Вибродиагностика величины бокового зазора в зубчатом зацеплении дифференциального редуктора турбовинтового двигателя

DOI: 10.34759/vst-2020-3-198-208

Авторы

Крючков А. Н.^1*, Плотников С. М.^1**, Сундуков А. Е.^2***, Сундуков Е. В.^3****

1. Самарский национальный исследовательский университет им. академика С.П. Королева, Московское шоссе, 34, Самара, 443086, Россия
2. «Турбина СК», ул. Финская, 96, офис 1, Самара, 443011, Россия
3. «ОДК-Кузнецов», Заводское шоссе, 29, Самара, 443009, Россия

*e-mail: kan@ssau.ru
**e-mail: s_plotnikov@hotmail.com
***e-mail: sunduckov@mail.ru
****e-mail: motor@kuznetsov-motors.ru

Аннотация

Рассмотрена проблема выбора диагностических признаков величины бокового зазора в зацеплении солнечной шестерни и сателлитов дифференциального редуктора одного из турбовинтовых двигателей. Показано, что информативными являются: составляющие ряда с шагом, равным произведению числа сателлитов на частоту вращения солнечной шестерни в приведенном движении; субгармонические компоненты; глубина амплитудной модуляции зубцовой гармоники роторной, комбинационные составляющие и индексы частотной модуляции на кратных роторных и комбинационных составляющих. Установлено, что диагностические признаки можно получить как с сигнала вибропреобразователя, так и со «штатных» тахометрических датчиков частот вращения вала заднего винта и турбокомпрессора двигателя. Применительно к двигателю, на базе которого получен экспериментальный материал, установлены нормы на величину разработанных диагностических признаков.

Ключевые слова:

турбовинтовой двигатель, дифференциальный редуктор, боковой зазор зубчатого зацепления, диагностические признаки

Библиографический список

1. Елисеев Ю.С., Крымов В.В., Нежурин И.П. и др. Производство зубчатых колес газотурбинных двигателей / Под ред. Ю.С. Елисеева. – М.: Высшая школа, 2001. – 493 с.

2. Чуйко В.М. Ивченко – стратег, организатор, ученый, конструктор // Конверсия в машиностроении. 2004. № 4. С. 103-106.

3. Курушин М.И., Балякин В.Б, Курушин А.М. Экспериментальные исследования причин возбуждения колебаний элементов турбовинтового двигателя с дифференциальным редуктором // Известия Самарского научного центра Российской академии наук. 2014. Т. 16. № 4. С. 132-136.

4. ГОСТ 1643-81 Основные нормы взаимозаменяемости. Передачи зубчатые цилиндрические. Допуски. – М.: Изд-во стандартов, 1981. – 44 с.

5. Неразрушающий контроль: Справочник в 7 т. Под общ. ред. В.В. Клюева. Т. 7 в 2-х кн. Кн. 2. Вибродиагностика. – М.: Машиностроение, 2005. – 829 с.

6. Sheinik R., Petersen D. Automated fault detection via selective frequency band alarming in PC-based predictive maintenance systems. – CSL, Knaxville, TN37923, USA.

7. Liu G., Parker R. Dynamic Modeling and Analysis of Tooth Profile Modification for Multimesh Gear Vibration // Journal of Mechanical Desing. 2008. Vol. 130. No. 12, pp. 121402/1-121402-13. DOI: 10.1115/1.2976803

8. Маслов Г.А., Митенков В.Б. Оценка вибрационных характеристик летательного аппарата с помощью высокомоментной статистики при ограниченном объеме экспериментов // Вестник Московского авиационного института. 2014. Т. 21. № 2. С. 13-17.

9. Decker H.J. Crack Detection for Aerospace Quality Spur Gears // 58th Annal Forum and Technology Display Sponsored by the American Helicopter Society (11-13 June 2002, Montreal, Quebec, Canada). NASA/TM-2002-211492. ARL-TR-2682. URL: https://ntrs.nasa.gov/archive/nasa/casi.ntrs.nasa.gov/20020061785.pdf

10. Rleskinen A.S. Cepstrum Analysis Predicts Gearbox Failure // Noise Control Engineering Journal. 1990. Vol. 34. No. 2, pp. 53-59.

11. Kirsis T.T., Martin H.R. Gear Pump Detect Detection Under Light Loading Condition // Eludics Quarterly. 1978. Vol. 10. No. 4, pp. 73-89.

12. Board D.B. Incipient Failure Detection for Helicopter Drive Trains // 13th Propulsion Conference (11-13 July 1977, Orlando, FL, U.S.A.). 1977. DOI: 10.2514/6.1977-898

13. Sokolova A.G. New noise-immune incipient failure detection methods for machinery monitoring and protection systems // The Fifth International Conference on Vibration Problems ICOVP-2001 (8-10 October 2001, Moscow, Russia).

14. Dyer D., Stewart R.M. Detection of Rolling Element Bearing Damage by Statistical Vibration Analysis // Journal of Mechanical Design. 1978. Vol. 100. No. 2, pp. 229-235. DOI: 10.1115/1.3453905

15. Randall R.B. Cepstrum analysis // Machine health monitoring using vibration analysis. Canadian Acoustical Association, Vancouver, Canada, October 1983, pp. 1-15.

16. Harting D.R. Demodulated resonance analysis – A powerful incipient failure detection tecknique // ISA Transactions. 1977. Vol. 17. No. 1, pp. 35-40.

17. Сун Сяохинь. Влияние износа зубчатых колес на качество работы тяговой передачи электропоездов: Дисс. ... канд. техн. наук. – М.: МИИТ, 2000. – 188 с.

18. Ширман А.Р., Соколов А.Б. Практическая вибродиагностика и мониторинг состояния механического оборудования. – М.: Наука, 1996. – 276 с.

19. Авраменко А.А., Крючков А.Н., Плотников С.М., Сундуков Е.В., Сундуков А.Е. Совершенствование методов вибродиагностики износа зубьев шестерён дифференциального редуктора турбовинтового двигателя // Вестник Самарского университета. Аэрокосмическая техника, технологии и машиностроение. 2018. Т. 17. № 3. С. 16-26. DOI: 10.18287/2541-7533-2018-17-3-16-26

20. Львовский Е.Н. Статистические методы построения эмпирических формул: Учеб. пособие для втузов. – 2-е изд.. перераб. и доп. – М.: Высшая школа, 1988. – 237 с.

21. Сундуков А.Е., Сундуков Е.В., Бит-Зая А.В., Росляков А.Д. Оценка ширины дискретных составляющих спектра вибраций энергетических машин // Известия Самарского научного центра Российской академии наук. Специальный выпуск «Проблемы железнодорожного транспорта на современном этапе развития». 2006. С. 194-197.

22. Костюков В.Н., Науменко А.П., Бойченко С.Н., Тарасов Е.В. Основы виброакустической диагностики машинного оборудования: Учеб. пособие. – Омск: НТЦ «Динамика», 2007. – 286 с.