JP2012503208A - 差動軸受の損傷シグネチャのための合成同期サンプリングおよび加速度包絡線処理 - Google Patents
差動軸受の損傷シグネチャのための合成同期サンプリングおよび加速度包絡線処理 Download PDFInfo
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Abstract
【選択図】図1
Description
内側および外側で回転する軸受軌道輪に対する複数の速度信号を生成するステップと、
内側および外側軌道輪の速度差に対応する回転計信号を合成するステップと、
合成された速度差回転計信号に応じて、軸受の振動データを同期させてサンプリングし、少なくとも1つの軸受損傷シグネチャに対応する合成されたサイクルドメインデータを生成するステップとを含む。
差動軸受の軌道輪のそれぞれに対する複数の速度信号を生成するステップと、
少なくとも1つの差動軸受の軌道輪に対する少なくとも1つの回転計信号を合成するステップと、
複数の速度信号、および少なくとも1つの合成された回転計信号に応じて、軌道輪速度差に対して、差動軸受に関連する振動データを同期させてサンプリングし、少なくとも1つの軸受損傷シグネチャに対応する合成されたサイクルドメインデータを生成するステップとを含む。
軸受アセンブリの軌道輪速度に基づいて、速度信号が、欠けている回転計信号の近似的な位置に対応するように、軸受アセンブリに対する速度信号を生成するように構成された合成回転計と、
速度信号に基づいて、軸受アセンブリに関連する振動データを同期させてサンプリングして、少なくとも1つの軸受アセンブリの損傷シグネチャに対応する合成されたサイクルドメインデータを生成するように構成されたサンプリング機構と
を備える。
1)保持器周波数、または基本列周波数(FTF:Fundamental Train Frequency)
2)転動体周波数
3)ボールが内側の軌道を通過する周波数
4)ボールが外側の軌道を通過する周波数
を含む。
2)i番目の回転計パルスが時間t1に位置する場合、(i+1)番目の回転計パルスは時間t2に位置するものと仮定する、
3)t1からt2までの平均の軸速度nを計算し、
Δt1=t2−t1、およびΔt2=60/n
と定式化する。
5)各軌道輪に対する回転計信号を取得した後、速度差に関して同期サンプリングを実施する。
12 外側の軌道、外側軌道輪
14 内側の軌道、内側軌道輪
16 軸
18 転動体
20 保持器
150 航空機エンジンのケーシング
152 速度センサ
154 速度センサ
156 加速度計
Claims (24)
- 差動軸受の損傷を検出する方法であって、
内側および外側で回転する軸受軌道輪に対する複数の速度信号を生成するステップと、
前記内側および外側軌道輪の速度差に対応する回転計信号を合成するステップと、
前記合成された速度差回転計信号に応じて、軸受の振動データを同期させてサンプリングし、少なくとも1つの軸受損傷シグネチャに対応する合成されたサイクルドメインデータを生成するステップと
を含む方法。 - 速度差回転計を合成する前記ステップが、
開始時に回転計パルスが存在すると仮定するステップと、
前記開始時間の後で、かつ欠けている回転計パルスの直前の第1の時間における回転計パルスの位置を特定するステップと、
前記欠けている回転計パルスに対応する第2の時間に、回転計パルスが存在すると仮定するステップと、
前記第1の時間と前記第2の時間の間における平均の軸受アセンブリ軸速度を決定するステップと、
前記第1の時間における偏差と、前記第2の時間における偏差との間の差の絶対値を最小化して、前記少なくとも1つの合成された回転計信号の近似的な位置を決定するステップと
を含む、請求項1記載の方法。 - 前記合成されたサイクルドメインデータに対して、高速フーリエ変換(FFT)を適用して、差動軸受速度の次数の増分に対応する次数ドメインで、差動軸受の損傷シグネチャを生成するステップをさらに含む、請求項1記載の方法。
- 前記次数ドメインデータに対してスペクトル平均化を適用して、前記差動軸受の損傷シグネチャを強調するステップをさらに含む、請求項3記載の方法。
- 前記合成された速度差回転計信号に応じて、軸受の振動データを同期させてサンプリングし、少なくとも1つの軸受損傷シグネチャに対応する合成されたサイクルドメインデータを生成する前記ステップが、
前記振動データを事前に調整し、かつ望ましい高いA/Dサンプリングレートでデジタル化するステップと、
対象とする所望の周波数範囲で信号を分離するために、前記事前に調整され、かつデジタル化された振動データを帯域通過フィルタリングするステップと、
前記分離された信号にヒルベルト変換を適用して、前記分離された信号の包絡線を生成するステップと
を含む、請求項1記載の方法。 - 軸受軌道輪の振動データを同期させてサンプリングする前記ステップが、前記分離された信号の前記包絡線を生成する前記ステップの後に実行される、請求項5記載の方法。
- 前記内側軌道輪および外側軌道輪が、航空機エンジンの差動軸受アセンブリに対応する、請求項1記載の方法。
- 前記複数の速度信号が、前記差動軸受アセンブリから離れた位置にある航空機エンジンケーシング上の望ましい位置に配置された広帯域センサにより生成される、請求項1記載の方法。
- 差動軸受の損傷シグネチャを強調する方法であって、
差動軸受の軌道輪のそれぞれに対する複数の速度信号を生成するステップと、
少なくとも1つの差動軸受の軌道輪に対する少なくとも1つの回転計信号を合成するステップと、
前記複数の速度信号、および前記少なくとも1つの合成された回転計信号に応じて、軌道輪速度差に対して、差動軸受に関連する振動データを同期させてサンプリングし、少なくとも1つの軸受損傷シグネチャに対応する合成されたサイクルドメインデータを生成するステップと
を含む方法。 - 少なくとも1つの回転計信号を合成する前記ステップが、
開始時間の後で、かつ欠けている回転計パルスの直前の第1の時間における回転計パルスの位置を特定するステップと、
前記欠けている回転計パルスに対応する第2の時間に、回転計パルスが存在すると仮定するステップと、
前記第1の時間と前記第2の時間の間における平均の軸受アセンブリ軸速度を決定するステップと、
前記少なくとも1つの合成された回転計信号の近似的な位置を決定するために、前記第1の時間の偏差と前記第2の時間の偏差との間の差の絶対値を最小化するステップと
を含む、請求項11記載の方法。 - 前記合成されたサイクルドメインデータに対してFFTを適用して、差動軸受の損傷シグネチャの次数の増分に対応する次数ドメインで、差動軸受の損傷シグネチャを生成するステップをさらに含む、請求項9記載の方法。
- 前記次数ドメインデータに対してスペクトル平均化を適用して、前記差動軸受の損傷シグネチャを強調するステップをさらに含む、請求項11記載の方法。
- 前記複数の速度信号、および前記少なくとも1つの合成された回転計信号に応じて、軌道輪速度差に対して、前記差動軸受に関連する振動データを同期させてサンプリングし、少なくとも1つの軸受損傷シグネチャに対応する合成されたサイクルドメインデータを生成する前記ステップが、
前記振動データを事前に調整し、かつ望ましい高いA/Dサンプリングレートでデジタル化するステップと、
対象とする所望の周波数範囲で信号を分離するために、前記事前に調整され、かつデジタル化された振動データを帯域通過フィルタリングするステップと、
前記分離された信号にヒルベルト変換を適用して、前記分離された信号の包絡線を生成するステップと
を含む、請求項9記載の方法。 - 軸受軌道輪の振動データを同期させてサンプリングする前記ステップが、前記分離された信号の前記包絡線を生成する前記ステップの後に実行される、請求項13記載の方法。
- 前記差動軸受が、航空機エンジンの差動軸受アセンブリの一部を含む、請求項9記載の方法。
- 前記少なくとも1つの合成された回転計信号が、内側軌道輪速度および外側軌道輪速度の両方に基づく、請求項15記載の方法。
- 前記複数の速度信号が、前記差動軸受アセンブリから離れた位置にある航空機エンジンケーシング上の望ましい位置に配置された広帯域センサにより生成される、請求項9記載の方法。
- 軸受の損傷を検出するためのシステムであって、
軸受アセンブリの軌道輪速度に基づいて、速度信号が、欠けている回転計信号の近似的な位置に対応するように、前記軸受アセンブリに対する前記速度信号を生成するように構成された合成回転計と、
前記速度信号に基づいて、前記軸受アセンブリに関連する振動データを同期させてサンプリングして、少なくとも1つの軸受アセンブリの損傷シグネチャに対応する合成されたサイクルドメインデータを生成するように構成されたサンプリング機構と
を備えるシステム。 - 前記軸受アセンブリが、航空機エンジンの差動軸受を含む、請求項18記載の軸受の損傷を検出するためのシステム。
- 前記軌道輪速度が、内側軌道輪速度および外側軌道輪速度を含む、請求項19記載の軸受の損傷を検出するためのシステム。
- 各軸受軌道輪を監視し、かつそれから振動信号を生成するように構成された振動センサと、
前記振動信号を事前に調整し、かつデジタル化して、前記振動データをそれから生成するように構成された信号処理手段と
をさらに備える、請求項18記載の軸受の損傷を検出するためのシステム。 - 信号を、対象とする所望の周波数範囲で分離するために、前記事前に調整され、かつデジタル化された信号データをフィルタするように構成された帯域通過フィルタと、
ヒルベルト変換を、前記分離された信号に対して適用して、前記振動データに対応する前記分離された信号の包絡線を生成するように構成された信号処理手段と
をさらに備える、請求項21記載の軸受の損傷を検出するためのシステム。 - 前記合成されたサイクルドメインデータに対してFFTを適用して、差動軸受の損傷シグネチャの次数の増分に対応する次数ドメインで、差動軸受の損傷シグネチャを生成するように構成された信号処理手段をさらに備える、請求項18記載の軸受の損傷を検出するためのシステム。
- 前記次数ドメインデータに対してスペクトル平均化を適用して、前記差動軸受の損傷シグネチャを強調するための信号処理手段をさらに備える、請求項23記載の方法。
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