RU2789570C1 - Method for vibroacoustic diagnostics of the technical condition of the inter-rotor bearing of a two-shaft gas turbine engine - Google Patents

Method for vibroacoustic diagnostics of the technical condition of the inter-rotor bearing of a two-shaft gas turbine engine Download PDF

Info

Publication number
RU2789570C1
RU2789570C1 RU2022112954A RU2022112954A RU2789570C1 RU 2789570 C1 RU2789570 C1 RU 2789570C1 RU 2022112954 A RU2022112954 A RU 2022112954A RU 2022112954 A RU2022112954 A RU 2022112954A RU 2789570 C1 RU2789570 C1 RU 2789570C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
inter
rotor
technical condition
bearing
vibration
Prior art date
Application number
RU2022112954A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Максим Евгеньевич Востриков
Original Assignee
Максим Евгеньевич Востриков
Filing date
Publication date
Application filed by Максим Евгеньевич Востриков filed Critical Максим Евгеньевич Востриков
Application granted granted Critical
Publication of RU2789570C1 publication Critical patent/RU2789570C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: complex diagnostics.
SUBSTANCE: invention relates to a method for complex diagnostics of the technical condition of the inter-rotor bearings of two-shaft aircraft and ground gas turbine engines (GTE) using vibration diagnostics methods and can be used in aircraft engine building. The proposed method for vibroacoustic diagnostics of the technical condition of GTE bearings can be implemented using the device shown in figure 1, where it is indicated: 1 - wireless vibroacoustic sensor type VWV001; 2 - rubber sucker; 3 - extension rod; 4 - inspection window of the front part of the working blades of the high-pressure turbine; 5 - shelf of the working blade of the high-pressure turbine. In this case, the vibration sensor 1 of the VWV001 type, using an extension rod 3, at the end of which there is a threaded connection, is installed through the inspection window of the front part of the working blades of the high-pressure turbine 4 on the shelf of the working blade of the high-pressure turbine 5 in such a way as to get as close as possible to the GTE bearing support, and fixed with a rubber suction cup 2, then disconnect the threaded connection between the vibration sensor and the extension rod. The extension rod is removed from the inside of the gas turbine engine through the inspection window of the rotor blades. To estimate the magnitude of the vibration amplitude excited by the inter-rotor bearing, the low-pressure rotor is spun up by a manual drive to a rotation speed of 60-100 rpm. The technical condition of the inter-rotor bearing is assessed using the crest factor method. A conclusion is made about the technical serviceability of the inter-rotor bearing.
EFFECT: creation of a method for complex diagnostics of the technical condition of the inter-rotor bearings of two-shaft aircraft and ground gas turbine engines.
1 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к способу комплексной диагностики технического состояния межроторных подшипников двухвальных авиационных и наземных газотурбинных двигателей методами вибродиагностики и может быть использовано в авиадвигателестроении и организациями, эксплуатирующими данные двигатели, для раннего выявления возникающих дефектов в процессе изготовления, эксплуатации, технического обслуживания и ремонта газотурбинных двигателей.The invention relates to a method for comprehensive diagnostics of the technical condition of inter-rotor bearings of two-shaft aircraft and ground gas turbine engines using vibration diagnostics methods and can be used in aircraft engine building and organizations operating these engines for early detection of emerging defects in the manufacturing process, operation, maintenance and repair of gas turbine engines.

Межроторный подшипник является одним из самых уязвимых элементов авиационных двухконтурных двигателей. Это объясняется постоянно изменяющимися многофакторными нагрузками, воздействующими на подшипник. Методики расчета долговечности подшипников, работающих в таких условиях, не учитывают всех внешних факторов и дают значительное отклонение от реально полученных результатов. Большой разброс наработки до отказа межроторного подшипника свидетельствует о нестабильности нагрузок, воздействующих на подшипник на разных объектах.The inter-rotor bearing is one of the most vulnerable elements of aircraft bypass engines. This is due to constantly changing multi-factorial loads acting on the bearing. Methods for calculating the durability of bearings operating in such conditions do not take into account all external factors and give a significant deviation from the actual results. A large spread of time to failure of the inter-rotor bearing indicates the instability of the loads acting on the bearing at different objects.

Количество поврежденных подшипников качения составляет всего несколько процентов от числа двигателей, на которых они установлены, но при этом последствия для газотурбинного двигателя и для всего летательного аппарата в целом могут быть столь существенны, что это выводит данный отказ на одно из первых мест в списке наиболее опасных неисправностей. 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 определение технического состояния межроторного подшипника и контроль его изменения, необходимый для раннего обнаружения зарождающихся дефектов на всех этапах жизненного цикла авиационных двухконтурных газотурбинных двигателей имеет решающее значение для обеспечения безопасности полетов летательных аппаратов.The number of damaged rolling bearings is only a few percent of the number of engines on which they are installed, but the consequences for the gas turbine engine and for the entire aircraft as a whole can be so significant that this brings this failure to one of the first places in the list of the most dangerous faults. The 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 aircraft with two engines or the loss of the aircraft if it has only one engine. Therefore, the determination of the technical condition of the inter-rotor bearing and the control of its change, which is necessary for the early detection of incipient defects at all stages of the life cycle of aircraft bypass gas turbine engines, is of decisive importance for ensuring the safety of aircraft flights.

Аналогом предлагаемого изобретения является известный способ диагностики технического состояния межроторного подшипника двухвального газотурбинного двигателя, который включает раскручивание ротора, регистрацию сигналов вибрации вибродатчиком, установленным на корпусе газотурбинного двигателя, с последующим его преобразованием и оценку технического состояния межроторного подшипника. Измерения сигналов вибрации выполняются на установившихся режимах при частотах вращения ротора высокого давления более 90% от максимального значения с последующим преобразованием их в амплитудно-частотный спектр, из которого выделяют сепараторную частоту межроторного подшипника и частоты вращения роторов высокого и низкого давления (RU 2478923 С2, 10.04.2013).An analogue of the present invention is a well-known method for diagnosing the technical condition of the inter-rotor bearing of a two-shaft gas turbine engine, which includes spinning the rotor, recording vibration signals by a vibration sensor mounted on the gas turbine engine housing, followed by its transformation and evaluation of the technical condition of the inter-rotor bearing. Vibration signals are measured in steady-state conditions at high-pressure rotor speeds of more than 90% of the maximum value, followed by their conversion into an amplitude-frequency spectrum, from which the separating frequency of the inter-rotor bearing and the high and low pressure rotor speeds are isolated (RU 2478923 C2, 10.04 .2013).

Этот способ предполагает регистрацию сигналов вибрации вибродатчиком, установленным на корпусе газотурбинного ГТД, поэтому он имеет следующий недостаток. В случае расположения вибродатчика на корпусе двигателя происходит ослабление амплитуды вибрации дефектного подшипника, что не позволяет выделить ее из общего шумового фона даже при максимальной амплитуде вибрации от глубоких повреждений деталей подшипника. Это снижает вероятность обнаружения дефектного подшипника.This method involves the registration of vibration signals by a vibration sensor mounted on the body of a gas turbine gas turbine, so it has the following drawback. If the vibration sensor is located on the motor housing, the vibration amplitude of the defective bearing is weakened, which does not allow it to be distinguished from the general noise background even at the maximum vibration amplitude from deep damage to the bearing parts. This reduces the chance of finding a defective bearing.

Второй недостаток состоит в том, что данный способ диагностики межроторных подшипников двухроторных газотурбинных двигателей при практическом использовании продемонстрировал нестабильность результатов, выразившуюся в том, что в ряде случаев при наличии вышеизложенных диагностических признаков после разборки двигателя состояние межроторного подшипника не имеет отклонений от технических условий /см. журнал «Двигатель», №3, 2012, с.18-21.The second drawback is that this method for diagnosing inter-rotor bearings of twin-rotor gas turbine engines in practical use has demonstrated the instability of the results, expressed in the fact that in some cases, in the presence of the above diagnostic signs after engine disassembly, the state of the inter-rotor bearing does not deviate from the technical specifications / see. magazine "Engine", No. 3, 2012, p.18-21.

Также при исследованиях двигателя с отказавшим межроторным подшипником при его работе на всех режимах сепараторная частота не проявлялась совсем, вплоть до заклинивания подшипника (третий недостаток). Also, when studying an engine with a failed inter-rotor bearing, during its operation in all modes, the separation frequency did not appear at all, up to the bearing jamming (the third drawback).

Эксперименты, проведенные для выявления корреляции вибросигнала с датчика, установленного непосредственно на деталях подшипника, и датчика, установленного на корпусных деталях двигателя, демонстрируют полное отсутствие сходимости полученных результатов. Из этого следует, что все методы диагностики, основанные на анализе амплитуды лишь сепараторной частоты и при использовании информации с вибродатчиков, установленных на корпусных деталях двигателя, имеют низкую вероятность раннего обнаружения появления дефектов межроторного подшипника.Experiments carried out to identify the correlation of the vibration signal from the sensor installed directly on the bearing parts and the sensor installed on the engine body parts demonstrate a complete lack of convergence of the results obtained. It follows from this that all diagnostic methods based on the analysis of the separation frequency amplitude only and when using information from vibration sensors installed on engine body parts have a low probability of early detection of defects in the inter-rotor bearing.

В качестве прототипа выбран способ диагностики технического состояния межроторного подшипника двухвального газотурбинного двигателя (RU 2537669 C1, 10.01.2015).As a prototype, a method for diagnosing the technical condition of the inter-rotor bearing of a two-shaft gas turbine engine (RU 2537669 C1, 10.01.2015) was chosen.

Способ диагностики технического состояния межроторного подшипника двухвального газотурбинного двигателя, включающий раскручивание ротора, регистрацию сигналов вибрации вибродатчиком с последующим их преобразованием и оценку технического состояния межроторного подшипника, отличающийся тем, что регистрацию сигналов производят вибродатчиком, установленным на виброводе, контактирующем с полкой рабочей лопатки турбины высокого давления вблизи диагностируемого подшипника и закрепленном изолированно от корпуса двигателя с помощью пружинного механического демпфера в окне осмотра передней части рабочих лопаток турбины высокого давления, при этом ротор низкого давления раскручивают ручным приводом до частоты вращения 60-100 об/мин, а преобразование и оценку технического состояния межроторного подшипника производят с помощью метода пик-фактора.A method for diagnosing the technical condition of the inter-rotor bearing of a two-shaft gas turbine engine, including spinning the rotor, recording vibration signals with a vibration sensor with their subsequent conversion, and assessing the technical condition of the inter-rotor bearing, characterized in that the signals are recorded by a vibration sensor installed on a vibration guide in contact with the shelf of the working blade of a high-pressure turbine close to the bearing to be diagnosed and fixed in isolation from the engine housing with the help of a spring mechanical damper in the inspection window of the front part of the high-pressure turbine rotor blades, while the low-pressure rotor is manually spun to a speed of 60-100 rpm, and the transformation and assessment of the technical condition of the inter-rotor bearings are produced using the crest factor method.

Известному устройству присущи следующие недостатки: устройство фиксируется в проточной части двигателя, так как его конструкция не позволяет надежно зафиксировать датчик непосредственно на ротор двигателя, рядом с исследуемым узлом внутри корпуса ГТД. В связи с этим увеличивается расстояние, которое проходят акустические волны, а также происходит их ослабление и изменение параметров по причине разнородности среды прохождения регистрируемого сигнала. Все это ослабляет амплитуду полезного акустического сигнала.The known device has the following disadvantages: the device is fixed in the flow part of the engine, since its design does not allow to securely fix the sensor directly on the engine rotor, next to the investigated node inside the GTE housing. In this regard, the distance traveled by acoustic waves increases, as well as their attenuation and change in parameters due to the heterogeneity of the medium for the passage of the recorded signal. All this weakens the amplitude of the useful acoustic signal.

Задачей предлагаемого изобретения является повышение достоверности результата при проведении оценки технического состояния межроторного подшипника.The objective of the invention is to increase the reliability of the result when assessing the technical condition of the inter-rotor bearing.

Ожидаемый технический результат - максимальное приближение к внешним условиям работы подшипника при проведении его диагностики и повышение достоверности результата при проведении оценки технического состояния межроторного подшипника.The expected technical result is the maximum approximation to the external operating conditions of the bearing when diagnosing it and increasing the reliability of the result when assessing the technical condition of the inter-rotor bearing.

Ожидаемый технический результат достигается тем, что в известном способе диагностики технического состояния межроторного подшипника двухвального ГТД, включающем раскручивание ротора, регистрацию сигналов вибрации вибродатчиком с последующим их преобразованием и оценку технического состояния межроторного подшипника с помощью метода пик-фактора, вибродатчик выполняют беспроводным, устанавливают его с помощью удлинительной штанги через окно осмотра рабочих лопаток на полку рабочей лопатки турбины высокого давления вблизи диагностируемого подшипника с помощью присоски.The expected technical result is achieved by the fact that in the known method for diagnosing the technical condition of the inter-rotor bearing of a two-shaft gas turbine engine, including spinning the rotor, recording vibration signals with a vibration sensor with their subsequent conversion and assessing the technical condition of the inter-rotor bearing using the crest factor method, the vibration sensor is made wireless, installed with using an extension rod through the inspection window of the working blades to the shelf of the working blade of the high-pressure turbine near the diagnosed bearing using a suction cup.

Существенное значение для качественного проведения вибродиагностики имеет место установки вибродатчика, однотипность и качество его монтажа, что и обеспечивает предлагаемый способ.Vibration sensor installation location, uniformity and quality of its installation are essential for high-quality vibration diagnostics, which provides the proposed method.

Невозможность получения достоверного результата при проведении диагностики технического состояния межроторного подшипника путем установки датчика вибрации на корпусе двигателя определяет необходимость приближения места установки датчика непосредственно к источнику вибрации, в нашем случае - к диагностируемому подшипнику с дефектами поверхностей. Конструктивно межроторный подшипник установлен между двумя вращающимися валами и находится в масляной полости, что не позволяет установить вибродатчик непосредственно на подшипник. Также препятствуют этому вращающиеся в процессе работы двигателя детали турбин и их высокие рабочие температуры.The impossibility of obtaining a reliable result when diagnosing the technical condition of an inter-rotor bearing by installing a vibration sensor on the motor housing determines the need to approach the sensor installation site directly to the source of vibration, in our case, to the diagnosed bearing with surface defects. Structurally, the inter-rotor bearing is installed between two rotating shafts and is located in the oil cavity, which does not allow mounting the vibration sensor directly on the bearing. Turbine parts rotating during engine operation and their high operating temperatures also prevent this.

Способ позволяет получать и исследовать вибрационные сигналы деталей ротора высокого давления, находящихся в непосредственном контакте с узлом его опоры, и с минимальными потерями и искажениями передать их на датчик. Проводится измерение и анализ параметров вибрации, возникающих при взаимодействии участков поврежденных рабочих поверхностей взаимодействующих деталей диагностируемых подшипников, которые существенно изменяются в зависимости от степени развития дефектов подшипника.The method makes it possible to receive and investigate vibration signals of high-pressure rotor parts that are in direct contact with its support assembly, and to transmit them to the sensor with minimal losses and distortions. Measurement and analysis of vibration parameters that occur during the interaction of sections of damaged working surfaces of the interacting parts of the diagnosed bearings are measured and analyzed, which significantly change depending on the degree of development of bearing defects.

Вибросигнал от межроторного подшипника через диск, замковую часть и полку рабочей лопатки турбины высокого давления передается на вибродатчик. Вибродатчик с помощью удлинительной штанги, на конце которой находится резьбовое соединение, устанавливают на полку рабочей лопатки двигателя через окно осмотра передней части рабочих лопаток таким образом, чтобы максимально приблизиться к подшипниковой опоре ГТД. С помощью присоски виброакустический датчик фиксируют на полку рабочей лопатки, затем разъединяют резьбовое соединение между датчиком и удлинительной штангой. Удлинительную штангу извлекают из внутренней части ГТД через окно осмотра рабочих лопаток. Затем выполняется ручная прокрутка роторов двигателя и измерение виброакустических параметров.The vibration signal from the inter-rotor bearing through the disk, the lock part and the shelf of the working blade of the high-pressure turbine is transmitted to the vibration sensor. The vibration sensor with the help of an extension rod, at the end of which there is a threaded connection, is installed on the shelf of the engine working blade through the viewing window of the front part of the working blades in such a way as to get as close as possible to the GTE bearing support. Using a suction cup, the vibroacoustic sensor is fixed on the shelf of the working blade, then the threaded connection between the sensor and the extension rod is disconnected. The extension rod is removed from the inside of the gas turbine engine through the inspection window of the rotor blades. Then the motor rotors are manually rotated and vibroacoustic parameters are measured.

Использование окна осмотра передней части рабочих лопаток турбины высокого давления для применения удлинительной штанги позволяет максимально приблизить виброакустический датчик к источнику вибрации без разборки ГТД. Это существенно снижает трудозатраты при проведении диагностики технического состояния межроторного подшипника. Кроме того, фиксация датчика на полке рабочей лопатки позволяет избежать его перемещения при проведении диагностики технического состояния межроторного подшипника, что уменьшает наличие побочных вибрационных сигналов.The use of the viewing window of the front part of the high-pressure turbine rotor blades for the use of an extension rod makes it possible to bring the vibroacoustic sensor as close as possible to the vibration source without disassembling the gas turbine engine. This significantly reduces labor costs when diagnosing the technical condition of the inter-rotor bearing. In addition, fixing the sensor on the shelf of the working blade allows you to avoid its movement when diagnosing the technical condition of the inter-rotor bearing, which reduces the presence of side vibration signals.

Проведение диагностики технического состояния межроторного подшипника на работающем двигателе невозможно в связи с тем, что из условий эксплуатации аварийный двигатель запускать нельзя. Раскручивание ротора низкого давления ручным приводом до частоты вращения 60-100 об/мин позволяет проводить диагностику технического состояния межроторного подшипника на неработающем двигателе. Diagnostics of the technical condition of the inter-rotor bearing on a running engine is impossible due to the fact that the emergency engine cannot be started due to operating conditions. Unwinding the low-pressure rotor manually to a speed of 60-100 rpm allows diagnosing the technical condition of the inter-rotor bearing on an idle engine.

Выбор оптимального интервала частот вращения ротора низкого давления обоснован следующими факторами. Минимальная частота вращения ротора 60 об/мин ограничена минимальной частотой рабочего диапазона вибродатчика. Максимальная частота вращения ротора 100 об/мин ограничена техническими характеристиками ручного привода.The choice of the optimal low-pressure rotor speed range is justified by the following factors. The minimum rotor speed of 60 rpm is limited by the minimum frequency of the vibration sensor operating range. The maximum rotor speed of 100 rpm is limited by the specifications of the hand drive.

Раскручивание только ротора низкого давления производится для исключения паразитного влияния вибрации коробок редукторов и агрегатов газотурбинного двигателя, соединенных с ротором высокого давления.Only the low pressure rotor is untwisted to eliminate the parasitic effect of vibration of gearboxes and gas turbine engine units connected to the high pressure rotor.

Суть метода пик-фактора состоит в том, что наличие даже зарождающихся дефектов в подшипнике приводит к появлению высокочастотных ударных импульсов и, следовательно, к увеличению уровней пиков амплитуд в высокочастотном сигнале вибрации, при этом его среднеквадратичные уровни, в общем случае, могут даже оставаться неизменными. Рост значения пик-фактора, превышающий некоторый пороговый уровень, свидетельствует о возникновении единичных ударных импульсов, а последующее снижение уровня пик-фактора говорит о появлении большого количества ударных импульсов, опасных для дальнейшей эксплуатации подшипника.The essence of the crest factor method is that the presence of even incipient defects in the bearing leads to the appearance of high-frequency shock pulses and, consequently, to an increase in the levels of amplitude peaks in the high-frequency vibration signal, while its root-mean-square levels, in the general case, can even remain unchanged. . An increase in the crest factor value exceeding a certain threshold level indicates the occurrence of single shock pulses, and a subsequent decrease in the crest factor indicates the appearance of a large number of shock pulses that are dangerous for the further operation of the bearing.

Для оценки технического состояния подшипника с помощью данного метода используют простейший виброметр, позволяющий измерять два параметра вибрации: среднеквадратичное значение (СКЗ) амплитуды вибрации, то есть энергию вибрации, и пиковое значение (ПИК) амплитуды вибрации. Отношение двух параметров ПИК к СКЗ называется пик-фактором (Костюков В.Н., Науменко А.П. «Основы виброакустической диагностики и мониторинга машин» издательство ОмГТУ, 2011, - 441с.).To assess the technical condition of the bearing using this method, a simple vibrometer is used that allows you to measure two vibration parameters: the root mean square value (RMS) of the vibration amplitude, that is, the vibration energy, and the peak value (PEC) of the vibration amplitude. The ratio of two PIK parameters to RMS is called the peak factor (Kostyukov V.N., Naumenko A.P. “Fundamentals of vibroacoustic diagnostics and monitoring of machines”, OmSTU publishing house, 2011, - 441p.).

Оценка технического состояния межроторного подшипника осуществляется по полученному значению пик-фактора. Интервалы значения пик-фактора, по которым оценивается техническое состояние подшипника, зависят от типа двигателя, в котором он установлен. Для заявленного способа оценка технического состояния межроторного подшипника осуществляется в соответствии со следующими интервалами значений пик-фактора: при значении пик-фактора менее 5 подшипник оценивается как исправный; в интервале значений пик-фактора от 5 до 7 необходим дополнительный контроль технического состояния подшипника; при значении пик-фактора более 7 подшипник оценивается как неисправный и двигатель направляется в ремонт.The assessment of the technical condition of the inter-rotor bearing is carried out according to the obtained value of the crest factor. The intervals of the value of the crest factor, by which the technical condition of the bearing is evaluated, depend on the type of engine in which it is installed. For the claimed method, the assessment of the technical condition of the inter-rotor bearing is carried out in accordance with the following ranges of crest factor values: when the crest factor value is less than 5, the bearing is assessed as serviceable; in the range of values of the crest factor from 5 to 7, additional monitoring of the technical condition of the bearing is required; if the value of the crest factor is more than 7, the bearing is assessed as faulty and the motor is sent for repair.

Предлагаемый способ виброакустической диагностики технического состояния подшипников ГТД может быть реализован с помощью устройства, изображенного на фигуре 1, где обозначено: 1 - беспроводной вибродатчик типа VWV001; 2 - удлинительная штанга; 3 - окно осмотра передней части рабочих лопаток турбины высокого давления; 4 - полка рабочей лопатки турбины высокого давления; 5 - резиновая присоска.The proposed method of vibroacoustic diagnostics of the technical condition of GTE bearings can be implemented using the device shown in figure 1, where it is indicated: 1 - wireless vibration sensor type VWV001; 2 - extension rod; 3 - inspection window of the front part of the working blades of the high-pressure turbine; 4 - shelf of the working blade of the high-pressure turbine; 5 - rubber suction cup.

Принцип действия данного устройства состоит в следующем. Контроль технического состояния межроторного подшипника выполняют на неработающем двигателе. Перед началом работ снимают заглушку окна осмотра передней части рабочих лопаток турбины высокого давления. Вибродатчик 1 типа VWV001 с помощью удлинительной штанги 2, на конце которой находится резьбовое соединение, через окно осмотра передней части рабочих лопаток турбины высокого давления 3, устанавливают на полку рабочей лопатки турбины высокого давления 4 таким образом, чтобы максимально приблизиться к подшипниковой опоре ГТД и фиксируют с помощью резиновой присоски 5, затем разъединяют резьбовое соединение между вибродатчиком и удлинительной штангой. Удлинительную штангу извлекают из внутренней части ГТД через окно осмотра рабочих лопаток. The principle of operation of this device is as follows. Monitoring the technical condition of the inter-rotor bearing is carried out on an idle engine. Before starting work, remove the plug of the inspection window of the front part of the high-pressure turbine blades. Vibration sensor 1 type VWV001 using extension rod 2, at the end of which there is a threaded connection, through the inspection window of the front part of the working blades of the high-pressure turbine 3, is installed on the shelf of the working blade of the high-pressure turbine 4 in such a way as to get as close as possible to the GTE bearing support and fixed using a rubber suction cup 5, then disconnect the threaded connection between the vibration sensor and the extension rod. The extension rod is removed from the inside of the gas turbine engine through the inspection window of the rotor blades.

Для оценки величины амплитуды вибрации, возбуждаемой межроторным подшипником, производят раскрутку ротора низкого давления с помощью ручного привода до частоты вращения 60-100 оборотов в минуту. Осуществляют оценку технического состояния межроторного подшипника с помощью метода пик-фактора. Делают вывод о технической исправности межроторного подшипника (способ диагностики технического состояния межроторного подшипника двухвального газотурбинного двигателя RU 2537669 C1, 10.01.2015). To estimate the magnitude of the vibration amplitude excited by the inter-rotor bearing, the low-pressure rotor is spun up by a manual drive to a rotation speed of 60-100 rpm. The technical condition of the inter-rotor bearing is assessed using the crest factor method. A conclusion is made about the technical serviceability of the inter-rotor bearing (a method for diagnosing the technical condition of the inter-rotor bearing of a two-shaft gas turbine engine RU 2537669 C1, 10.01.2015).

Применение предлагаемого способа позволяет повысить чувствительность и избирательность аппаратуры вибродиагностики за счет выбора места и способа установки вибродатчика и, как следствие, повысить достоверность результата при проведении оценки технического состояния межроторного подшипника; обеспечить максимальное приближение внешних условий работы подшипника, влияющих на результаты проведения замеров вибрации; уменьшить трудовые и финансовые затраты за счет проведения вибродиагностики на неработающем двигателе, что позволяет выполнять работы при проведении всех видов технического обслуживания авиационной техники.The application of the proposed method allows to increase the sensitivity and selectivity of the vibration diagnostic equipment by choosing the place and method of installing the vibration sensor and, as a result, increase the reliability of the result when assessing the technical condition of the inter-rotor bearing; ensure the maximum approximation of the external conditions of the bearing, affecting the results of vibration measurements; reduce labor and financial costs by conducting vibration diagnostics on an idle engine, which allows you to perform work during all types of maintenance of aviation equipment.

Предлагаемые технические решения имеют изобретательский уровень, поскольку из опубликованных научных данных и известных технических решений явным образом не следует, что заявленная последовательность операций (вибродатчик выполняют беспроводным, устанавливают его с помощью удлинительной штанги через окно осмотра рабочих лопаток на полку рабочей лопатки турбины высокого давления вблизи диагностируемого подшипника с помощью присоски) обеспечивает повышение достоверности результата при проведении оценки технического состояния межроторного подшипника.The proposed technical solutions have an inventive level, since it does not explicitly follow from the published scientific data and known technical solutions that the declared sequence of operations (the vibration sensor is performed wirelessly, it is installed using an extension rod through the inspection window of the rotor blades on the shelf of the rotor blade of the high-pressure turbine near the diagnosed bearing with a suction cup) provides an increase in the reliability of the result when assessing the technical condition of the inter-rotor bearing.

Предлагаемые технические решения практически применимы, так как для их реализации могут быть использованы серийно выпускаемые промышленностью беспроводные вибродатчики типа VWV001, присоски из высококачественной резины, применяемые для крепления вибродатчика за счет образования вакуума внутри присоски, удлинительная штанга может быть выполнена из металлической шпильки с резьбовым соединением на конце.The proposed technical solutions are practically applicable, since commercially available wireless vibration sensors of the VWV001 type can be used for their implementation; end.

Claims (1)

Способ виброакустической диагностики технического состояния межроторного подшипника двухвального газотурбинного двигателя, включающий раскручивание ротора, регистрацию сигналов вибрации вибродатчиком с последующим их преобразованием и оценку технического состояния межроторного подшипника, отличающийся тем, что вибродатчик выполняют беспроводным, устанавливают его с помощью удлинительной штанги через окно осмотра рабочих лопаток на полку рабочей лопатки турбины высокого давления вблизи диагностируемого подшипника с помощью присоски, при этом ротор низкого давления раскручивают ручным приводом до частоты вращения 60-100 об/мин, а преобразование и оценку технического состояния межроторного подшипника производят с помощью метода пик-фактора.A method for vibroacoustic diagnostics of the technical condition of the inter-rotor bearing of a two-shaft gas turbine engine, including spinning the rotor, recording vibration signals with a vibration sensor with their subsequent conversion, and assessing the technical condition of the inter-rotor bearing, characterized in that the vibration sensor is made wireless, it is installed using an extension rod through the inspection window of the working blades on the shelf of the working blade of the high-pressure turbine near the diagnosed bearing with the help of a suction cup, while the low-pressure rotor is manually spun up to a speed of 60-100 rpm, and the transformation and assessment of the technical condition of the inter-rotor bearing is carried out using the crest factor method.
RU2022112954A 2022-05-13 Method for vibroacoustic diagnostics of the technical condition of the inter-rotor bearing of a two-shaft gas turbine engine RU2789570C1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2789570C1 true RU2789570C1 (en) 2023-02-06

Family

ID=

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2200942C2 (en) * 2001-03-19 2003-03-20 Федеральное государственное унитарное предприятие "Московское машиностроительное производственное предприятие "Салют" Method of vibroacoustic diagnosis of intershaft antifriction bearings of twin-shaft turbomachines and device for method embodiment
CN101672636A (en) * 2009-10-23 2010-03-17 佛山科学技术学院 Method for measuring abrasion loss of test pieces under action of cyclic load
US20110218741A1 (en) * 2008-10-14 2011-09-08 Hitachi, Ltd. Device for Detecting Defect of Turbine Rotor Blade and Method for Detecting Defect of Turbine Rotor Blade
RU2478923C2 (en) * 2011-07-22 2013-04-10 Открытое акционерное общество "Уфимское моторостроительное производственное объединение" Diagnostics method of technical state of inter-rotor bearing of two-shaft gas turbine engine
RU2537669C1 (en) * 2014-01-29 2015-01-10 Открытое акционерное общество "Уфимское моторостроительное производственное объединение" ОАО "УМПО" Method of technical state diagnostics of wheelspace bearing of two shaft gas turbine engine
RU2552389C1 (en) * 2014-01-29 2015-06-10 Открытое акционерное общество "Уфимское моторостроительное производственное объединение" ОАО "УМПО" Device for diagnostics of gas turbine twin-shaft inter-rotor bearing
RU2748933C1 (en) * 2020-03-19 2021-06-01 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ростовский государственный университет путей сообщения" (ФГБОУ ВО РГУПС) Dynamic monitoring of friction units of mobile technical systems

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2200942C2 (en) * 2001-03-19 2003-03-20 Федеральное государственное унитарное предприятие "Московское машиностроительное производственное предприятие "Салют" Method of vibroacoustic diagnosis of intershaft antifriction bearings of twin-shaft turbomachines and device for method embodiment
US20110218741A1 (en) * 2008-10-14 2011-09-08 Hitachi, Ltd. Device for Detecting Defect of Turbine Rotor Blade and Method for Detecting Defect of Turbine Rotor Blade
CN101672636A (en) * 2009-10-23 2010-03-17 佛山科学技术学院 Method for measuring abrasion loss of test pieces under action of cyclic load
RU2478923C2 (en) * 2011-07-22 2013-04-10 Открытое акционерное общество "Уфимское моторостроительное производственное объединение" Diagnostics method of technical state of inter-rotor bearing of two-shaft gas turbine engine
RU2537669C1 (en) * 2014-01-29 2015-01-10 Открытое акционерное общество "Уфимское моторостроительное производственное объединение" ОАО "УМПО" Method of technical state diagnostics of wheelspace bearing of two shaft gas turbine engine
RU2552389C1 (en) * 2014-01-29 2015-06-10 Открытое акционерное общество "Уфимское моторостроительное производственное объединение" ОАО "УМПО" Device for diagnostics of gas turbine twin-shaft inter-rotor bearing
RU2748933C1 (en) * 2020-03-19 2021-06-01 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ростовский государственный университет путей сообщения" (ФГБОУ ВО РГУПС) Dynamic monitoring of friction units of mobile technical systems

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10969303B2 (en) Method and system to monitor the health status of a rolling bearing of a machinery, and machinery equipped with said system
RU2449252C2 (en) Detection method of damage to support rolling bearing of engine
JP4504065B2 (en) Rolling bearing remaining life diagnosis method
JP4787904B2 (en) Rolling bearing remaining life diagnosis method
RU2484442C1 (en) Vibration diagnostics and forecasting method of sudden failure of engine, and carrier
CN103998775A (en) Method for determining mechanical damage to a rotor blade of a wind turbine
JP2003161112A (en) Method and system for monitoring bearing
WO2014123443A1 (en) Method and device for vibration diagnosis and forecasting sudden engine failure
US20170097323A1 (en) System and method for detecting defects in stationary components of rotary machines
CN111521399B (en) Kurtosis index and envelope spectrum based early fault diagnosis method for space bearing
RU2789570C1 (en) Method for vibroacoustic diagnostics of the technical condition of the inter-rotor bearing of a two-shaft gas turbine engine
US20220375270A1 (en) Systems and methods for monitoring component failure in a gear train based system
RU2478923C2 (en) Diagnostics method of technical state of inter-rotor bearing of two-shaft gas turbine engine
RU2613047C1 (en) Method of vibration diagnostics of bearing supports as part of gas turbine engines using technical microphone
RU2297613C2 (en) Method of diagnosing gas-turbine engine
RU2537669C1 (en) Method of technical state diagnostics of wheelspace bearing of two shaft gas turbine engine
RU2658118C1 (en) Method for diagnostics of bearing assemblies of a turbojet engine
CN113358210B (en) Pressure pulsation-based supercharger turbine blade vibration monitoring method
RU2640463C1 (en) Method for determining operation modes of gas turbine engine, in which axial strength, acting on radial thrust bearing, takes minimum and maximum values
RU2812379C1 (en) Method for diagnosing condition of gas turbine engine
Thanagasundram et al. Autoregressive based diagnostics scheme for detection of bearing faults
RU2790899C1 (en) Enhancement of the reliability of diagnosing the surge state of a gas turbine compressor
Kallappa et al. High frequency incipient fault detection for engine bearing components
US20170044929A1 (en) Method of monitoring rubbing between a rotary party and a stationary part in a rotating turbomachine, monitoring arrangement and turbomachine
Byington et al. Recent case studies in bearing fault detection and prognosis