Diagnozowanie metodą FAM-C podpór łożyskowych lotniczego silnika turbinowego

• Autorzy: Gębura A. , Tokarski T.

Warianty tytułu

EN

Diagnosis by FAM-C method of a support's bearings turbine engine

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Metoda diagnostyczna FAM-C częstotliwości prądu przemiennego oraz metoda FDM-A [1, 2] bazująca na pomiarze modulacji częstotliwości składowej pulsacji, zostały opracowane w Instytucie Technicznym Wojsk Lotniczych. Istotą ich dokładności jest "naturalne" zsynchronizowanie sygnału próbkującego z prędkością kątową obserwowanych ogniw kinematycznych - im szybsze procesy dynamiczne powstają w obserwowanym obiekcie, tym szybsze jest również próbkowanie. Jednocześnie wokół "punktu synchronizacji" powstają, na skutek istnienia luzów w układzie napędowych, naturalne względne wahania pomiędzy obserwowanym ogniwem kinematycznym a wirnikiem prądnicy - powstaje swoiste "zmodulowanie próbkowania" umożliwiające dodatkowe zwiększenie rozdzielczości i dokładności metody. Metody te umożliwiają określenie poziomu zużycia ściernego podzespołu oraz jego identyfikację podczas normalnej pracy zespołu napędowego. Diagnostyka przeprowadzona ww metodami umożliwia określenie licznych parametrów łożysk łożyskowych i węzłów łożyskowych oraz zespołu wirnikowego takich jak: poziom tarcia tocznego każdego z łożysk, płynność ruchu koszyka, wielkość luzów promieniowych. Metoda umożliwia wykrywanie rezonansów poszczególnych elementów poprzez obserwację kształtu i wysokości względnej zbiorów charakterystycznych, z których można wyznaczyć m.in. wielkość dobroci mechanicznej danego węzła. Ponadto określane są liczne parametry i zjawiska związane z zespołem wirnikowym jak określenie wielkości przekoszeń i niewspółosiowości wałów, poziom zużycia ciernego na styku koszyk - element toczny i inne. Podstawową zaletą metody jest to, że układ diagnostyczny jest przyłączany do dowolnego miejsca (np. złącza elektrycznego) zasilanego napięciem stałym lub przemiennym z etatowego źródła energii elektrycznej diagnozowanego obiektu. Przedstawiono materiał badawczy otrzymany z badań eksploatacyjnych zespołu lotniczego silnika turbinowego, w którym rolę "prądnicy - obserwatora" pełniła lotnicza prądnica prądu stałego oraz trójfazowa prądnica tachometryczna.

EN

Diagnostic FDM-A method [2] based on a measurement of frequency modulation of a pulsation component as well as FAM-C method based on a measurement of a alternating current's frequency have been developed in Air Force Institute of Technology. As a diagnostic sensor an onboard generator (alternator) is used. The sensor is coupled with an investigated power unit. The generator or alternator is a converter of diagnostic signals into electric signal - accomplishes digital (discrete) conversion of signals contained in components of an angular velocity of a generator's or alternator's shaft. An original diagnostic signal is the angular velocity carrying diagnostic information about faults and failures of power unit's parts. Each part of the power unit is a specific vibration generator or modulator. An essence of their accuracy is "natural" synchronization of a sample signal with an angular velocity of an observed kinematics link - as quicker dynamic processes arise in an observed object, a sampling is also quicker. Simultaneously round about "synchronization point" arise, as a result of clearances in a drive, natural relative oscillation between the observed kinematics link and an alternator's rotor - arise characteristic "sample modulation" which provides an additional extension of a method's resolution and accuracy. These methods provide to define a level of a sub-assembly's abrasive wear and its localization during normal work of a power unit. It is possible to define numerous parameters of bearings and their kinematics pairs as well as a rotor assembly. They are: a level of a bearing rolling friction, smoothness of a bearing cage's motion, a quantity of a radial clearance. It also provides to detect resonances in elements as well as observe a shape and a relative height of characteristic patterns, from which it is possible to calculate, among others, a quantity of a mechanical quality factor of a kinematics pair - it is possible to define an operating time reserve of the kinematics pair to resonance. Numerous parameters and effects related to a rotor assembly are also defined. They are: a quantity of a skew of shafts, a level of a frictional wear on a bearing cage - rolling element contact, an ovalization of a bearing mounting and a quantity of a bearing journal's skew.

Słowa kluczowe

PL

diagnostyka techniczna; trakt przenoszenia napędu; skoszenie; modulacja częstotliwości; zbiór charakterystyczny; silnik turbinowy; łożysko toczne

EN

technical diagnostics; power transmission; bevel; frequency modulation; characteristic pattern; turbine engine; rolling bearing

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Diagnostyki Technicznej
• Czasopismo: Diagnostyka
• Rocznik: 2009
• Tom: nr 1(49)
• Strony: 105--112
• Opis fizyczny: Bibliogr. 9 poz., rys.

Twórcy

autor

Gębura A.

autor

Tokarski T.

• Instytut Techniczny Wojsk Lotniczych, ul. Księcia Bolesława 6, 01-494 Warszawa 46,

Bibliografia

• [1] Cempel Cz.: Podstawy wibroakustycznej diagnostyki maszyn. WNT. Warszawa 1982.
• [2] Biarda D., Falkowski P., Gębura A., Kowalczyk A.: Opis patentowy PL 175664B1: Sposób diagnozowania technicznego elementów sprzęgających silnik, a zwłaszcza lotniczy silnik spalinowy, z prądnicą prądu przemiennego, Zgłoszenie 08.07.1996, udzielenie patentu 29.01.1999.
• [3] Biarda D., Falkowski P., Gębura A., Kowalczyk A.: Opis patentowy PL 175674B1 Sposób diagnozowania technicznego elementów sprzęgających silnik, a zwłaszcza lotniczy silnik spalinowy, z prądnicą prądu stałego.
• [4] Biarda D., Falkowski P., Gębura A., Kowalczyk A.: Opis patentowy PL 182554 B1, Sposób diagnozowania technicznego elementów sprzęgających silnik, a zwłaszcza lotniczy silnik spalinowy, z prądnicą prądu przemiennego, zgłoszenie 19.05.1997, udzielenie patentu 02.04.2002 r.
• [5] Furmanek S.: Kraszewski Z.: Niezawodność łożysk tocznych. Wydawnictwa Przemysłowe WEMA, Warszawa 1989.
• [6] Gębura A.: Diagnostic of aircraft power transmission track based on the analysis of generator’s frequency. Journal of Technical Physics, Vol. XLIII No. 1 Warszawa 2002.
• [7] Gębura A., Tokarski T.: The FDM-A method as applied to evaluate the rolling-element spin and misalignment of bearing support elements Prace Naukowe ITWL, Zeszyt 22, s. 135-146, Warszawa 2007.
• [8] Wojnar A.: Teoria sygnałów. WNT, Warszawa 1980.
• [9] Andrejewicz J.: Chaos i synchronizacja w układach fizycznych, Monografie, Łódź 1995.