Оглавление
ВВЕДЕНИЕ
7
1.СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА
27
1.1.Типовые дефекты зубчатых зацеплений и их вибродиагностика
27
1.2.Влияние износа боковых поверхностей зубьев зубчатого зацепления на характеристики его вибрационного состояния
31
1.3.Особенности вибрации планетарных редукторов, их основные источники
33
1.4.Анализ состояния вопроса по диагностике износа зубьев зубчатых зацеплений и величины бокового зазора
37
2. РАЗРАБОТКА МЕТОДОВ ВЫЯВЛЕНИЯ ДИАГНОСТИЧЕСКИХ ПРИЗНАКОВ ОЦЕНКИ ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ РЕДУКТОРОВ АВИАЦИОННЫХ ГТД
49
2.1.Метод оценки технического состояния редуктора, нечувстви-тельный к перестановке двигателя со стенда в состав летательного ап-парата за счёт использования выявленных диагностических признаков по параметрам девиации мгновенных значений частоты узкополосно-го процесса вибрации и частоты вращения вала ГТД
49
2.1.1.Способ оценки параметров текущей частоты узкополос-ного случайного процесса
50
2.1.2.Способ диагностики дефектов зубьев зубчатых колёс ре-дуктора ГТД по сигналам его тахометрических датчиков
53
2.1.3.Способ диагностики дефектов зубьев зубчатых колёс ре-дуктора турбовинтового двигателя
55
2.1.4.Способ оценки изменения энергетической ширины спек-тральной составляющей вибрации машин
57
2.1.5.Способ диагностики дефектов кинематических пар ро-торных машин
58
2.2.Метод демодуляции на основе анализа максимумов широкопо-лосной вибрации редуктора ГТД
59
2.2.1.Разработка критерия узкополосности для использования спектра огибающей
60
2.2.2.Разработка способа оценки параметров амплитудной мо-
3
дуляции при анализе широкополосной вибрации
66
2.2.3.Каскадная демодуляция с использованием максимумов широкополосной вибрации роторных машин
75
2.2.4.Способ вибродиагностики технического состояния зубча-тых зацеплений
79
Выводы и результаты второго раздела
81
3. НЕКОТОРЫЕ ОЦЕНКИ МЕТОДИЧЕСКИХ И ИНСТРУМЕНТАЛЬНЫХ ПОГРЕШНОСТЕЙ ПРИ АНАЛИЗЕ ИССЛЕДУЕМЫХ ПАРАМЕТРОВ
82
3.1.Оценка влияния шума на эффективность метода интерполяции коэффициентов Фурье при повышении точности ДПФ
82
3.2.Выбор ширины фильтра следящего анализа при заданной величине погрешности оценки интенсивности гармоники
87
3.3.Анализ влияния внешних условий на оценку вибрационного состояния ГТД при приемистости
88
3.4.Оценка погрешностей тахометрических датчиков частот вращения роторов исследуемых ТВД
91
Выводы и результаты третьего раздела
92
4. РАЗРАБОТКА ДИАГНОСТИЧЕСКИХ МОДЕЛЕЙ ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ РЕДУКТОРОВ АВИАЦИОННЫХ ГТД
94
4.1.Кинематический расчёт основных источников вибрации дифференциального редуктора ТВД НК-12МПМ
94
4.2.Имитационная математическая модель вибрационного состояния пары «солнечная шестерня – сателлиты» при развитии износа зубьев
97
4.3.Математическая модель оценки ширины оценкиспектральной линии составляющей зубцовой гармоники
105
4.4.Математическая модель оценки ширины спектральной линии составляющей сигнала «штатного» тахометрического датчика частоты вращения выходного вала редуктора
112
4.5.Математическая модель оценки ширины спектральной линии составляющей вибрации роторной гармоники выходного вала редуктора
114
4
4.6.Обоснование диагностических признаков расцентровки приводного вала редуктора с солнечной шестерней
114
Выводы и результаты четвертого раздела
117
5.ОЦЕНКА ПОТЕНЦИАЛЬНОЙ ОПАСНОСТИ ОСНОВНЫХ СОСТАВЛЯЮЩИХ ВИБРАЦИИ ПЛАНЕТАРНОГО РЕДУКТОРА ТВД
119
5.1.Экспериментальная база разработки комплексной оценки технического состояния планетарных редукторов
119
5.2.Анализ интенсивностей гармоник ряда с шагом 3
123
5.3.Идентификация источника возбуждения резонансных колебаний элементов конструкции компрессора двигателя
127
5.4.Оценка возможности возбуждения резонансных колебаний центральных колёс
133
5.5. Оценка возможности возбуждения резонансных колебаний рабочих лопаток компрессора двигателя
135
Выводы и результаты пятого раздела
136
6. РАЗРАБОТКА КОМПЛЕКСА ДИАГНОСТИЧЕСКИХ ПРИЗНАКОВ ИЗНОСА В ПАРЕ «СОЛНЕЧНАЯ ШЕСТЕРНЯ – САТЕЛЛИТЫ» ПЛАНЕТАРНОГО РЕДУКТОРА
138
6.1.Диагностический признак технического состояния роторных машин на основе относительной ширины спектра
138
6.2.Диагностические признаки износа на основе интенсивностей составляющих автоспектра и спектра максимумов
140
6.3.Диагностические признаки износа боковых поверхностей зубьев на основе анализа параметров зубцовой спектральной составляющей
152
6.4.Вибродиагностика износа зубьев зубчатого зацепления по диагностическим признакам расцентровки
157
6.5.Диагностические признаки на основе анализа модуляционных явлений и оценки текущей частоты узкополосного процесса
160
6.5.1.Признаки на основе глубины амплитудной модуляции
161
6.5.2Интенсивность n-мерного вектора в спектре огибающей
162
6.5.3.Признаки на основе изменения параметров частоты узко-полосного процесса
164
6.6.Диагностические признаки на основе взаимных характеристик
166
5
6.7.Диагностические признаки на основе анализа сигналов со «штатных» датчиков частот вращения валов ГТД
171
6.8.Вибрационный шум в диагностике износа зубьев редукторов ГТД
178
6.9.Структурные диагностические признаки износа
182
6.10.Диагностические признаки на базе каскадной демодуляции
183
Выводы и результаты шестого раздела
188
7. РАЗРАБОТКА ДИАГНОСТИЧЕСКИХ ПРИЗНАКОВ ВЕЛИЧИНЫ БОКОВОГО ЗАЗОРА ЗУБЧАТОГО ЗАЦЕПЛЕНИЯ ПЛАНЕТАРНО-ГО РЕДУКТОРА
190
7.1.Диагностические признаки на базе интенсивностей спектраль-ных составляющих вибрации редуктора
190
7.2.Диагностические признаки на основе анализа сигналов со «штатных» тахометрических датчиков оборотов вращения ТК и ВЗВ
197
7.3.Диагностические признаки на основе анализа параметров моду-ляции
198
7.4.Диагностические признаки на основе биполярного анализа
205
7.5.Структурные диагностические признаки
206
Выводы и результаты седьмого раздела
208
8. ВОПРОСЫ ПРАКТИЧЕСКОГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ РАЗРАБО-ТАННЫХ ПОДХОДОВ В ОЦЕНКЕ ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ РЕДУКТОРОВ ГТД
210
8.1Проблемы разработки методик вибродиагностики технического состояния редукторов авиационных ГТД
210
8.2.Оценка влияния места постановки двигателя и типа воздушного винта на диагностические признаки износа зубьев его редуктора
213
8.3.Разработка рекомендаций по назначению предельных значений диагностических признаков износа
218
8.4.Общие рекомендации по разработке методик диагностики изно-са боковых поверхностей зубьев и величины бокового зазора в редук-торах ГТД
222
Выводы и результаты восьмого раздела
224
Заключение
226
Список сокращений и условных обозначений
229
6
Список литературы
241
Приложение А Расчёт интенсивности n-мерного вектора
272
Приложение Б Выделение положительной части процесса
276
Приложение В Спектр максимумов
279
Приложение Г Частота узкополосного процесса
288
Приложение Д Методика вибродиагностики износа зубьев шестерён редуктора изделия НК-12МП (НК-12МПМ)
298
Приложение Е Методика оценки величины износа зубьев на основе анализа изменения ширины и формы зубцовой спектральной состав-ляющей
309
Приложение Ж Методика оценки величины бокового зазора на основе анализа интенсивности зубцовой гармоники
312
Приложение З Методика Оценки износа боковых поверхностей зубьев шестерен редуктора изделия НК-12 МП (НК-12МПМ) по сигналу «штатного» тахометрического датчика частоты вращения вала заднего винта в условиях эксплуатации
