RU2727737C1 - Method of chips detecting in oil and device for its implementation - Google Patents
Method of chips detecting in oil and device for its implementation Download PDFInfo
- Publication number
- RU2727737C1 RU2727737C1 RU2019139526A RU2019139526A RU2727737C1 RU 2727737 C1 RU2727737 C1 RU 2727737C1 RU 2019139526 A RU2019139526 A RU 2019139526A RU 2019139526 A RU2019139526 A RU 2019139526A RU 2727737 C1 RU2727737 C1 RU 2727737C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- chip
- signaling device
- signal
- chips
- electromagnetic
- Prior art date
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
Description
Изобретение относится к машиностроению, а именно к системам смазки механических устройств, например редукторов, в частности к устройствам для сигнализации о наличии металлических частиц в системе смазки главных вертолетных редукторов, и позволяет диагностировать начало разрушения деталей редуктора с заданной достоверностью, исключая ложные срабатывания, при появлении стружки в масле.The invention relates to mechanical engineering, namely to lubrication systems for mechanical devices, such as gearboxes, in particular to devices for signaling the presence of metal particles in the lubrication system of the main helicopter gearboxes, and allows you to diagnose the onset of destruction of gearbox parts with a given reliability, excluding false alarms, when shavings in oil.
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 plug-signaling device (RU 2460006), consisting of magnetic and non-magnetic electrodes, in the gap between which accumulates metal magnetic chips, closing the electrical circuit of the board "Chips in oil". This signaling device does not exclude false alarms during the running-in process of unit parts.
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.Known is a magnetic plug with a pre-alarm function (RU 2483221), which includes 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 hair-like shavings that arose during the running-in process.
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, несмотря на усложнение конструкции сигнализатора, не регистрируется интенсивность срабатывания магнитных контактов.Known is a magnetic signaling device for shavings of an engine oil system (SU 1719954), which has two or more magnetic contacts connected to a serial electrical circuit with a signal board. The signaling device is triggered only in the event of a chip closure of all magnetic contacts, excluding the closure of some of them with a single hair-like chip. In this case, despite the complexity of the design of the signaling device, the intensity of the actuation of the magnetic contacts is not recorded.
Известно 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.Known technical solution (RU 2312240) 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 volume of oil in the oil system does not allow to reveal the timely correlation of signs at the early stages of the destruction of parts, because the running-in period is associated with increased friction in the units and, consequently, an increased oil temperature.
Наиболее близким принятым за прототип является техническое решение, реализованное в сигнализации стружки газотурбинного двигателя ТВ7-117СТ, в состав которой входят электромагнитный сигнализатор стружки и блок автоматического регулирования и контроля двигателя, формирующий сигнал "Стружка в масле" при трехкратном последовательном срабатывании в течение определенного временного интервала сигнализатора стружки. Недостаток данного решения обусловлен недостаточной надежностью устройства, не позволяющего из-за использования детерминированного подхода обработки сигналов отсекать ложные срабатывания сигнализатора стружки.The closest adopted as a prototype is a technical solution implemented in signaling chips of a gas turbine engine TV7-117ST, which includes an electromagnetic chip signaling device and an automatic control and monitoring unit for the engine, which generates a signal "Chips in oil" when triple sequential operation within a certain time interval chip alarm. The disadvantage of this solution is due to the insufficient reliability of the device, which does not allow, due to the use of a deterministic signal processing approach, to cut off false alarms of the chip alarm.
Целью изобретения является диагностирование начавшегося разрушения деталей редуктора с заданной достоверностью, исключая ложные срабатывания, не связанные с разрушением деталей. Технический результат состоит в упрощении конструкции и уменьшении вероятности ложного срабатывания системы сигнализации за счет использования недетерминированного подхода к анализу сигналов, поступающих от сигнализатора стружки.The aim of the invention is to diagnose the incipient destruction of gearbox parts with a given reliability, excluding false alarms not associated with the destruction of parts. The technical result consists in simplifying the design and reducing the likelihood of false triggering of the alarm system by using a non-deterministic approach to the analysis of signals coming from the chip alarm.
Указанный технический результат достигается тем, что согласно предлагаемому изобретению система сигнализации стружки в масле содержит табло "Стружка в сигнализаторе" и "Стружка в масле", электромагнитный сигнализатор стружки, блок автоматического регулирования и контроля с устройством анализа сигналов поступающих от электромагнитного сигнализатора стружки, связанный посредством каналов передачи сигналов с табло и электромагнитным сигнализатором стружки, причем устройство анализа сигналов осуществляет обработку по меньшей мере трех последовательно поступивших сигналов срабатывания электромагнитного сигнализатора стружки, формирование сигнала "Стружка в сигнализаторе" при первом срабатывании электромагнитного сигнализатора стружки и формирование сигнала «Стружка в масле» при не снятом с учета сигнале "Стружка в сигнализаторе" и снижении достоверности диагностирования до уровня Р<1-α, где α - заданная вероятность ложного срабатывания.The specified technical result is achieved by the fact that according to the invention, the chip-in-oil alarm system contains the "Chips in the signaling device" and "Chips in oil" displays, an electromagnetic chip signaling device, an automatic control and monitoring unit with a device for analyzing signals coming from the electromagnetic chip signaling device connected by signal transmission channels with a board and an electromagnetic chip signaling device, and the signal analysis device processes at least three successively received signals of operation of the electromagnetic chip signaling device, generates the signal "Chips in the signaling device" at the first actuation of the electromagnetic chip signaling device and generates the signal "Chips in oil" when not removed from the register of the signal "Chips in the signaling device" and a decrease in the reliability of diagnosis to the level P <1-α, where α is the given probability of a false alarm.
Функционирование предложенной системы сигнализации осуществляется следующим образом.The functioning of the proposed alarm system is as follows.
При падении электрического сопротивления в электромагнитном сигнализаторе стружки (СС) ниже заданного значения R1, блок автоматического регулирования и контроля (БАРК) фиксирует это падение и снимает питание с электромагнита СС, сердечник СС размагничивается и стружка смывается потоком масла. После увеличения сопротивления в СС выше заданного значения R2 БАРК вновь подает питание на электромагнит СС. Если увеличение сопротивления СС до заданного значения R2 не происходит в течение заданного времени tCM, БАРК формирует сигнал "Стружка в сигнализаторе" и фиксирует момент времени ti, в который произошло падение сопротивления СС. Если в заданном интервале времени Δt после формирования сигнала "Стружка в сигнализаторе" не происходит следующего падения сопротивления, то БАРК снимает этот сигнал с учета. Таким образом, исключаются ложные срабатывания СС:When the electrical resistance in the electromagnetic chip detector (CC) falls below the set value R1, the automatic regulation and control unit (BARK) detects this drop and removes power from the CC electromagnet, the CC core is demagnetized and the chips are washed off by the oil flow. After increasing the resistance in the SS above the preset value R2, the BARK again supplies power to the SS electromagnet. If an increase in the SS resistance to a predetermined value R2 does not occur within a predetermined time t CM , the BARK generates a signal "Chips in the detector" and fixes the time t i at which the SS resistance dropped. If in a given time interval Δt after the formation of the signal "Chips in the signaling device" there is no next drop in resistance, then the BARK removes this signal from the account. Thus, false alarms of the SS are excluded:
- из-за замыкания контактов единичной волосовидной стружкой, которое устраняется смывом ее потоком масла при размагничивании сердечника СС;- due to the closure of the contacts by a single hair-like shaving, which is eliminated by washing it off with an oil flow when the CC core is demagnetized;
- связанные с постоянной частотой срабатывания (нет нарастания скорости образования стружки).- associated with a constant frequency of operation (no increase in the rate of chip formation).
Работу системы сигнализации с заданной вероятностью ложного срабатывания α рассмотрим на примере трех последовательных срабатываний электромагнитного СС в моменты времени t1<t2<t3, между которыми питание с электромагнита СС на короткое время снимается, чтобы поток масла унес налипшие частицы, очистив контакты СС для следующего срабатывания.Let us consider the operation of the alarm system with a given probability of false alarms α using the example of three successive actuations of the electromagnetic SS at times t 1 <t 2 <t 3 , between which the power supply from the SS electromagnet is removed for a short time so that the oil flow will carry away the adhered particles by cleaning the SS contacts for the next trigger.
Срабатывание СС происходит по мере накопления продуктов износа или разрушения деталей двигателя, что является относительно редким событием, характеризуемым пуассоновским потоком. В этом случае интервалы времени между событиями считаются распределенными по экспоненциальному закону. У аналогичных сигнализаторов стружки главных редукторов вертолетов имеется более обширная статистика срабатываний, при обработке которой экспоненциальный закон распределения идентифицирован достоверно.The SS is triggered with the accumulation of wear products or destruction of engine parts, which is a relatively rare event characterized by Poisson flow. In this case, the time intervals between events are considered exponentially distributed. Similar signaling devices for shavings of main gearboxes of helicopters have more extensive statistics of operations, during the processing of which the exponential distribution law is reliably identified.
В качестве критерия срабатывания устройства сигнализации стружки в масле выбрано отношениеAs a criterion for triggering the chip-in-oil alarm device, the ratio
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 0≤t<∞ и параметром λ. И пусть составлен вариационный ряд t1≤t2≤t3. Тогда плотность распределения отношения имеет видTheorem. Let independent random variables t 1 , t 2 , t 3 be equally distributed exponentially with the
Доказательство. Плотность совместного распределения упорядоченных случайных величин t1≤t2≤t3 выглядит следующим образом:Evidence. The joint distribution density of ordered random variables t 1 ≤t 2 ≤t 3 is as follows:
Введем в рассмотрение преобразования переменныхLet us introduce the transformation of variables
Обратные преобразованияInverse transformations
Якобиан этого преобразования имеет видThe Jacobian of this transformation is
Тогда плотность совместного распределения случайных величин δ1, δ2, δ3 Then the joint distribution density of random variables δ 1 , δ 2 , δ 3
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
Теорема доказана.The theorem is proved.
Нормированная функция распределенияNormalized distribution function
Проверка формулы (8) проведена методом статистических испытаний при числе N=106.Formula (8) was verified by the method of statistical tests with the number N = 10 6 .
На фиг. 1 приведен результат проверки на равномерность распределения случайной величины который показывает, что достигнутый уровень значимости р=0,75 не дает оснований для того, чтобы отвергнуть гипотезу о равномерном распределении случайной величины R.FIG. 1 shows the result of checking the uniformity of the distribution of the random variable which shows that the achieved level of significance p = 0.75 does not provide grounds for rejecting 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. 2.In turn, this means that there is also no reason to reject the hypothesis about the distribution of the random variable δ according to the law with density (7). The density (7) is shown in Fig. 2.
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.Distribution with density (7) belongs to the class of power distributions, a 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.The power-law distribution is used to describe non-equilibrium systems prone to catastrophic behavior under certain conditions. These are fast, unstable, multidimensional, and therefore poorly controlled 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 taking into account (4) and (8)
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 the given level α does not exceed 0.2%, which indicates the statistical reliability of the proposed alarm device triggering scheme.
Имитационное моделирование осуществлено при числе испытаний N=5000. В результате нескольких итераций относительное отклонение числа формирований сигнала "Стружка в масле" от заданного уровня α в среднем составило 0,2%.Simulation modeling was carried out with the number of tests N = 5000. As a result of several iterations, the relative deviation of the number of signal formations "Chips in oil" from the specified 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. Выбор значения α производится, исходя из рекомендаций ГОСТ Р 51901.12-2007 при анализе видов и последствий отказов с помощью матрицы критичности.Thus, the proposed device allows, with a given probability of false triggering α, to timely issue a signal on the signaling board about the presence of chips. The choice of the value of α is based on the recommendations of GOST R 51901.12-2007 when analyzing the types and consequences of failures using a criticality matrix.
Алгоритм работы устройства анализа представлен на фиг. 3.The algorithm of the analysis device is shown in Fig. 3.
Входными сигналами служат сигнал "Запуск", который запускает таймеры Т1, Т2, Т3 и сигналы, поступающие от срабатывающего сигнализатора стружки.The input signals are the "Start" signal, which starts the timers T 1 , T 2 , T 3 and the signals from the triggered chip alarm.
При первом срабатывании сигнализатора стружки на выходе счетчика-дешифратора формируется сигнал Х1, который останавливает таймер Т1 и формирует сигнал "Стружка в сигнализаторе". Значение t1 с выхода таймера Т1 поступает на вход схемы сравнения.When the chip alarm is first triggered, a signal X 1 is generated at the output of the counter-decoder, which stops timer T 1 and generates the "Chips in the alarm" signal. The value of t 1 from the output of the timer T 1 is fed to the input of the comparison circuit.
При втором срабатывании сигнализатора стружки на выходе счетчика-дешифратора формируется сигнал Х2, который останавливает таймер Т2. Значение t2 с его выхода также поступает на вход схемы сравнения.At the second triggering of the chip signaling device, a 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 is also fed to the input of the comparison circuit.
При третьем срабатывании сигнализатора стружки на выходе счетчика-дешифратора формируется сигнал X3, который останавливает таймер Т3. Значение t3 с его выхода также поступает на вход схемы сравнения.When the chip alarm is triggered for the third time, a 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 is also fed to the input of the comparison circuit.
В схеме сравнения проверяется вероятность появления стружки. При вероятности и не снятом с учета сигнале "Стружка в сигнализаторе" формируется сигнал "Стружка в масле".The comparison circuit checks the likelihood of chip formation. With probability and an unregistered signal "Chips in the signaling device", the signal "Chips in oil" is generated.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019139526A RU2727737C1 (en) | 2019-12-03 | 2019-12-03 | Method of chips detecting in oil and device for its implementation |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019139526A RU2727737C1 (en) | 2019-12-03 | 2019-12-03 | Method of chips detecting in oil and device for its implementation |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2727737C1 true RU2727737C1 (en) | 2020-07-23 |
Family
ID=71741351
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2019139526A RU2727737C1 (en) | 2019-12-03 | 2019-12-03 | Method of chips detecting in oil and device for its implementation |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2727737C1 (en) |
Cited By (2)
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)
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 |
-
2019
- 2019-12-03 RU RU2019139526A patent/RU2727737C1/en active
Patent Citations (5)
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)
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 |
---|---|---|
US4527636A (en) | Single-wire selective perforation system having firing safeguards | |
US4100491A (en) | Automatic self-cleaning ferromagnetic metal detector | |
RU2727737C1 (en) | Method of chips detecting in oil and device for its implementation | |
US4302754A (en) | Wear particle disintegrator monitor | |
CN106662868B (en) | What the degeneration for the airborne equipment to aircraft was monitored includes the method for determining count threshold | |
US20090077146A1 (en) | On-Line Randomness Test For Restart Random Number Generators | |
US11518545B2 (en) | Supplemental cooling unit prediction system | |
RU2720147C1 (en) | Method of chips in oil detecting and device for its implementation | |
US8073587B2 (en) | Diagnostic method for locating a failure in a complex system, and a device for implementing said method | |
CN108922139B (en) | A kind of online test method that industry alarm is spread unchecked | |
CN112988525B (en) | Method and device for matching alarm association rules | |
CN101980172B (en) | Method for defining wrong data of intelligent device in power supply system | |
RU2765325C1 (en) | Method for signaling the presence of chippings in oil and a device for its implementation | |
DE69627813T2 (en) | COUNTER AND DEVICE FOR DETECTING A ROTATIONAL STILL USING THE COUNTER | |
CN110211353A (en) | A kind of effective ways that monitoring system warning information inhibits | |
EP0098779B1 (en) | A single-wire selective perforation system having firing safeguards | |
Ndonda et al. | Exploiting the temporal behavior of state transitions for intrusion detection in ics/scada | |
Liu et al. | Detection method of intermittent faults in electronic systems based on Markov model | |
CN107121949B (en) | Signal check device, signal check system and signal check method | |
US2540115A (en) | Pulse duration selector | |
CN111126277A (en) | Power failure alarm signal identification method, device, terminal and storage medium | |
CN115357838B (en) | Rail transit equipment fault monitoring configuration method based on event triggering | |
Javanbakht et al. | Alarm-based root cause analysis in industrial processes using deep learning | |
US3628142A (en) | Sliding interval event detector | |
JP2004046348A (en) | Controller, input circuit therefor, and signal input method of controller |