所述的航空发动机轴承故障诊断数据采集装置，其特征在于：所述发动机测点为发动机冒罩上的指定位置，在该测点处按发动机径向垂直安装加速度传感器。
3.按权利要求1所述的航空发动机轴承故障诊断数据采集装置，其特征在于：所述摇柄为电动摇转手柄，通过电动摇转控速器控制其转速。
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2014
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