RU2551447C1 - Method of vibration diagnostics of technical state of bearing rotor support at two-shaft gas-turbine engine - Google Patents
Method of vibration diagnostics of technical state of bearing rotor support at two-shaft gas-turbine engine Download PDFInfo
- Publication number
- RU2551447C1 RU2551447C1 RU2014107283/06A RU2014107283A RU2551447C1 RU 2551447 C1 RU2551447 C1 RU 2551447C1 RU 2014107283/06 A RU2014107283/06 A RU 2014107283/06A RU 2014107283 A RU2014107283 A RU 2014107283A RU 2551447 C1 RU2551447 C1 RU 2551447C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- rotor
- engine
- vibration
- energy
- shaft
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Testing Of Devices, Machine Parts, Or Other Structures Thereof (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к контролю и диагностике технического состояния подшипниковых опор роторов двухвальных газотурбинных авиационных и наземных газотурбинных двигателей и может быть использовано в авиадвигателестроении и организациями, эксплуатирующими данные двигатели, для раннего выявления возникающих дефектов в процессе изготовления, эксплуатации, технического обслуживания и ремонта газотурбинного двигателя.The invention relates to the monitoring and diagnostics of the technical condition of bearing bearings of rotors of twin-shaft gas turbine aircraft and ground-based gas turbine engines and can be used in aircraft engine manufacturing and organizations operating these engines for early detection of defects in the manufacturing, operation, maintenance and repair of a gas turbine engine.
Наиболее ответственный элемент подшипниковой опоры турбины высокого давления ротора двигателя - межроторный подшипник - является одним из самых уязвимых элементов авиационных двигателей, что объясняется постоянно изменяющимися многофакторными нагрузками, воздействующими на подшипник. Выход из строя межроторного подшипника может привести к созданию и развитию аварийной ситуации из-за отказа двигателя в полете и, как следствие, вынужденному прекращению полетного задания на самолетах с двумя двигателями либо потере летательного аппарата, если на нем установлен только один двигатель. Поэтому диагностика технического состояния подшипниковой опоры ротора газотурбинного двигателя имеет решающее значение для обеспечения безопасности полетов летательных аппаратов.The most important element of the bearing support of the high-pressure turbine of the engine rotor - the inter-rotor bearing - is one of the most vulnerable elements of aircraft engines, due to the constantly changing multifactor loads acting on the bearing. Failure of the inter-rotor bearing can lead to the creation and development of an emergency due to engine failure in flight and, as a result, the forced termination of the flight mission on airplanes with two engines or the loss of an aircraft if only one engine is installed on it. Therefore, the diagnosis of the technical condition of the bearing support of the rotor of a gas turbine engine is crucial to ensure the safety of aircraft flight.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому техническому результату является известный способ диагностики подшипниковой опоры ротора двухвального газотурбинного двигателя, включающий установку вибродатчиков на наружном корпусе двигателя, запуск двигателя, регистрацию и обработку полученных вибросигналов, сравнение их с эталонным значением и оценку технического состояния опоры ротора.The closest in technical essence and the achieved technical result is a known method for diagnosing the bearing support of the rotor of a twin-shaft gas turbine engine, including installing vibration sensors on the outer engine casing, starting the engine, registering and processing the received vibration signals, comparing them with the reference value and evaluating the technical condition of the rotor support.
/RU 2484442 C1, G01M 15/14,10.06.2013/ /1// RU 2484442 C1, G01M 15 / 06/10/06/2013 / / 1 /
Известный способ предполагает регистрацию вибросигналов датчиком, установленным на корпусе газотурбинного двигателя в точках, информативных относительно состояния межроторного подшипника, преобразование их в информационные сигналы и сравнение с пороговым значением, прогнозирующим разрушение межроторного подшипника. Однако в случае установки вибродатчика на корпусе двигателя происходит ослабление амплитуды вибрации дефектного подшипника, что не позволяет достоверно выделить ее из общего шумового фона даже при максимальной амплитуде вибрации от глубоких повреждений деталей подшипника.The known method involves the registration of vibration signals by a sensor mounted on the body of a gas turbine engine at points that are informative about the state of the rotor bearing, converting them into information signals and comparing them with a threshold value that predicts the destruction of the rotor bearing. However, in the case of installing a vibration sensor on the motor housing, the vibration amplitude of the defective bearing is weakened, which does not allow it to be reliably distinguished from the general noise background even at the maximum vibration amplitude from deep damage to the bearing parts.
В известном техническом решении нормирование выполняется по одной из составляющих (вертикальной или горизонтальной) гармоник роторной частоты, что не учитывает влияние коэффициента перераспределения энергии по гармоникам, а это значительно увеличивает погрешность оценки изменения амплитуды гармоники и снижает вероятность получения истинного прогноза. Также оценка состояния двигателя выполняется по одной из составляющих вектора вибрации с частотой отдельной гармоники без учета взаимного влияния отдельных гармоник роторной частоты друг на друга.In the known technical solution, rationing is performed according to one of the components (vertical or horizontal) of the harmonics of the rotor frequency, which does not take into account the influence of the energy redistribution coefficient on harmonics, and this significantly increases the error in estimating changes in the harmonic amplitude and reduces the probability of obtaining a true forecast. An assessment of the state of the engine is also carried out according to one of the components of the vibration vector with the frequency of an individual harmonic without taking into account the mutual influence of the individual harmonics of the rotor frequency on each other.
Кроме того, газотурбинный двигатель имеет нелинейную зависимость между амплитудой вибраций и величиной сил их вызывающих (связанных с изменениями состояния конструкции), назначение пороговых значений определяется математическим ожиданием среднестатистических величин, а дисперсия получаемых амплитудных значений вибрации на одной из составляющих имеет большее значение, что вызывает значительную ошибку.In addition, the gas turbine engine has a nonlinear relationship between the amplitude of the vibrations and the magnitude of the forces causing them (associated with changes in the state of the structure), the assignment of threshold values is determined by the mathematical expectation of the average values, and the dispersion of the obtained amplitude values of vibration on one of the components is of greater importance, which causes a significant a mistake.
Указанные факторы снижают вероятность получения достоверного результата при проведении диагностики технического состояния подшипниковой опоры ротора.These factors reduce the likelihood of obtaining a reliable result when diagnosing the technical condition of the bearing support of the rotor.
Задачей предлагаемого изобретения является повышение достоверности результата при проведении диагностики технического состояния подшипниковых опор ротора двухвального газотурбинного двигателя и снижение риска внезапного отказа двигателя.The objective of the invention is to increase the reliability of the result when diagnosing the technical condition of the bearing bearings of the rotor of a twin-shaft gas turbine engine and reducing the risk of sudden engine failure.
Ожидаемый технический результат - оперативность и снижение трудозатрат при проведении диагностики опоры ротора газотурбинного двигателя, повышение достоверности получаемого результата.The expected technical result is the efficiency and reduction of labor costs when diagnosing the support of the rotor of a gas turbine engine, increasing the reliability of the result.
Ожидаемый технический результат достигается тем, что известный способ оценки технического состояния подшипниковой опоры ротора двухвального газотурбинного двигателя, включающий установку вибродатчиков на наружном корпусе двигателя, запуск двигателя, обработку полученных вибросигналов, сравнение их с эталонным значением и оценку технического состояния опоры ротора, по предложению, заключается в том, что вибродатчики устанавливают в одной плоскости взаимно ортогонально с точкой пересечения проекций осей датчиков на технологической оси двигателя, обработку вибросигнала осуществляют путем многоуровневой фильтрации полученного вибросигнала, в котором выделяют рабочее поле частот ротора, рассматривают величину перемещения ротора в интервалах указанного поля по двум координатам, направление которых совпадает с направлениями осей датчиков с получением энергетической орбиты вала исследуемого ротора, которую сравнивают с предварительно полученной энергетической орбитой эталонного двигателя и по результатам этого сравнения оценивают техническое состояние опоры ротора.The expected technical result is achieved by the fact that the known method of evaluating the technical condition of the bearing support of the rotor of a twin-shaft gas turbine engine, including installing vibration sensors on the outer engine casing, starting the engine, processing the received vibration signals, comparing them with a reference value and evaluating the technical condition of the rotor support, on the proposal, consists in in that the vibration sensors are installed in the same plane mutually orthogonally with the point of intersection of the projections of the axes of the sensors on the technological the axis of the engine, the processing of the vibration signal is carried out by multi-level filtering of the obtained vibration signal, in which the working field of the rotor frequencies is isolated, the magnitude of the rotor movement in the intervals of the specified field is considered in two coordinates, the direction of which coincides with the directions of the axes of the sensors to obtain the energy orbit of the shaft of the rotor under study, which is compared with previously obtained energy orbit of the reference engine and the technical condition of the support p is estimated from the results of this comparison Otora.
Существенное значение для качественного проведения вибродиагностики имеет место установки вибродатчика. Конструктивно межроторный подшипник установлен между двумя вращающимися валами и находится в масляной плоскости, что не позволяет установить вибродатчик непосредственно на подшипник. Также препятствуют этому вращающиеся в процессе работы двигателя детали турбин и их высокие рабочие температуры. Невозможность установки вибродатчиков непосредственно на детали опор роторов диктует необходимость выполнения косвенных измерений.Essential for the quality of the vibration diagnostics is the installation of the vibration sensor. Structurally, the inter-rotor bearing is installed between two rotating shafts and is located in the oil plane, which does not allow the vibration sensor to be mounted directly on the bearing. Turbine parts rotating during engine operation and their high operating temperatures also prevent this. The inability to install vibration sensors directly on the parts of the rotor supports dictates the need for indirect measurements.
Предлагаемый способ предусматривает обработку полученного вибросигнала ротора в целом, без выделения в нем частот межроторного подшипника. Ослабления и искажения формы сигнала при его прохождении через детали и узлы двигателя вызывают появление погрешностей при выполнении оценки амплитуды и характера вибрации, но погрешности носят системный характер и при последовательных замерах имеют близкие значения. Поэтому предлагаемый способ позволяет получить синтезированную энергетическую орбиту, являющуюся результатом ответной реакции роторной системы на сумму внешних сил, вызывающих вибрации.The proposed method provides for the processing of the received vibration signal of the rotor as a whole, without highlighting the frequencies of the rotor bearing in it. The attenuation and distortion of the waveform when it passes through the parts and components of the engine cause errors in the evaluation of the amplitude and nature of the vibration, but the errors are systemic in nature and with successive measurements have close values. Therefore, the proposed method allows to obtain a synthesized energy orbit, which is the result of the response of the rotor system to the amount of external forces that cause vibration.
Установка вибродатчиков в одной плоскости взаимно ортогонально с точкой пересечения проекций осей датчиков на технологической оси двигателя обусловлено условиями построения энергетической орбиты вала ротора. Плоскость, в которой устанавливают вибродатчики, выбирают произвольно, предпочтительно приближенно к плоскости расположения опор ротора.The installation of vibration sensors in one plane is mutually orthogonal with the point of intersection of the projections of the axes of the sensors on the technological axis of the engine due to the conditions for constructing the energy orbit of the rotor shaft. The plane in which the vibration sensors are mounted is chosen arbitrarily, preferably approximately in relation to the plane of the location of the rotor supports.
Регистрация вибросигнала осуществляется на работающем двигателе в диапазоне частот вращения роторов от 0 до 70%. Возможность проведения диагностики состояния опоры ротора газотурбинного двигателя не только в стендовых, но и эксплуатационных условиях значительно расширяет базу данных по каждому двигателю и позволяет выполнить трендовый анализ параметров вибрации.The vibration signal is recorded on a running engine in the range of rotor speeds from 0 to 70%. The ability to diagnose the condition of the rotor support of a gas turbine engine, not only in bench conditions, but also in operating conditions, significantly expands the database for each engine and allows you to perform a trend analysis of vibration parameters.
Получение энергетических орбит выполнено с помощью последовательных математических функций, используемых в программных обеспечениях различных фирм (в нашем случае применялось оборудование фирмы DEWESoft). В качестве источника информации используются данные, записанные виброанализатором.Obtaining energy orbits was performed using sequential mathematical functions used in the software of various companies (in our case, DEWESoft equipment was used). The data recorded by the vibration analyzer is used as a source of information.
/см. «DEWES oft v 7.0.3 Программа сбора, обработки, анализа и хранения данных. Руководство пользователя», опубликовано 24.02.2011 в сети Интернет [он-лайн], [http://www.dewesoft.com/support/downloads#Manuals] [Dewesoft 7.0.3 user manual, p.118-168]//cm. “DEWES oft v 7.0.3 Program for the collection, processing, analysis and storage of data. User Manual ”, published on 02.24.2011 on the Internet [on-line], [http://www.dewesoft.com/support/downloads#Manuals] [Dewesoft 7.0.3 user manual, p.118-168] /
Для осуществления многоуровневой фильтрации выполняют настройку ряда математических фильтров, штатно заложенных в вышеотмеченном программном обеспечении по специально разработанным для данной задачи алгоритмам, например фильтры Чебышева.To implement multi-level filtering, a number of mathematical filters are customarily installed in the aforementioned software using specially developed algorithms for this task, for example, Chebyshev filters.
/см. И.С. Гоноровский, «Радиотехнические цели и сигналы», Москва, Радио и связь, 1986, с. 453-456//cm. I.S. Gonorovsky, "Radio engineering targets and signals," Moscow, Radio and communications, 1986, p. 453-456 /
Фильтрация полученного вибросигнала необходима для выделения рабочего поля частот. Это позволяет выделить необходимую составляющую синтезированного вибросигнала, являющегося следствием динамических процессов, происходящих в диагностируемом сечении ротора, избавившись от помех.Filtering the received vibration signal is necessary to highlight the working frequency field. This allows you to select the necessary component of the synthesized vibration signal, which is a consequence of the dynamic processes occurring in the diagnosed section of the rotor, getting rid of interference.
/см. «Неразрушающий контроль», Справочник в 8 томах под редакцией академика РАН В.В. Клюева, Том 7, Москва, Машиностроение, 2006, с. 461-467//cm. Non-Destructive Testing, Handbook in 8 volumes, edited by Academician V.V. Klyueva, Volume 7, Moscow, Engineering, 2006, p. 461-467 /
Если можно было бы измерить плотность энергии, то принципиально можно было бы нормировать точные энергетические показатели предотказных состояний. Однако на практике мы можем ориентироваться лишь на косвенную информацию, содержащуюся во флуктуациях рабочих параметров. При этом существуют кибернетическая трудность в реализации такого контроля. Выборки, на которых производится измерение флуктуаций, являются короткими, а по спектральному составу флуктуации относятся к категории узкополосных случайных процессов. При таком сочетании автоматические методы контроля не применимы.If it were possible to measure the energy density, then in principle it would be possible to normalize the exact energy indicators of the pre-failure states. However, in practice, we can focus only on indirect information contained in fluctuations in operating parameters. Moreover, there is a cybernetic difficulty in implementing such control. The samples on which fluctuations are measured are short, and according to the spectral composition of fluctuations, they belong to the category of narrow-band random processes. With this combination, automatic control methods are not applicable.
Энергетические поверхности дают наглядное представление о динамических и структурных свойствах системы - влиянии собственных частот и форм колебаний подсистем, на их связанность, изменении собственных частот системы и форм колебаний при объединении подсистем, влиянии связей на эти изменения. Также данные связи определяют возможность диагностики системы в случаях, когда требуется мониторинг состояния подсистем, для которых сложно установить датчики на диагностируемые подсистемы и элементы. Процедура анализа данных является диалоговой и разбивается на два этапа. На первом этапе компьютер исходные цифровые данные превращает по определенным алгоритмам в изображение на экране дисплея. На втором этапе оператор визуально классифицирует полученный на экране образ, т.е. выделяет устойчивые визуальные объекты в образе данных. На этапе обучения системы оператор обычно имеет возможность интерактивного изменения алгоритма визуализации, например для более полного выделения образа данных. Когда алгоритм визуализации зафиксирован, такую систему можно эффективно использовать в качестве диагностической.Energy surfaces give a visual representation of the dynamic and structural properties of the system - the influence of natural frequencies and vibration modes of subsystems on their connectivity, changes in the natural frequencies of the system and vibration modes when combining subsystems, and the influence of bonds on these changes. Also, these communications determine the possibility of diagnosing the system in cases where it is necessary to monitor the status of the subsystems, for which it is difficult to install sensors on the diagnosed subsystems and elements. The data analysis procedure is interactive and is divided into two stages. At the first stage, the computer turns the source digital data according to certain algorithms into an image on the display screen. At the second stage, the operator visually classifies the image obtained on the screen, i.e. highlights persistent visual objects in a data image. At the stage of system training, the operator usually has the ability to interactively change the visualization algorithm, for example, to more fully highlight the data image. When the visualization algorithm is fixed, such a system can be effectively used as a diagnostic one.
В диагностической задаче применение метода построения энергетических поверхностей формально приводит к увеличению количества информации, которое может быть извлечено из входных данных. Действительно, в алгоритмах визуализации между разрозненными точками исходных массивов формируется новая искусственная топологическая связность, благодаря которой визуальный объект на экране приобретает некоторую предметную компактность.In the diagnostic problem, the application of the method of constructing energy surfaces formally leads to an increase in the amount of information that can be extracted from the input data. Indeed, in visualization algorithms between disparate points of the source arrays, a new artificial topological connectivity is formed, due to which the visual object on the screen acquires some objective compactness.
Согласно предлагаемому способу в полученном рабочем поле частот рассматривают величину перемещения ротора по двум координатам. Направление осей координат совпадает с направлениями осей датчиков. На указанные оси координат проецируют величины амплитуд полученных вибросигналов. В результате получают синтезированную энергетическую орбиту вала ротора. Синтезированные орбиты позволяют косвенно оценить величину потока энергии роторной системы. Энергетическая орбита вала ротора отражает результат комплексного воздействия на ротор сил, приводящих к появлению в спектре вибрации пиков на частотах основных роторных гармоник. Поэтому в отличие от ранее предложенных методов анализа, основанных на оценке влияния на ротор величины амплитуд каждых в отдельности основных роторных гармоник, в предложенном способе рассматривается их совместное воздействие.According to the proposed method, in the obtained working frequency field, the magnitude of the rotor movement in two coordinates is considered. The direction of the coordinate axes coincides with the directions of the sensor axes. The magnitudes of the amplitudes of the received vibro-signals are projected onto the indicated coordinate axes. The result is a synthesized energy orbit of the rotor shaft. The synthesized orbits make it possible to indirectly estimate the magnitude of the energy flux of the rotor system. The energy orbit of the rotor shaft reflects the result of the complex action of the forces on the rotor, leading to the appearance of peaks in the vibration spectrum at the frequencies of the main rotor harmonics. Therefore, in contrast to the previously proposed methods of analysis based on assessing the effect on the rotor of the magnitudes of the amplitudes of each of the main rotor harmonics individually, the proposed method considers their combined effect.
Диагностика технического состояния подшипниковой опоры вала ротора выполняется путем оценки характера воздействия неконсервативных сил, передающихся с ротора на корпусные элементы двигателя, на основе анализа характера и параметров энергетических орбит вала рассматриваемого ротора на установившемся режиме работы двигателя.Diagnostics of the technical condition of the bearing support of the rotor shaft is carried out by assessing the nature of the impact of non-conservative forces transmitted from the rotor to the engine body elements, based on the analysis of the nature and parameters of the energy orbits of the shaft of the rotor in question at the steady state engine operation.
Эталонная энергетическая орбита зависит от типа двигателя и строится индивидуально для каждого исследуемого двигателя. Сравнение с эталонной энергетической орбитой вала ротора позволяет судить о некоторых неточностях изготовления и наличия дефектов опор роторов. Критерием сравнения энергетических орбит является их монотонность. Опора ротора без дефектов при фиксации вибросигнала позволяет получить энергетическую орбиту вала в виде эллипса. О наличии дефектов ротора можно судить по появляющимся на эллипсе перегибам и экстремумам.The reference energy orbit depends on the type of engine and is built individually for each engine under study. Comparison with the reference energy orbit of the rotor shaft allows us to judge some inaccuracies in manufacturing and the presence of defects in the bearings of the rotors. The criterion for comparing energy orbits is their monotony. The support of the rotor without defects when fixing the vibration signal allows you to get the energy orbit of the shaft in the form of an ellipse. The presence of rotor defects can be judged by the excesses and extrema that appear on the ellipse.
Предлагаемый способ позволяет провести предварительную диагностику подшипниковой опоры ротора двухвального газотурбинного двигателя. В случае если результаты сравнения энергетических орбит указывают на наличие дефектов опоры, двигатель подвергают дополнительным исследованиям. Диагностика согласно предлагаемому способу позволяет оценить состояние двигателя как в режиме эксплуатации, так и на стенде при сдаче двигателя и его испытаниях.The proposed method allows preliminary diagnostics of the bearing support of the rotor of a twin-shaft gas turbine engine. If the results of a comparison of energy orbits indicate the presence of support defects, the engine is subjected to additional studies. Diagnostics according to the proposed method allows you to assess the condition of the engine both in operation and on the stand during delivery of the engine and its tests.
На фиг. 1 представлена схема расположения датчиков на наружном корпусе двигателя.In FIG. 1 shows the arrangement of sensors on the outer housing of the engine.
1 - вибродатчики; 2 - наружный корпус двигателя; 3 - технологическая ось двигателя.1 - vibration sensors; 2 - the outer casing of the engine; 3 - technological axis of the engine.
На фиг. 2 представлена кривая полученного вибросигнала.In FIG. 2 shows a curve of the received vibration signal.
На фиг. 3 представлены энергетические орбиты валов роторов.In FIG. 3 shows the energy orbits of the rotor shafts.
Способ проиллюстрирован следующими примерами, которые являются иллюстративными. Способ согласно примерам осуществляют на двигателе, установленном на стенде. На наружный корпус 2 исследуемого двухвального газотурбинного двигателя взаимно ортогонально с точкой пересечения проекций осей на технологической оси 3 двигателя устанавливают вибродатчики 1, например, типа РА 057. Датчики 1 устанавливают в одной плоскости перпендикулярно технологической оси 3 двигателя.The method is illustrated by the following examples, which are illustrative. The method according to the examples is carried out on an engine mounted on a stand. On the
Пример 1. Запускали двигатель, производили регистрацию вибросигнала и получали кривую, изображенную на фиг. 2, которая представляет собой весь спектр вибрации, фиксируемый датчиком по направлениям его осей. Осуществляли обработку полученного вибросигнала, в ходе которой вибросигнал фильтровали, выделяли в нем рабочее поле частот ротора, рассматривали величину перемещения ротора в интервалах указанного рабочего поля по двум координатам, направление которых совпадает с направлениями осей датчиков. Получали и анализировали энергетическую орбиту вала ротора. В течение 5 минут работы двигателя энергетическая орбита вала изменялась, принимала различные неустойчивые формы, например вид круга, как изображено на фиг. 3 (б). Это может быть объяснено прецессией вала в виде обкатки при выходе двигателя на рабочий режим. Прецессия вала в виде обкатки является самоустраняемым дефектом по мере прогрева двигателя и выхода его на рабочий режим, в противном случае делают вывод о плохой балансировке ротора.Example 1. The engine was started, the vibration signal was recorded, and the curve shown in FIG. 2, which represents the entire spectrum of vibration, recorded by the sensor in the directions of its axes. The obtained vibration signal was processed, during which the vibration signal was filtered, the working field of the rotor frequencies was allocated in it, the magnitude of the rotor movement in the intervals of the specified working field was considered in two coordinates, the direction of which coincides with the directions of the axes of the sensors. Received and analyzed the energy orbit of the rotor shaft. Within 5 minutes of engine operation, the energy orbit of the shaft changed, took various unstable forms, for example, the shape of a circle, as shown in FIG. 3 (b). This can be explained by the precession of the shaft in the form of a break-in when the engine enters the operating mode. The precession of the shaft in the form of a break-in is a self-eliminating defect as the engine warms up and it enters the operating mode, otherwise they conclude that the rotor is poorly balanced.
Через 10 минут форма энергетической орбиты стала стабильной, приняла характерный для данного двигателя вид, обусловленный характером его сборки, например вид эллипса, как изображено на фиг. 3 (а). Полученная энергетическая орбита была принята за эталонную энергетическую орбиту.After 10 minutes, the shape of the energy orbit became stable, took the form characteristic of the engine, due to the nature of its assembly, for example, the shape of an ellipse, as shown in FIG. 3 (a). The resulting energy orbit was taken as the reference energy orbit.
В процессе эксплуатации двигателя были выявлены факторы, указывающие на возможность критического состояния межроторного подшипника, в результате чего осуществляли контроль и проверку технического состояния опоры ротора. Производили повторную регистрацию и обработку вибросигнала, получали энергетическую орбиту вала ротора, изображенную на фиг. 3(в). Производили сравнение и анализ полученной и эталонной орбит. В ходе анализа было выявлено постоянное изменение формы орбиты, при просмотре орбит за промежуток времени 0,5 с видно круговое перемещение с частыми выбросами. Данные показания можно интерпретировать как подпрыгивания ротора от питтинга (усталостного выкрашивания) колец подшипника. Сделан вывод о неисправном техническом состоянии подшипниковой опоры. Двигатель отправлен в ремонт.During the operation of the engine, factors were identified that indicate the possibility of a critical state of the inter-rotor bearing, as a result of which the control and technical condition of the rotor support were monitored. Re-registration and processing of the vibration signal was performed, and the energy orbit of the rotor shaft, shown in FIG. 3 (c). Comparison and analysis of the obtained and reference orbits was performed. During the analysis, a constant change in the shape of the orbit was revealed, when viewing the orbits for a period of 0.5 s, circular movement with frequent ejections is visible. These indications can be interpreted as bouncing the rotor from the pitting (fatigue spalling) of the bearing rings. The conclusion is made about the malfunctioning technical condition of the bearing support. Engine sent for repair.
Примеры 2-4. Способ осуществляли на других двигателях аналогично примеру 1 при плановых проверках его технического состояния. Полученные энергетические орбиты вала ротора изображены на фиг. 3(г)-(е). Результаты сравнения и анализа полученных и эталонных орбит представлены в табл. 1.Examples 2-4. The method was carried out on other engines analogously to example 1 during scheduled inspections of its technical condition. The resulting energy orbits of the rotor shaft are shown in FIG. 3 (d) - (e). The results of comparison and analysis of the obtained and reference orbits are presented in table. one.
Применение предлагаемого способа позволяет своевременно и оперативно контролировать и улучшать качество сборки двигателя, а следовательно, увеличить его надежность, интерпретировать различные вибрационные состояния двигателя, исследовать динамику роторных систем, визуализировать вибрационные процессы двигателя, определить местоположение дефекта в плоскости измерения, достоверность результатов диагностики позволяет уменьшить затраты на диагностику, испытания и необоснованный ремонт двигателя, а также повысить надежность эксплуатации двигателя путем прогнозирования его внезапных отказов.The application of the proposed method allows you to timely and efficiently monitor and improve the quality of the engine assembly, and therefore, increase its reliability, interpret various vibrational conditions of the engine, examine the dynamics of rotor systems, visualize the vibrational processes of the engine, determine the location of the defect in the measurement plane, the reliability of the diagnostic results can reduce costs on diagnostics, tests and unreasonable engine repairs, as well as improve the reliability of operation tation of the engine by predicting his sudden failures.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2014107283/06A RU2551447C1 (en) | 2014-02-27 | 2014-02-27 | Method of vibration diagnostics of technical state of bearing rotor support at two-shaft gas-turbine engine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2014107283/06A RU2551447C1 (en) | 2014-02-27 | 2014-02-27 | Method of vibration diagnostics of technical state of bearing rotor support at two-shaft gas-turbine engine |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2551447C1 true RU2551447C1 (en) | 2015-05-27 |
Family
ID=53294456
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2014107283/06A RU2551447C1 (en) | 2014-02-27 | 2014-02-27 | Method of vibration diagnostics of technical state of bearing rotor support at two-shaft gas-turbine engine |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2551447C1 (en) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| 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 |
| RU2624089C1 (en) * | 2016-07-06 | 2017-06-30 | Публичное акционерное общество "Научно-производственное объединение "Сатурн" | Method of determining the operating modes of the gas turbine engine, meaning the minimum values of the axial power, acting on the radial-steering bearing |
| 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 |
| RU2654306C1 (en) * | 2017-05-18 | 2018-05-17 | Анатолий Анатольевич Решетов | Method of controlling technical condition of the car |
| RU2668358C1 (en) * | 2017-11-17 | 2018-09-28 | Публичное акционерное общество "ОДК-Уфимское моторостроительное производственное объединение" (ПАО "ОДК-УМПО") | Method of detecting resonance oscillations runner of gas turbo engine |
| RU2682561C1 (en) * | 2018-02-15 | 2019-03-19 | Публичное акционерное общество "ОДК - Уфимское моторостроительное производственное объединение" (ПАО "ОДК - УМПО") | Method for determining technical condition of current collectors |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2036453C1 (en) * | 1992-06-29 | 1995-05-27 | Товарищество с ограниченной ответственностью "ИРТРАНС" | Method of checking condition of radial bearing components without disassembling |
| WO1999042240A1 (en) * | 1998-02-19 | 1999-08-26 | Bently Nevada Corporation | Diagnosing and controlling rotating stall and surge in rotating machinery |
| US6009701A (en) * | 1996-12-20 | 2000-01-04 | Rolls-Royce, Plc | Ducted fan gas turbine engine having a frangible connection |
| US20010020361A1 (en) * | 2000-03-11 | 2001-09-13 | Udall Kenneth F. | Ducted fan gas turbine engine |
| RU2420721C1 (en) * | 2009-12-14 | 2011-06-10 | Открытое акционерное общество "Авиадвигатель" | Evaluation method of technical state of friction assemblies of gas turbine engine, which operate in presence of lubricating oil |
| RU2484442C1 (en) * | 2011-11-22 | 2013-06-10 | Александр Владимирович Иванов | Vibration diagnostics and forecasting method of sudden failure of engine, and carrier |
| RU2495395C1 (en) * | 2012-04-27 | 2013-10-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственный центр газотурбостроения "Салют" | Method of diagnosing twin-shaft gas turbine engine transmission |
-
2014
- 2014-02-27 RU RU2014107283/06A patent/RU2551447C1/en active
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2036453C1 (en) * | 1992-06-29 | 1995-05-27 | Товарищество с ограниченной ответственностью "ИРТРАНС" | Method of checking condition of radial bearing components without disassembling |
| US6009701A (en) * | 1996-12-20 | 2000-01-04 | Rolls-Royce, Plc | Ducted fan gas turbine engine having a frangible connection |
| WO1999042240A1 (en) * | 1998-02-19 | 1999-08-26 | Bently Nevada Corporation | Diagnosing and controlling rotating stall and surge in rotating machinery |
| US20010020361A1 (en) * | 2000-03-11 | 2001-09-13 | Udall Kenneth F. | Ducted fan gas turbine engine |
| RU2420721C1 (en) * | 2009-12-14 | 2011-06-10 | Открытое акционерное общество "Авиадвигатель" | Evaluation method of technical state of friction assemblies of gas turbine engine, which operate in presence of lubricating oil |
| RU2484442C1 (en) * | 2011-11-22 | 2013-06-10 | Александр Владимирович Иванов | Vibration diagnostics and forecasting method of sudden failure of engine, and carrier |
| RU2495395C1 (en) * | 2012-04-27 | 2013-10-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственный центр газотурбостроения "Салют" | Method of diagnosing twin-shaft gas turbine engine transmission |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| 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 |
| RU2624089C1 (en) * | 2016-07-06 | 2017-06-30 | Публичное акционерное общество "Научно-производственное объединение "Сатурн" | Method of determining the operating modes of the gas turbine engine, meaning the minimum values of the axial power, acting on the radial-steering bearing |
| 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 |
| RU2654306C1 (en) * | 2017-05-18 | 2018-05-17 | Анатолий Анатольевич Решетов | Method of controlling technical condition of the car |
| RU2668358C1 (en) * | 2017-11-17 | 2018-09-28 | Публичное акционерное общество "ОДК-Уфимское моторостроительное производственное объединение" (ПАО "ОДК-УМПО") | Method of detecting resonance oscillations runner of gas turbo engine |
| RU2682561C1 (en) * | 2018-02-15 | 2019-03-19 | Публичное акционерное общество "ОДК - Уфимское моторостроительное производственное объединение" (ПАО "ОДК - УМПО") | Method for determining technical condition of current collectors |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2551447C1 (en) | Method of vibration diagnostics of technical state of bearing rotor support at two-shaft gas-turbine engine | |
| Sawalhi et al. | Vibration response of spalled rolling element bearings: Observations, simulations and signal processing techniques to track the spall size | |
| Zhang et al. | A probabilistic fault detection approach: Application to bearing fault detection | |
| US10823700B2 (en) | Active oil debris monitor particle detection and monitoring system | |
| WO2014123443A1 (en) | Method and device for vibration diagnosis and forecasting sudden engine failure | |
| KR20110009615A (en) | Data collection device, and diagnosis device of facility management with data collection device thereof | |
| US11137383B2 (en) | Active oil debris monitor particle detection and monitoring system | |
| Coats et al. | Advanced time–frequency mutual information measures for condition-based maintenance of helicopter drivetrains | |
| Kostyukov et al. | Technology of piston compressors real-time diagnostics and monitoring | |
| RU2478923C2 (en) | Diagnostics method of technical state of inter-rotor bearing of two-shaft gas turbine engine | |
| Lewicki et al. | Gear fault detection effectiveness as applied to tooth surface pitting fatigue damage | |
| RU2613047C1 (en) | Method of vibration diagnostics of bearing supports as part of gas turbine engines using technical microphone | |
| Lim et al. | Improved blade fault diagnosis using discrete Blade Passing Energy Packet and rotor dynamics wavelet analysis | |
| Nacib et al. | A comparative study of various methods of gear faults diagnosis | |
| Jantunen et al. | Predicting the remaining useful life of rolling element bearings | |
| Thanagasundram et al. | Autoregressive based diagnostics scheme for detection of bearing faults | |
| Kriston et al. | Application of vibro-acoustic methods in failure diagnostics | |
| Zamorano et al. | Analysis in the time-frequency domain of different depths of a crack located in a change of section of a shaft | |
| Dempsey et al. | Comparison of test stand and helicopter oil cooler bearing condition indicators | |
| RU2522275C2 (en) | Method for determining technical state of power plants | |
| RU2444039C1 (en) | Method and apparatus for diagnosing process device using process parameter sensor signal | |
| Islam et al. | Characterization and comparison of vibration transfer paths in a helicopter gearbox and a fixture mounted gearbox | |
| Hrúz et al. | Proposal of Advanced Signal Processing Techniques for Condition Monitoring of Critical Aero Engine Components: Methodology and Benchmarking | |
| Grządziela et al. | An application of order tracking procedure for diagnosis technical state of rotor system in shut-down process | |
| RU2682561C1 (en) | Method for determining technical condition of current collectors |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PD4A | Correction of name of patent owner |