Оценка влияния места постановки двигателя и типа воздушного винта на диагностические признаки износа зубьев его редуктора

Авиационная и ракетно-космическая техника

2022. Т. 29. № 4. С. 208-218.

DOI: 10.34759/vst-2022-4-208-218

Авторы

Сундуков А. Е.1*, Шахматов Е. В.2**

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

*e-mail: sunduckov@mail.ru
**e-mail: shakhm@ssau.ru

Аннотация

На примере вибродиагностики износа боковых поверхностей зубьев дифференциального редуктора турбовинтового двигателя оценено влияние места его постановки (стенд, объект) и типа используемого воздушного винта на ряд диагностических признаков данного дефекта. Подтверждён рост интенсивности вибрации при перестановке двигателя со стенда на объект. Показана возможность преодоления указанной проблемы на базе выявленных диагностических признаков на основе характеристик частоты: дисперсии девиации частот вращения роторов, ширины зубцовой спектральной составляющей и др. Оценено влияние типа воздушного винта на предложенные признаки, и определена область их использования. Полученные результаты могут быть полезны при оценке износа зубьев зубчатых колёс изделий общего машиностроения.

Ключевые слова:

дифференциальный редуктор турбовинтового двигателя, износ зубьев, диагностические признаки, девиация частоты вращения валов

Библиографический список

  1. Поляков С.А., Куксева Л.И., Алексеева М.С. Методические основы выбора материалов для зубчатых передач по критерию износостойкости // Проблемы машиностроения и надёжности машин. 2019. № 4. С. 54–62.
  2. Авраменко А.А., Крючков А.В., Плотников С.М., Сундуков А.Е., Сундуков В.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
  3. Курушин М.И., Балякин В.Б., Курушин А.М. Экспериментальные исследования причин возбуждения колебаний элементов турбовинтового двигателя с дифференциальным редуктором // Известия Самарского центра Российской академии наук. 2014. Т. 16. № 4. С.132-136.
  4. Клюев В.В. (общ. ред.). Неразрушающий контроль: Справочник в 7 т. Т. 7 в 2 кн. Кн. 2. Вибродиагностика. — М.: Машиностроение, 2005. — 829 с.
  5. Sheinik R., Petersen D. Automated fault detection via selective frequency band alarming in PC-based predictive maintenance systems. — CSL, Knaxville, TN37923, USA.
  6. 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.
  7. Decker H.J. Crack Detection for Aerospace Quality Spur Gears // 58thAnnual Forum and Technology Display Sponsored by the American Helicopter Society (11-13 June 2002, Montreal, Quebec, Canada). NASA/TM-2002-211492. URL: https://ntrs.nasa.gov/archive/nasa/casi.ntrs.nasa.gov/20020061785.pdf
  8. Rleskinen A.S. Cepstrum Analysis Predicts Gearbox Failure // Noise Cоntrol Engineering Journal. 1990. Vol. 34. No. 2. рр. 53-59.
  9. Kirsis T.T., Martin H.R. Gear Pump Detection Under Light Loading Conlinion // Eludis Quarterly. 1978. Vol. 10. No, pp. 73-89.
  10. Sokolova A.G. New noise — immune incipient failure detection methods for machinery monitoring and protection systems // 5th International Conference on Vibration Problems (08–10 October 2001, Moscow, Russia).
  11. Boart D.B. Incipient Detecktion for Helikocopter Drive Trains // 13th Propulsion Confference
    (11-13 July 1977; Orlando, FL, USA). DOI: 10.2514/6.1977-898
  12. Randall R.B. Cepstrum analysis and Gearbox Fault Diagnosis. — Copenhagen: Bru#el & Kjr Precision Instruments Inc. Application note, 1973, 20 p.
  13. Вуль В.М., Попков В.И., Агафонов В.К., Бакланов В.С. Исследование динамических характеристик двигателя, стенда и обьекта в местах опорных связей // Вибрационная прочность и надёжность двигателей и систем летательных аппаратов: межвуз. сб. Куйбышев: КуАИ, 1980. С. 62–68.
  14. Baklanov V.S. Evaluation of engine health monitoring using result of research into the dynamic flexibility of cases // International Meeting «Engine Health Monitoring-93» (SAE, CIAM, St, Petersburg 1993). vol. 1.
  15. Антипенко Г.Л., Судакова В.А., Шамбалова М.Г. Выбор кинематической погрешности в качестве диагностического параметра для оценки состояния зубчатых передач в эксплуатации // Вестник Белорусско-Российского университета. 2017.
    № 2(55). С. 16-24. DOI: 10.53078/20778481_2017_2_16
  16. Атаманов В.Н., Кудрявцев Е.А., Пронякин В.И., Гуляев А.Н. К вопросу определения износа зубьев шестерни с помощью индукционного датчика // Наука и Образование. МГТУ им. Н.Э. Баумана. 2015. № 6. С. 10-21. DOI: 10.7463/0615.0779329
  17. Вязников В.А. Разработка методики прогнозирования технического состояния червячных передач по неравномерности вращения тихоходного вала: Дисс. ... канд. техн. наук. — М., 2013. — 123 с.
  18. Киселёв М.И., Пронякин В.И. Фазовый метод исследования циклических машин и механизмов на основе хронометрического подхода // Измерительная техника. 2001. № 9. С.15-18.
  19. Кудрявцев Л.А., Атоманов Е.А., Пронякин В.И., Гуляев Л.П. Измерительный контроль износа рабочих поверхностей зубчатых колес в процесс эксплуатации // Прибор. 2014. № 6. С. 52-53.
  20. Крючков А.Н. Плотников С.М., Сундуков А.Е., Сундуков Е.В. Вибродиагностика величины бокового зазора в зубчатом зацеплении дифференциального редуктора турбовинтового двигателя // Вестник Московского авиационного института. 2020. Т. 27. № 3. С. 198-208. DOI: 10.34759/vst-2020-3-198-208
  21. ГОСТ 26382-84. Двигатели газотурбинные гражданской авиации. Допустимые уровни вибрации и общие требования к контролю вибрации. — М.: Изд-во стандартов, 1985. — 14 c.
  22. Кожариков Е.В., Калинин Д.В., Голованов В.В. Снижение вибронапряжённости авиационных зубчатых передач // Авиационные двигатели. 2020. № 1(6). С. 57-64. DOI: 10.54349/26586061_2020_ 1_57
  23. Litvin F.L., Lee H.-T. Genеration and Tooth Contact Analysis for Spiral Bevel Gears with Predesigned Parabolic Function of Transmission Errors. — Contractor Report NASA-CR-4259. Chicago, NTRS, 1989. — 218 p.
  24. Сундуков А.Е. Способ диагностики дефектов зубьев зубчатых колёс редуктора газотурбинного двигателя. Патент RU 2737993 C1. Бюл. № 34, 07.12.2020.
  25. Сундуков А.Е. Способ измерения энергетической ширины спектральной составляющей вибрации машин. Патент RU 2750846 C1. Бюл. № 19, 05.07.2021.

mai.ru — информационный портал Московского авиационного института

© МАИ, 1994-2023