RU2720147C1 - Method of chips in oil detecting and device for its implementation - Google Patents

Method of chips in oil detecting and device for its implementation Download PDF

Info

Publication number
RU2720147C1
RU2720147C1 RU2019134616A RU2019134616A RU2720147C1 RU 2720147 C1 RU2720147 C1 RU 2720147C1 RU 2019134616 A RU2019134616 A RU 2019134616A RU 2019134616 A RU2019134616 A RU 2019134616A RU 2720147 C1 RU2720147 C1 RU 2720147C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
oil
signal
signaling
chip
chips
Prior art date
Application number
RU2019134616A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Александр Васильевич Воловик
Виталий Николаевич Грыцук
Original Assignee
Акционерное общество "ОДК-Климов"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Акционерное общество "ОДК-Климов" filed Critical Акционерное общество "ОДК-Климов"
Priority to RU2019134616A priority Critical patent/RU2720147C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2720147C1 publication Critical patent/RU2720147C1/en

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16N—LUBRICATING
    • F16N29/00—Special means in lubricating arrangements or systems providing for the indication or detection of undesired conditions; Use of devices responsive to conditions in lubricating arrangements or systems
    • F16N29/04—Special means in lubricating arrangements or systems providing for the indication or detection of undesired conditions; Use of devices responsive to conditions in lubricating arrangements or systems enabling a warning to be given; enabling moving parts to be stopped

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Lubrication Details And Ventilation Of Internal Combustion Engines (AREA)

Abstract

FIELD: monitoring and measuring equipment.SUBSTANCE: invention relates to devices for signaling presence of metal particles in a lubrication system. Method involves receiving pickup signals from at least two signal plugs, processing the obtained signals in an analysis device and generating a discontinuous signal "Chip in oil" when the first signal plug and the continuous "Chip in oil" signal are triggered while reducing the reliability of diagnosis to the level P<1-α, where αis predetermined probability of false actuation of plugs-alarms, as well as device for implementation of said method, containing board "Chip in oil", a device for analyzing the presence of chips in oil and at least two signaling plugs connected through channels of signal transmission to the input of an analysis device, the output of which is connected to the scoreboard "Chip in oil".EFFECT: technical result consists in accounting for probability of false alarm system operation.2 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к машиностроению, а именно к системам смазки механических устройств, например редукторов, в частности к устройствам сигнализации наличия металлических частиц в системе смазки вертолетных редукторов и позволяет при появлении стружки в масле диагностировать начало разрушения деталей редуктора.The invention relates to mechanical engineering, and in particular to lubrication systems of mechanical devices, for example gearboxes, in particular to devices for signaling the presence of metal particles in the lubrication system of helicopter gearboxes and allows, when chips appear in the oil, to diagnose the beginning of the destruction of gearbox parts.

Известна магнитная пробка-сигнализатор (RU 2460006), состоящая из магнитного и немагнитного электродов, в зазоре между которыми скапливается металлическая магнитная стружка, замыкая электрическую цепь табло "Стружка в масле". Данный сигнализатор не исключает ложные срабатывания сигнализации в процессе приработки деталей агрегатов.Known magnetic stopper signaling device (RU 2460006), consisting of magnetic and non-magnetic electrodes, in the gap between which metal magnetic chips accumulate, closing the electrical circuit of the panel "Chips in oil". This signaling device does not exclude false alarms during the running-in of parts of the units.

Известна магнитная пробка с функцией предварительной сигнализации (RU 2483221), включающая два магнитных электрода и промежуточный предпочтительно немагнитный электрод. Такая конструкция позволяет подавать предварительный сигнал о наличии стружки в масле, но не позволяет исключить ложные срабатывания из-за замыкания единичной волосовидной стружкой, возникшей в процессе приработки.A known magnetic plug with a pre-alarm function (RU 2483221), comprising two magnetic electrodes and an intermediate preferably non-magnetic electrode. This design allows you to give a preliminary signal about the presence of chips in the oil, but does not allow to exclude false alarms due to the closure of a single hairy shavings that occurred during running-in.

Известен магнитный сигнализатор стружки маслосистемы двигателя (SU 1719954), имеющий в своем составе два или более магнитных контактов, соединенных в последовательную электрическую цепь с сигнальным табло. Сигнализатор срабатывает только в случае замыкания стружкой всех магнитных контактов, исключая замыкание отдельных из них единичной волосовидной стружкой. При этом, не регистрируется интенсивность срабатывания магнитных контактов.Known magnetic chip signaling engine oil system (SU 1719954), having in its composition two or more magnetic contacts connected in series with a signal circuit. The signaling device works only in the event that all magnetic contacts are shorted by a chip, excluding the closure of individual ones by a single hair-shaped chip. At the same time, the response rate of the magnetic contacts is not recorded.

Наиболее близким принятым за прототип является техническое решение (RU 2312240), уменьшающее вероятность ложных срабатываний сигнализатора за счет использования температуры масла в качестве дополнительного диагностического признака, повышающего достоверность сигнализации. Однако, инерционность значительного объема масла в маслосистеме не позволяет выявить своевременную корреляцию признаков на ранних стадиях разрушения деталей, т.к. период приработки связан с повышенным трением в узлах и, следовательно, повышенной температурой масла. Кроме того, детерминированный подход в принципе не позволяет вести речь о вероятности ложного срабатывания.The closest adopted for the prototype is a technical solution (RU 2312240), which reduces the likelihood of false alarms by using the oil temperature as an additional diagnostic feature that increases the reliability of the alarm. However, the inertia of a significant amount of oil in the oil system does not allow us to identify timely correlation of symptoms in the early stages of the destruction of parts, because the running-in period is associated with increased friction in the nodes and, consequently, increased oil temperature. In addition, the deterministic approach, in principle, does not allow us to talk about the probability of a false positive.

Целью изобретения является диагностирование начавшегося разрушения деталей редуктора с заданной достоверностью. Технический результат состоит в учете вероятности срабатывания системы сигнализации из-за замыкания контактов продуктами изготовления и приработки, не связанными с разрушением деталей редуктора.The aim of the invention is to diagnose the begun destruction of the gearbox parts with a given reliability. The technical result consists in taking into account the likelihood of an alarm system tripping due to contact closure by manufacturing and running-in products not related to the destruction of the gearbox parts.

Указанный технический результат достигается тем, что согласно изобретению предлагается способ сигнализации наличия стружки на пробках-сигнализаторах и в масле, включающий получение сигналов срабатывания от по меньшей мере двух пробок-сигнализаторов, обработку полученных сигналов в устройстве анализа, формирование прерывистого сигнала "Стружка в масле" при срабатывании первой пробки-сигнализатора и непрерывного сигнала «Стружка в масле» при снижении достоверности диагностирования до уровня Р<1-α, где α - заданная вероятность ложного срабатывания сигнализации из-за замыкания контактов продуктами изготовления и приработки, и устройство сигнализации стружки в масле, которое содержит табло "Стружка в масле", устройство анализа наличия стружки в масле и по меньшей мере две пробки-сигнализатора, связанные посредством каналов передачи сигналов со входом устройства анализа, выход которого связан с табло "Стружка в масле".The specified technical result is achieved by the fact that according to the invention, there is provided a method for signaling the presence of chips on signaling plugs and in oil, including receiving response signals from at least two signaling plugs, processing the received signals in an analysis device, generating an intermittent chip in oil signal when the first signaling tube and the continuous signal “Chips in oil” are triggered while the reliability of the diagnosis is reduced to a level of P <1-α, where α is the specified probability of false alarm operation due to contact closure by manufacturing and running-in products, and a chip in oil alarm device, which contains a chip in oil panel, a chip analysis device for oil, and at least two signaling tubes connected via input signal channels analysis device, the output of which is connected to the panel "Chips in oil".

Работу системы сигнализации с заданной вероятностью α рассмотрим на примере работы трех пробок-сигнализаторов, установленных в разных местах маслоподдона редуктора и срабатывающих независимо друг от друга.We will consider the operation of an alarm system with a given probability α by the example of the operation of three traffic jams, detectors installed in different places of the gearbox oil sump and operating independently of each other.

Пусть срабатывания трех пробок сигнализаторов произошли последовательно в моменты наработки t1<t2<t3 после последнего регламентного обслуживания.Let the operation of the three traffic jams of the signaling devices occur sequentially at the operating times t 1 <t 2 <t 3 after the last scheduled maintenance.

На фиг. 1 приведен результат проверки гипотезы об экспоненциальном законе распределения случайной наработки t до срабатывания сигнализации из-за разрушения деталей главного редуктора BP-14 по наблюдениям парка за период 2002-2018 гг.In FIG. Figure 1 shows the result of testing the hypothesis of the exponential law of the distribution of random running hours t before the alarm is triggered due to the destruction of parts of the main gearbox BP-14 according to observations of the park for the period 2002-2018

На графическом изображении видно, что достигаемый уровень значимости p=0,64 не дает оснований отвергнуть гипотезу. Значит независимые случайные величины t1, t2, t3 распределены экспоненциально.The graphical image shows that the achieved significance level p = 0.64 does not give reason to reject the hypothesis. So the independent random variables t 1 , t 2 , t 3 are distributed exponentially.

В качестве критерия срабатывания устройства сигнализации стружки в масле выбрано отношениеAs a criterion for the operation of the device chip alarm in oil selected ratio

Figure 00000001
Figure 00000001

Тогда распределение случайного критерия δ есть результат следующей теоремы.Then the distribution of the random criterion δ is the result of the following theorem.

Теорема. Пусть независимые случайные величины t1, t2, t3 распределены одинаково экспоненциально с плотностью ƒ(x)=λe-λt, 0≤t<∞ и параметром λ. И пусть составлен вариационный ряд t1≤t2≤t3. Тогда плотность распределения отношения

Figure 00000002
имеет видTheorem. Let independent random variables t 1 , t 2 , t 3 be distributed identically exponentially with density ƒ (x) = λe -λt , 0≤t <∞ and parameter λ. And let the variation series t 1 ≤t 2 ≤t 3 be composed. Then the distribution density of the ratio
Figure 00000002
has the form

Figure 00000003
Figure 00000003

Доказательство. Плотность совместного распределения упорядоченных случайных величин t1≤t2≤t3 выглядит следующим образом:Evidence. The density of the joint distribution of ordered random variables t 1 ≤t 2 ≤t 3 is as follows:

Figure 00000004
Figure 00000004

Введем в рассмотрение преобразования переменныхWe introduce the transformation of variables

Figure 00000005
Figure 00000005

Обратные преобразованияInverse transforms

Figure 00000006
Figure 00000006

Якобиан этого преобразования имеет видThe Jacobian of this transformation has the form

Figure 00000007
Figure 00000007

Тогда плотность совместного распределения случайных величин δ1, δ2, δ3:Then the density of the joint distribution of random variables δ 1 , δ 2 , δ 3 :

Figure 00000008
Figure 00000008

После интегрирования по переменным δ2, δ3 и перехода к переменной δ=δ1 плотность примет видAfter integration over the variables δ 2 , δ 3 and the transition to the variable δ = δ 1, the density takes the form

Figure 00000009
Figure 00000009

Теорема доказана.The theorem is proved.

Нормированная функция распределенияNormalized Distribution Function

Figure 00000010
Figure 00000010

Проверка формулы (8) проведена методом статистических испытаний при числе N=106.The verification of formula (8) was carried out by the method of statistical tests with the number N = 10 6 .

На фиг. 2 приведен результат проверки на равномерность распределения случайной величины

Figure 00000011
который показывает, что достигнутый уровень значимости р=0,4 не дает оснований для того, чтобы отвергнуть гипотезу о равномерном распределении случайной величины R.In FIG. 2 shows the result of checking for uniform distribution of a random variable
Figure 00000011
which shows that the achieved significance level of p = 0.4 does not give grounds to reject the hypothesis of a uniform distribution of the random variable R.

В свою очередь это означает, что также нет оснований для того, чтобы отвергнуть гипотезу о распределении случайной величины δ по закону с плотностью (7). Вид плотности (7) приведен на фиг. 3.In turn, this means that there is also no reason to reject the hypothesis that the random variable δ is distributed according to the law with density (7). The density type (7) is shown in FIG. 3.

Распределение с плотностью (7) относится к классу степенных распределений, особенностью которого является независимость от параметра исходного распределения λ, что характеризует критерий δ для экспоненциального закона как непараметрический.The distribution with density (7) belongs to the class of power distributions, the feature of which is independence from the parameter of the initial distribution λ, which characterizes the criterion δ for the exponential law as nonparametric.

Степенное распределение используется для описания неравновесных систем, склонных при некоторых условиях к катастрофическому поведению. Это быстрые, с потерей устойчивости, многомерные, а значит плохо управляемые процессы.A power distribution is used to describe nonequilibrium systems that are prone to catastrophic behavior under certain conditions. These are fast, with loss of stability, multidimensional, and therefore poorly managed processes.

Функция устройства анализа заключается в контроле выполнения неравенства Р≥1-α. Или с учетом (4) и (8)The function of the analysis device is to control the fulfillment of the inequality P≥1-α. Or subject to (4) and (8)

Figure 00000012
Figure 00000012

Проверка выражения (9) осуществлена имитационным экспериментом при числе реализаций N=106.Expression (9) was verified by a simulation experiment with the number of realizations N = 10 6 .

В результате многократного повтора эксперимента установлено, что относительное отклонение числа имитационных ложных срабатываний от заданного уровня α не превышает 0,2%, что свидетельствует о статистической достоверности предложенной схемы срабатывания устройства сигнализации.As a result of repeated repetition of the experiment, it was found that the relative deviation of the number of simulated false alarms from a given level α does not exceed 0.2%, which indicates the statistical reliability of the proposed response circuit of the alarm device.

Таким образом, предлагаемое устройство сигнализации позволяет с заданной вероятностью α своевременно выдавать достоверный сигнал о наличии стружки в редукторе на табло сигнализации.Thus, the proposed alarm device allows with a given probability α to promptly give a reliable signal about the presence of chips in the gearbox on the alarm display.

Алгоритм работы устройства анализа представлен на фиг. 4.The algorithm of the analysis device is shown in FIG. 4.

Входными сигналами служат сигнал "Запуск" после последнего регламентного обслуживания и поступающие от сработавших пробок-сигнализаторов сигналы 1, 2, 3 на входах элемента "ИЛИ".The input signals are the “Start” signal after the last scheduled maintenance and the signals 1, 2, 3 at the inputs of the “OR” element coming from the activated traffic jams.

Сигнал "Запуск" запускает таймеры T1, T2, T3.The “Start” signal starts the timers T 1 , T 2 , T 3 .

При срабатывании первой пробки-сигнализатора сигналом с выхода элемента "ИЛИ" запускается генератор импульсов ГИ, выход которого подает прерывистый сигнал "Стружка в масле", и счетчик-дешифратор. На выходе счетчика-дешифратора формируется сигнал Х1, который останавливает таймер Т1. Значение t1 с его выхода поступает на вход схемы сравнения.When the first plug-detector is triggered by a signal from the output of the "OR" element, the GI pulse generator is launched, the output of which gives an intermittent signal "Shavings in oil", and a counter-decoder. At the output of the counter-decoder, a signal X 1 is generated, which stops the timer T 1 . The value of t 1 from its output goes to the input of the comparison circuit.

При срабатывании второй пробки-сигнализатора на выходе счетчика-дешифратора формируется сигнал Х2, который останавливает таймер Т2. Значение t2 с его выхода поступает на вход схемы сравнения.When the second tube-detector is activated, the signal X 2 is generated at the output of the counter-decoder, which stops the timer T 2 . The value of t 2 from its output goes to the input of the comparison circuit.

При срабатывании третьей пробки-сигнализатора на выходе счетчика-дешифратора формируется сигнал Х3, который останавливает таймер Т3. Значение t3 с его выхода поступает на вход схемы сравнения.When the third plug-detector is activated, the signal X 3 is generated at the output of the counter-decoder, which stops the timer T 3 . The value of t 3 from its output goes to the input of the comparison circuit.

В схеме сравнения проверяется достоверность появления стружки. При вероятности Р<1-α формируется непрерывный сигнал "Стружка в масле".In the comparison scheme, the accuracy of the appearance of the chips is checked. With a probability of P <1-α, a continuous "Shavings in oil" signal is generated.

Имитационное моделирование осуществлено при числе испытаний N=5000. В результате нескольких итераций относительное отклонение числа формирований непрерывного сигнала "Стружка в масле" от заданного уровня α в среднем составило 0,2%.Simulation was carried out with the number of tests N = 5000. As a result of several iterations, the relative deviation of the number of formations of the continuous "Shavings in Oil" signal from a given level α averaged 0.2%.

Таким образом, предлагаемое устройство позволяет с заданной вероятностью ложного срабатывания α своевременно выдавать сигнал на табло сигнализации о наличии стружки.Thus, the proposed device allows with a given probability of false alteration α to promptly issue a signal to the alarm display of the presence of chips.

Claims (2)

1. Способ сигнализации наличия стружки в масле, включающий получение сигналов срабатывания от по меньшей мере двух пробок-сигнализаторов, обработку полученных сигналов в устройстве анализа и формирование прерывистого сигнала «Стружка в масле» при срабатывании первой пробки-сигнализатора и непрерывного сигнала «Стружка в масле» при снижении достоверности диагностирования до уровня Р<1-α, где α - заданная вероятность ложного срабатывания сигнализации.1. A method for signaling the presence of chips in oil, including receiving response signals from at least two signaling plugs, processing the received signals in the analysis device and generating an intermittent chip in oil when the first signaling plug and a continuous chip in oil signal are triggered »With a decrease in the reliability of diagnosis to a level of P <1-α, where α is the specified probability of false alarms. 2. Устройство для сигнализации стружки в масле способом по п. 1, содержащее табло «Стружка в масле», устройство анализа наличия стружки в масле и по меньшей мере две пробки-сигнализатора, связанные посредством каналов передачи сигналов со входом устройства анализа, выход которого связан с табло «Стружка в масле».2. The device for signaling chips in oil by the method according to claim 1, containing a panel “Chips in oil”, a device for analyzing the presence of chips in oil and at least two signaling plugs connected via signal transmission channels to the input of the analysis device, the output of which is connected with the board "Shavings in oil".
RU2019134616A 2019-10-28 2019-10-28 Method of chips in oil detecting and device for its implementation RU2720147C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019134616A RU2720147C1 (en) 2019-10-28 2019-10-28 Method of chips in oil detecting and device for its implementation

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019134616A RU2720147C1 (en) 2019-10-28 2019-10-28 Method of chips in oil detecting and device for its implementation

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2720147C1 true RU2720147C1 (en) 2020-04-24

Family

ID=70415421

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2019134616A RU2720147C1 (en) 2019-10-28 2019-10-28 Method of chips in oil detecting and device for its implementation

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2720147C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2765325C1 (en) * 2021-03-10 2022-01-28 Акционерное общество "ОДК-Климов" Method for signaling the presence of chippings in oil and a device for its implementation
RU2791174C1 (en) * 2022-06-20 2023-03-03 Акционерное общество "ОДК-Климов" Method for alarming chips in oil and device for its implementation

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2312240C1 (en) * 2006-04-20 2007-12-10 Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение "Сатурн" (ОАО "НПО "Сатурн") Lubrication system of gas-turbine engine
RU2483221C2 (en) * 2008-02-13 2013-05-27 Турбомека Magnetic plug with prealarm function
RU2511971C1 (en) * 2012-12-24 2014-04-10 Открытое Акционерное Общество "Московский Вертолётный Завод Им. М.Л. Миля" Chip alarm
US9316630B2 (en) * 2013-11-08 2016-04-19 Sikorsky Aircraft Corporation Anti-clog and non-metallic debris detector for lubrication system inlet
US20160370275A1 (en) * 2014-03-04 2016-12-22 Eaton Corporation Flow through debris sensor

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2312240C1 (en) * 2006-04-20 2007-12-10 Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение "Сатурн" (ОАО "НПО "Сатурн") Lubrication system of gas-turbine engine
RU2483221C2 (en) * 2008-02-13 2013-05-27 Турбомека Magnetic plug with prealarm function
RU2511971C1 (en) * 2012-12-24 2014-04-10 Открытое Акционерное Общество "Московский Вертолётный Завод Им. М.Л. Миля" Chip alarm
US9316630B2 (en) * 2013-11-08 2016-04-19 Sikorsky Aircraft Corporation Anti-clog and non-metallic debris detector for lubrication system inlet
US20160370275A1 (en) * 2014-03-04 2016-12-22 Eaton Corporation Flow through debris sensor

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2765325C1 (en) * 2021-03-10 2022-01-28 Акционерное общество "ОДК-Климов" Method for signaling the presence of chippings in oil and a device for its implementation
RU2791174C1 (en) * 2022-06-20 2023-03-03 Акционерное общество "ОДК-Климов" Method for alarming chips in oil and device for its implementation

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7415328B2 (en) Hybrid model based fault detection and isolation system
CN110647133B (en) Rail transit equipment state detection maintenance method and system
US8988238B2 (en) Change detection system using frequency analysis and method
KR100755955B1 (en) System for fault diagnosing of receiving and distributing electricity equipment
US6845468B2 (en) Aircraft fault monitoring system and method
CN101590918A (en) Method for automatic fault diagnosis of satellite and diagnostic system thereof
KR100719138B1 (en) Method for fault diagnosing of receiving and distributing electricity equipment
DE102015101115A1 (en) Fault diagnostic device for a filter
GB2476246A (en) Diagnosing an operation mode of a machine
RU2720147C1 (en) Method of chips in oil detecting and device for its implementation
CN109991956B (en) Method for predicting steady-state fault of liquid rocket engine
CN106324466A (en) Current transformer IGBT module field fault pre-diagnosis method
CN104464158A (en) Fire alarm linkage control method and system
CN110988624B (en) Detection method and system for intermittent partial discharge signal
CN117871945A (en) High-precision frequency measurement method, system, electronic equipment and storage medium
US8073587B2 (en) Diagnostic method for locating a failure in a complex system, and a device for implementing said method
RU2727737C1 (en) Method of chips detecting in oil and device for its implementation
CN108922139B (en) A kind of online test method that industry alarm is spread unchecked
EP3312844B1 (en) Abnormality indication monitoring system
RU2765325C1 (en) Method for signaling the presence of chippings in oil and a device for its implementation
ITUB20155449A1 (en) METHOD OF ANALYSIS OF A TEMPORAL SEQUENCE OF MEASURES OF A CHARACTERISTIC SIGNAL OF A SYSTEM FOR THE PREVENTIVE SYSTEM DIAGNOSIS OF THE SAME SYSTEM
WO2022262072A1 (en) Method and system for training target model on the basis of modification of sample signal
JP2953613B2 (en) Monitoring and diagnostic methods for various plants
CN109240267A (en) Closed loop fault modeling and active diagnosing method under a kind of deficient data
CN118118319B (en) Intelligent diagnosis method and system for network equipment based on big data