RU2495395C1 - Способ диагностики трансмиссии двухвального газотурбинного двигателя - Google Patents
Способ диагностики трансмиссии двухвального газотурбинного двигателя Download PDFInfo
- Publication number
- RU2495395C1 RU2495395C1 RU2012116866/06A RU2012116866A RU2495395C1 RU 2495395 C1 RU2495395 C1 RU 2495395C1 RU 2012116866/06 A RU2012116866/06 A RU 2012116866/06A RU 2012116866 A RU2012116866 A RU 2012116866A RU 2495395 C1 RU2495395 C1 RU 2495395C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- shaft
- transmission
- gas turbine
- shafts
- turbine engine
- Prior art date
Links
Landscapes
- Testing Of Devices, Machine Parts, Or Other Structures Thereof (AREA)
Abstract
Изобретение относятся к диагностике турбомашин и может быть использовано для диагностирования состояния трансмиссии двухвальных авиационных газотурбинных двигателей (ГТД). Способ диагностики трансмиссии двухвального газотурбинного двигателя включает приведение валов во вращение, измерение значения заданного параметра, сравнение его с заданным значением и определение по результатам сравнения состояния трансмиссии, при этом диагностирование осуществляют на выбеге валов, причем для проведения диагностики задают большую и меньшую частоты вращения каждого вала, а в качестве заданного параметра используют время, в течение которого значение частоты вращения каждого вала уменьшается от большего заданного значения до меньшего, полученные значения времени сравнивают с заданным для данного интервала частот вращения валов бездефектной трансмиссии каждого вала и по результатам сравнения судят о состоянии трансмиссии газотурбинного двигателя. Технический результат изобретения - повышение надежности и достоверности диагностики трансмиссии ГТД. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.
Description
Изобретение относится к диагностике турбомашин и может быть использовано для диагностирования состояния трансмиссии двухвальных авиационных газотурбинных двигателей (ГТД).
В настоящее время наиболее распространена виброакустическая диагностика трансмиссии ГТД. Данные методы основаны на том, что в процессе работы ГТД динамические процессы вызывают колебания корпуса, подшипников валов роторов, самих роторов, лопаток, установленных на роторах и пр. Для диагностики ГТД измеряют акустический сигнал и по его анализу делают вывод о состоянии трансмиссии ГТД.
Известен способ диагностики межвальных подшипников качения двухвальных турбомашин путем измерения вибрации наружного корпуса и определения резонансных частот, согласно которому предварительно вращают вал для измерения гармоник частоты следования тел качения подшипника, отключают привод вращения, последовательно поворачивают один из валов турбомашины на угол
где z - число тел качения подшипника, n 1, 2, 3, и закрепляют, в каждом угловом положении этого вала раскручивают другой вал до частоты вращения, при которой совпадают предварительно измеренные гармоники частоты следования тел качения с резонансной частотой наружного корпуса турбомашины в месте установки вибродатчика, и отключают привод, в начале свободного вращения измеряют среднее значение вибрации наружного корпуса, которое принимают за пороговый уровень для установленного углового положения при состоянии подшипника, определяемом техническими условиями, затем во время свободного вращения до остановки вала измеряют среднее значение амплитуд, количество и частоту следования импульсных вибросигналов наружного корпуса, превышающих пороговый уровень, после этого устанавливают и закрепляют вал в другом угловом положении и повторяют измерение, по измеренным среднему значению амплитуд, количеству и частоте следования импульсных вибросигналов путем сравнения с пороговыми значениями судят о наличии дефекта (см. а.с. СССР №1807770, кл. G01M 13/04, 1996 г.).
В результате анализа известного способа необходимо отметить, что для него характерны сложность реализации, значительная трудоемкость, а также узкий диапазон применения и недостаточная достоверность обнаружения дефектов, особенно в конце периода свободного вращения вала, когда интенсивность вибросигнала уменьшается. Кроме того, при установке вибродатчика на двигатель, выделенная частота может генерироваться не только подшипником, но и другими подвижными системами, которые установлены на двигателе, тем самым снижается достоверность полученной информации.
Кроме того, данный способ обеспечивает выявление дефектов, возникновение и развитие которых связано с появлением ударных колебаний ГТД (например, локальные износы и выкрашивание внутреннего и наружного колец, локальные износы и выкрашивание тел качения).
Известен способ диагностики межвальных подшипников качения двухвальных турбомашин, заключающийся в том, что приводят во вращение один из валов двигателя, затем, обеспечив возможность свободного вращения вала, измеряют амплитудные значения виброускорения и усредненное значение, используя последнее для установления диагностического порогового уровня, производят сравнение измеряемых амплитудных значений виброускорения с диагностическим пороговым уровнем, по результатам которого судят о наличии и степени развития дефектов межвальных подшипников, причем в процессе диагностирования изменяют диагностический пороговый уровень, в качестве которого используют сумму значений опорного напряжения от регулируемого источника опорного напряжения и текущего усредненного значения виброускорения, выбираемого равным текущему среднеквадратическому значению виброускорения (см. патент РФ №2200942, кл. G01M 13/04, 2003 г.) - наиболее близкий аналог.
В результате анализа известного способа необходимо отметить, что для него характерны узкий диапазон применения и недостаточная достоверность обнаружения дефектов, особенно в конце периода свободного вращения вала, когда интенсивность вибросигнала уменьшается, импульсы не регистрируются. Кроме того, при установке вибродатчика на двигатель, а не непосредственно на подшипник, выделенная частота может генерироваться не только подшипником, но и другими подвижными системами, которые установлены на двигателе, тем самым снижается достоверность полученной информации.
Техническим результатом настоящего изобретения является повышение надежности и достоверности диагностики трансмиссии ГТД в эксплуатационных условиях при одновременном расширении диапазона измерений, а также выявление дефектов, на ранних стадиях их возникновения.
Указанный технический результат обеспечивается тем, что в способе диагностики трансмиссии двухвального газотурбинного двигателя, включающем приведение валов во вращение, измерение значения заданного параметра, сравнении его с заданным значением и определение по результатам сравнения состояния трансмиссии, новым является то, что диагностирование осуществляют на выбеге валов, причем для проведения диагностики задают большую и меньшую частоты вращения каждого вала, а в качестве заданного параметра используют время, в течение которого значение частоты вращения каждого вала уменьшается от большего заданного значения до меньшего, полученные значения времени сравнивают с заданным для данного интервала частот вращения валов бездефектной трансмиссии каждого вала и по результатам сравнения судят о состоянии трансмиссии газотурбинного двигателя, при этом дополнительно определяют разницу между значением времени выбега каждого вала, которую сравнивают с заданной величиной и по результатам сравнения судят о состоянии трансмиссии газотурбинного двигателя
Сущность изобретения поясняется графическими материалами, на которых представлена схема системы диагностики трансмиссии ГТД, реализующая заявленный способ.
Система для реализации способа содержит датчики 1 и 2 частоты вращения внутреннего 3 и наружного 4 валов ГТД. Датчик 2 связан с первыми входами первого 5 и второго 6 элементов сравнения, второй вход каждого из которых соединен соответственно с выходами первого 7 и второго 8 задатчиков. Выход первого элемента сравнения 5 связан с включающим входом первого таймера 9, а выход второго элемента сравнения - с отключающим входом первого таймера. Выход первого таймера 9 подключен к первому входу третьего элемента сравнения 10, второй вход которого подсоединен к выходу третьего задатчика 11. Выход третьего элемента сравнения связан с первым входом сигнализатора 12.
Датчик 1 связан с первыми входами четвертого 13 и пятого 14 элементов сравнения, второй вход каждого из которых соединен соответственно с выходами четвертого 15 и пятого 16 задатчиков. Выход четвертого элемента сравнения связан с включающим входом второго таймера 17, а выход пятого элемента сравнения - с отключающим входом второго таймера. Выход второго таймера 17 связан с первым входом шестого элемента сравнения 18, ко второму входу которого подключен шестой задатчик 19, выход элемента сравнения 18 соединен со вторым входом сигнализатора 12.
Система может быть оснащена сумматором 20, первый и второй входы которого соединены с выходами первого и второго таймеров, а выход сумматора соединен с первым входом седьмого элемента сравнения 21, второй вход которого связан с седьмым задатчиком 22, а выход седьмого элемента сравнения подключен к третьему входу сигнализатора 12.
Все блоки системы являются стандартными.
В качестве сигнализатора может быть использовано, например, световое табло.
В качестве таймеров могут быть использованы, например, автоматически включаемые секундомеры.
В качестве задатчика может быть использован стандартный электронный блок, с введенным в него конкретным заранее заданным значением частот вращения или заданное время выбега валов двигателя.
Способ диагностики трансмиссии двухвального ГТД посредством приведенной выше системы осуществляют следующим образом.
Заявленный способ основан на использовании в качестве измеряемого параметра времени выбега валов которое измеряют между заданными значениями частот вращения, сравнении их с заданными для этих оборотов значениями и по значению рассогласования данных значений определение состояния трансмиссии ГТД.
Для реализации способа настраивают представленные на схеме задатчики.
Задатчики 7 и 15 настраивают на значения сигналов датчиков, соответствующих большим частотам вращения валов, при которых включаются таймеры 9 и 17. Пусть это будет 50% от начальной (максимальной) частоты вращения валов 3 и 4.
Задатчики 8 и 16 настраивают на значения сигналов датчиков, соответствующих меньшим частотам вращения валов, при которых отключаются таймеры 9 и 17. Пусть это будет 2% от начальной (максимальной) частоты вращения валов 3 и 4.
Задатчик 11 настраивают на номинальное время выбега вала 4 двигателя, при котором частота его вращения уменьшается от большего заданного значения до меньшего, например 150 секунд.
Задатчик 19 настраивают на номинальное время выбега вала 3 двигателя, при котором частота его вращения уменьшается от большего заданного значения до меньшего, например 100 секунд.
Задатчик 22 настраивают на номинальное время разности выбегов вала 3 и вала 4 двигателя, например 50 секунд.
В поименованные выше задатчики вводятся параметры, характеризующие бездефектную трансмиссию ГТД.
Для проведения диагностирования состояния трансмиссии ГТД посредством привода (не показан) одновременно раскручивают валы 3 и 4 до заданной максимальной частоты вращения и отключают привод. Раскручивание валов продолжают, как правило, до достижения частот вращения, характерных для какого-либо рабочего режима. Так, например, раскручивание валов 3 и 4 может быть проведено на режимах их холодной прокрутки. Пусть на начале этапа выбега, для которого характерна максимальная частота вращения валов, частота вращения вала 3 составляет (n1), а вала 4 - (n2).
В процессе свободного вращения валов 3 и 4 (на выбеге) вращаются все элементы трансмиссии ГТД, а датчики 1 и 2 постоянно измеряют частоту вращения валов 3 и 4, которая постепенно уменьшается.
Как только на первый вход элемента сравнения 5 поступает сигнал, характеризующий частоту вращения вала 4, совпадающую с заложенной в задатчик 7, с элемента сравнения 5 подается сигнал на включение таймера 9, который начинает отсчет времени.
Как только на первый вход элемента сравнения 13 поступает сигнал, характеризующий частоту вращения вала 3, совпадающую с заложенной в задатчик 15, с элемента сравнения 13 подается сигнал на включение таймера 17, который начинает отсчет времени.
Наиболее целесообразно, чтобы таймеры 9 и 17 включались одновременно. Для этого от блока 17 отключается блок 13, а вместо него на вход блока 17 подключается блок 5 одновременно с подключением блока 5 к блоку 9. Сигналы с выходов таймеров 9 и 17 поступают на первые входы элементов сравнения 10 и 18, где сравниваются с заданными задатчиками соответственно 11 и 19 значениями.
Как только на первый вход второго элемента сравнения 6 поступает сигнал, характеризующий частоту вращения вала 4, совпадающую с заложенной в задатчик 8, с элемента сравнения 6 подается сигнал на отключение таймера 9, который прекращает отсчет времени выбега вала 4.
Как только на первый вход элемента сравнения 14 поступает сигнал, характеризующий частоту вращения вала 3, совпадающую с заложенной в задатчик 16, с элемента сравнения 14 подается сигнал на отключение таймера 17, который прекращает отсчет времени выбега вала 3.
Интервал времени контроля выбега валов 3 и 4, зарегистрированный таймерами 9 и 17 сравнивается с заложенным соответственно в задатчики 11 и 19 и результаты сравнения подаются на сигнализатор 12, который может быть установлен, например, в кабине пилота.
В задатчики 11 и 19 закладывается значение времени выбега, характеризующего бездефектную работу трансмиссии ГТД (как правило, данная информация определяется по результатам стендовых испытаний или рассчитывается по известным зависимостям).
Информация с таймеров 9 и 17 может поступать на сумматор 20, суммированный сигнал с которого поступает на первый вход элемента сравнения 21, где сравнивается с сигналом задатчика 22 и сигнал рассогласования (разности) подается на сигнализатор 12. В этом случае полученный сигнал характеризует возникновении на ранней стадии дополнительных сил трения в межроторном подшипнике («П») двигателя, то есть начала износа деталей подшипника или его разрушения. Если разница времени выбега валов сокращается, это означает что валы стремятся к сцеплению, то есть подшипник перестает вращаться, в этом случае на сигнализатор выдается сигнал о существенной неисправности.
Способ является достаточно простым в реализации, не требует вмешательства в конструкцию двигателя и обеспечивает обнаружение дефектов на ранних стадиях их возникновения.
Исследования состояния трансмиссии на выбеге целесообразно из-за того, что на этом режиме валы двигателя вращаются только под действием инерционных сил и сил трения в подшипниках, так как подача топлива в камеру сгорания двигателя отключена, и турбина не создает необходимой мощности.
Claims (2)
1. Способ диагностики трансмиссии двухвального газотурбинного двигателя, включающий приведение валов во вращение, измерение значения заданного параметра, сравнение его с заданным значением и определение по результатам сравнения состояния трансмиссии, отличающийся тем, что диагностирование осуществляют на выбеге валов, причем для проведения диагностики задают большую и меньшую частоты вращения каждого вала, а в качестве заданного параметра используют время, в течение которого значение частоты вращения каждого вала уменьшается от большего заданного значения до меньшего, полученные значения времени сравнивают с заданным для данного интервала частот вращения валов бездефектной трансмиссии каждого вала и по результатам сравнения судят о состоянии трансмиссии газотурбинного двигателя.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что дополнительно определяют разницу между значением времени выбега каждого вала, которую сравнивают с заданной величиной и по результатам сравнения судят о состоянии трансмиссии газотурбинного двигателя.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012116866/06A RU2495395C1 (ru) | 2012-04-27 | 2012-04-27 | Способ диагностики трансмиссии двухвального газотурбинного двигателя |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012116866/06A RU2495395C1 (ru) | 2012-04-27 | 2012-04-27 | Способ диагностики трансмиссии двухвального газотурбинного двигателя |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2495395C1 true RU2495395C1 (ru) | 2013-10-10 |
Family
ID=49303086
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2012116866/06A RU2495395C1 (ru) | 2012-04-27 | 2012-04-27 | Способ диагностики трансмиссии двухвального газотурбинного двигателя |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2495395C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2551447C1 (ru) * | 2014-02-27 | 2015-05-27 | Открытое акционерное общество "Уфимское моторостроительное производственное объединение" ОАО "УМПО" | Способ вибрационной диагностики технического состояния подшипниковой опоры ротора двухвального газотурбинного двигателя |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2817625C2 (de) * | 1977-04-21 | 1986-03-27 | Skf Industrial Trading & Development Co. B.V., Nieuwegein | Verfahren und Anordnung zur Ermittlung von Fehlern oder Schäden an beweglichen Maschinenteilen vor allem in Lagern |
US4768380A (en) * | 1985-11-28 | 1988-09-06 | Skf Engineering & Research Centre, B.V. | Method and means for detecting faults or defects in moving machine parts |
RU2030724C1 (ru) * | 1992-07-31 | 1995-03-10 | Совместное предприятие "Дельфин-диагностика" | Измеритель дисбаланса |
SU1807770A1 (ru) * | 1990-05-21 | 1996-08-20 | Центральный институт авиационного моторостроения им.П.И.Баранова | Способ диагностики межвальных подшипников качения двухвальных турбомашин |
RU2200942C2 (ru) * | 2001-03-19 | 2003-03-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Московское машиностроительное производственное предприятие "Салют" | Способ виброакустической диагностики межвальных подшипников качения двухвальных турбомашин и устройство для его реализации |
RU2376487C2 (ru) * | 2008-01-09 | 2009-12-20 | Государственное предприятие "Запорожское машиностроительное конструкторское бюро "Прогресс" имени академика А.Г. Ивченко" | Способ защиты газотурбинного двигателя |
-
2012
- 2012-04-27 RU RU2012116866/06A patent/RU2495395C1/ru active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2817625C2 (de) * | 1977-04-21 | 1986-03-27 | Skf Industrial Trading & Development Co. B.V., Nieuwegein | Verfahren und Anordnung zur Ermittlung von Fehlern oder Schäden an beweglichen Maschinenteilen vor allem in Lagern |
US4768380A (en) * | 1985-11-28 | 1988-09-06 | Skf Engineering & Research Centre, B.V. | Method and means for detecting faults or defects in moving machine parts |
SU1807770A1 (ru) * | 1990-05-21 | 1996-08-20 | Центральный институт авиационного моторостроения им.П.И.Баранова | Способ диагностики межвальных подшипников качения двухвальных турбомашин |
RU2030724C1 (ru) * | 1992-07-31 | 1995-03-10 | Совместное предприятие "Дельфин-диагностика" | Измеритель дисбаланса |
RU2200942C2 (ru) * | 2001-03-19 | 2003-03-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Московское машиностроительное производственное предприятие "Салют" | Способ виброакустической диагностики межвальных подшипников качения двухвальных турбомашин и устройство для его реализации |
RU2376487C2 (ru) * | 2008-01-09 | 2009-12-20 | Государственное предприятие "Запорожское машиностроительное конструкторское бюро "Прогресс" имени академика А.Г. Ивченко" | Способ защиты газотурбинного двигателя |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2551447C1 (ru) * | 2014-02-27 | 2015-05-27 | Открытое акционерное общество "Уфимское моторостроительное производственное объединение" ОАО "УМПО" | Способ вибрационной диагностики технического состояния подшипниковой опоры ротора двухвального газотурбинного двигателя |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CA2687785C (en) | Parameter independent detection of rotating machinery faults | |
RU2449252C2 (ru) | Способ обнаружения повреждения опорного подшипника качения двигателя | |
US7698942B2 (en) | Turbine engine stall warning system | |
EP3153835B1 (en) | Methods and systems for estimating residual useful life of a rolling element bearing | |
RU2296970C2 (ru) | Способ диагностики автоколебаний рабочего колеса турбомашины (варианты) | |
Klein et al. | Emphasising bearing tones for prognostics | |
RU2495395C1 (ru) | Способ диагностики трансмиссии двухвального газотурбинного двигателя | |
RU2499240C1 (ru) | Способ вибродиагностики газотурбинного двигателя | |
Courrech et al. | Condition monitoring of machinery | |
RU2478923C2 (ru) | Способ диагностики технического состояния межроторного подшипника двухвального газотурбинного двигателя | |
RU2613047C1 (ru) | Способ вибрационной диагностики подшипниковых опор в составе газотурбинных двигателей с применением технического микрофона | |
RU2200942C2 (ru) | Способ виброакустической диагностики межвальных подшипников качения двухвальных турбомашин и устройство для его реализации | |
RU2658118C1 (ru) | Способ диагностики подшипниковых опор турбореактивного двигателя | |
RU2356021C2 (ru) | Способ вибрационной диагностики роторных систем | |
RU2623856C1 (ru) | Способ повышения эффективности диагностики дисков авиационных газотурбинных двигателей | |
RU121069U1 (ru) | Система диагностики трансмиссии двухвального газотурбинного двигателя | |
RU121073U1 (ru) | Система вибродиагностики газотурбинного двигателя | |
US11148236B2 (en) | Prognostic monitoring and failure detection of rotating components | |
RU2522275C2 (ru) | Способ определения технического состояния энергетического объекта | |
RU2631493C1 (ru) | Способ диагностики зубьев шестерён зубчатых передач | |
RU114527U1 (ru) | Устройство для прогнозирования технического состояния межроторного подшипника авиационного газотурбинного двигателя в эксплуатации | |
RU2624089C1 (ru) | Способ определения режимов работы газотурбинного двигателя, соответствующих минимальным значениям осевой силы, действующей на радиально-упорный подшипник | |
RU2664748C1 (ru) | Способ диагностики технического состояния подшипника качения ротора газотурбинного двигателя | |
RU2514461C1 (ru) | Способ вибродиагностики двухвального газотурбинного двитателя | |
Roque et al. | An approach to fault diagnosis of rolling bearings |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PC43 | Official registration of the transfer of the exclusive right without contract for inventions |
Effective date: 20170116 |
|
PC43 | Official registration of the transfer of the exclusive right without contract for inventions |
Effective date: 20190802 |