[go: up one dir, main page]

RU2110054C1 - Method of diagnostics of turbomachine transmission bearings and device intended for its realization - Google Patents

Method of diagnostics of turbomachine transmission bearings and device intended for its realization Download PDF

Info

Publication number
RU2110054C1
RU2110054C1 RU96109861A RU96109861A RU2110054C1 RU 2110054 C1 RU2110054 C1 RU 2110054C1 RU 96109861 A RU96109861 A RU 96109861A RU 96109861 A RU96109861 A RU 96109861A RU 2110054 C1 RU2110054 C1 RU 2110054C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
vibration
bearing
vibration sensor
amplitude
mode
Prior art date
Application number
RU96109861A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU96109861A (en
Inventor
А.П. Карасев
Г.П. Матвеенко
А.М. Портер
А.А. Тимофеев
Original Assignee
Акционерное общество "Рыбинские моторы"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Акционерное общество "Рыбинские моторы" filed Critical Акционерное общество "Рыбинские моторы"
Priority to RU96109861A priority Critical patent/RU2110054C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2110054C1 publication Critical patent/RU2110054C1/en
Publication of RU96109861A publication Critical patent/RU96109861A/en

Links

Images

Landscapes

  • Testing Of Devices, Machine Parts, Or Other Structures Thereof (AREA)
  • Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)

Abstract

FIELD: diagnostics of turbomachines. SUBSTANCE: in "Training" mode, vibration pickup is positioned on mechanical oscillating element. The latter is installed in motor, and range of motor shaft rotational frequency from fmin to fmax is determined when motor shaft rotates within f frequency range from Δf to (Δf≤fmin), with motor rotational frequency varying in steps of f1 which is less than or equal to minimum frequency f2 of motor shaft rotation. Rigidity and coordinates of reference points of mechanical oscillating element are also determined. At these points difference of any two amplitudes Ai,Ak of vibration pickup oscillations ΔA for "standard" bearing is considerably less than minimum amplitude of vibration pickup oscillations (ΔA = Ai-Ak≪ Amin for given "standard" bearing. Oscillation amplitude of vibration pickup for given "standard" bearing is taken for maximum permissible amplitude Am.p.. In diagnostics mode vibration pickup is placed on mechanical oscillating element with rigidity and coordinates of reference points determined in "Training" mode. Mechanical oscillating element is installed in motor with bearing under test, motor shaft is rotated at frequency f being within the range of f1 to f2, and vibration pickup oscillation amplitude is measured. If amplitude is below maximum permissible oscillation amplitude Am.p. of vibration pickup, bearing is fit for further operation. If oscillation amplitude exceeds maximum permissible oscillation amplitude Am.p. of vibration pickup or is equal to it, bearing under test must be rejected. Device intended for method realization has series-connected vibration pickup, amplifier and indicator. It is provided with n(n≥1) mechanical oscillating elements. Every mechanical oscillating element carries vibration pickup, first feedback resistor, n second feedback resistors, decoder with n outputs and m(m≥1) inputs. Vibration pickups are provided with permanent storages, m outputs of which are connected to decoder inputs. Decoder outputs are connected to first leads of second feedback resistors, the second lead of which are combined and connected to first lead of first feedback resistor and to second input of amplifier, the output of which is connected to second lead of first feedback resistor. EFFECT: more reliable diagnostics.

Description

Изобретение относится к виброакустической диагностике турбомашин, преимущественно подшипников качения авиационных газотурбинных двигателей (ГТД). The invention relates to vibro-acoustic diagnostics of turbomachines, mainly rolling bearings of aircraft gas turbine engines (GTE).

Известен способ диагностики дефектов подшипников качения путем измерения среднего значения вибраций [1]. Дефектный подшипник рассматривается как генератор вибрационного шума (случайных колебаний), частотный состав которого сосредоточен в определенной области частот. Вибродатчик устанавливается непосредственно на подшипниковую опору и измеряется среднее значение частоты независимо от амплитуды вибраций. Изменение среднего значения частоты указывает на возникновение и развитие дефектов в подшипниках. A known method for diagnosing defects of rolling bearings by measuring the average value of vibrations [1]. A defective bearing is considered as a generator of vibrational noise (random oscillations), the frequency composition of which is concentrated in a certain frequency range. The vibration sensor is mounted directly on the bearing support and the average frequency value is measured regardless of the amplitude of the vibrations. A change in the average frequency value indicates the occurrence and development of defects in the bearings.

Данный способ не может использоваться для диагностики трансмиссионных подшипников турбомашин, так как требуется непосредственный контакт с поверхностью корпуса подшипниковой опоры. Кроме этого, изменение среднего значения частоты начинается при сильно развитом дефекте в подшипниках, т.е. способ не обладает необходимой чувствительностью, что исключает применение данного способа для диагностики авиационных двигателей. This method cannot be used to diagnose the transmission bearings of turbomachines, since direct contact with the surface of the bearing housing is required. In addition, a change in the average frequency value begins with a strongly developed defect in the bearings, i.e. the method does not have the necessary sensitivity, which excludes the use of this method for the diagnosis of aircraft engines.

Известно устройство для вибрационной диагностики подшипников, содержащее датчик вибрации, усилитель, блок умножения, циклическое устройство, схемы сравнения, генераторы, схемы совпадения, переключатели, блоки определения вероятности дефекта подшипника, блоки ввода вероятности дефекта подшипника, запоминающие блоки, усилители с изменяемыми коэффициентами усиления, пороговые блоки и цифровые индикаторы [2]. A device for vibration diagnostics of bearings, comprising a vibration sensor, amplifier, multiplication unit, a cyclic device, comparison circuits, generators, matching circuits, switches, blocks of determining the probability of a bearing defect, input blocks of the probability of a bearing defect, memory blocks, amplifiers with variable gain, threshold blocks and digital indicators [2].

Данное устройство предназначено для реализации способа диагностики подшипников, который заключается в следующем. This device is intended to implement a method for diagnosing bearings, which is as follows.

В режиме "Обучение" по "эталонному" подшипнику с технологическими дефектами или с дефектами сборки определяют частоты, характеризующие определенные виды дефектов и соответствующие им уровни, которые выравнивают с помощью усилителей с переменными коэффициентами усиления, а в режиме диагностики с помощью пороговых блоков сравнивают текущие значения напряжений, соответствующие определенным информационным частотам, с опорным напряжением пороговых блоков. Разница напряжений служит основой для прогнозирования бездефектной работы подшипника. In the "Training" mode, the frequencies characterizing certain types of defects and their corresponding levels are determined by the "reference" bearing with technological defects or with assembly defects, which are aligned using amplifiers with variable amplification factors, and in the diagnostic mode, using the threshold blocks, compare the current values voltages corresponding to certain information frequencies, with the reference voltage of the threshold blocks. The voltage difference serves as the basis for predicting defective bearing operation.

Недостатком этого способа является низкая достоверность результатов диагностики, поскольку существует вероятность пропуска ряда частот, характеризующих дефект подшипника как в режиме "Обучения", так и в режиме "Диагностика", а также сложность устройства для осуществления метода. The disadvantage of this method is the low reliability of the diagnostic results, since there is a probability of missing a number of frequencies characterizing the bearing defect both in the "Training" mode and in the "Diagnostics" mode, as well as the complexity of the device for implementing the method.

Целью изобретения является повышение достоверности результатов диагностики, а также упрощение устройства для осуществления метода. The aim of the invention is to increase the reliability of diagnostic results, as well as simplifying the device for implementing the method.

Поставленная цель достигается тем, что
1. в режиме "Обучение" вибродатчик устанавливают на механический колебательный элемент, механический колебательный элемент устанавливают в двигатель и при вращении вала двигателя в диапазоне частот f от fmin до fmax с дискретностью изменения частоты Δf вращения вала двигателя, меньшей или равной минимальной частоты (Δf ≤ fmin) вращения вала двигателя, определяют диапазон частот вращения вала двигателя от f1 до f2, жесткость и координаты опорных точек механического колебательного элемента, при которых разность ΔA любых двух амплитуд Ai и Aк колебаний вибродатчика для "эталонного" подшипника значительно меньше амплитуды колебаний (ΔA = Ai-Ak≪ Amin) вибродатчика для данного "эталонного" подшипника, причем амплитуда колебаний вибродатчика для данного "эталонного" подшипника принимается за предельно допустимую Aп.д., а в режиме диагностики вибродатчик устанавливают на механический колебательный элемент с определенными в режиме "Обучение" жесткостью и координатами опорных точек, механический колебательный элемент устанавливают в двигатель с диагностируемым подшипником, вращают вал двигателя с частотой f, принадлежащей диапазону частот от f1 до f2, измеряют амплитуду колебаний вибродатчика, причем если последняя меньше предельно допустимой амплитуды колебаний вибродатчика Aп.д., то эксплуатацию подшипника продолжают, а если больше или равна предельно допустимой амплитуде колебаний вибродатчика Aп.д., то диагностируемый подшипник бракуют;
2. в режиме "Обучение" в двигатель последовательно устанавливают n "эталонных" подшипников (n ≥ 2) с различными технологическими дефектами, для каждого i-го "эталонного" подшипника определяют предельно допустимую амплитуду колебаний вибродатчика Aп.д.i, в соответствие ей ставят межпоперечный интервал Ti, причем для "эталонного" подшипника, имеющего минимальные по геометрическим размерам технологические дефекты, предельно допустимую амплитуду колебаний вибродатчика обозначают как минимальную Aп.д.min, а межповерочный интервал T как максимальный по времени Tmax, а в режиме диагностики для каждого j диагностируемого подшипника по измеренному значению амплитуды колебаний вибродатчика устанавливают межповерочный интервал Tj;
3. в режиме "Диагностика" при амплитуде колебаний вибродатчика больше минимальной предельно допустимой амплитуды колебаний вибродатчика дополнительно используют косвенные методы диагностики;
4. в режиме "Диагностика" при появлении признаков дефектов диагностируемого подшипника по косвенным методам диагностики измерение амплитуды колебаний вибродатчика проводят n раз (n ≥ 2) последовательно n-вибродатчиками, каждый из которых устанавливают на собственный механический колебательный элемент, а диагностируемый подшипник бракуют, если хотя бы одна измеренная амплитуда колебаний вибродатчика превысит или будет равна предельно допустимой;
5. устройство, содержащее последовательно соединенные вибродатчик, усилитель и индикатор, отличается тем, что оно снабжено механическими колебательными элементами в количестве n (n ≥ 1), на каждый из которых установлен вибродатчик, первый резистор обратной связи, вторые резисторы обратной связи в количестве n, дешифратор с количеством выходов n и с количеством входов m (m ≥ 1), вибродатчики снабжены постоянными запоминающими устройствами с количеством выходов m, которые соединены с первыми выводами вторых резисторов обратной связи, вторые выводы которых объединены и соединены с первым выводом первого резистора обратной связи и вторым входом усилителя, выход которого соединен с вторым выводом первого резистора обратной связи.
This goal is achieved by the fact that
1. in the "Training" mode, the vibration sensor is installed on a mechanical oscillating element, the mechanical oscillating element is installed in the engine and when the engine shaft rotates in the frequency range f from f min to f max with a discreteness of change in the frequency of rotation of the motor shaft, Δf, less than or equal to the minimum frequency ( Δf ≤ f min ) of rotation of the motor shaft, determine the range of frequencies of rotation of the motor shaft from f 1 to f 2 , the rigidity and coordinates of the reference points of the mechanical oscillating element, at which the difference ΔA of any two amplitudes A i and A to the stake the vibration sensor for the "reference" bearing is much smaller than the vibration amplitude (ΔA = A i -A k ≪ A min ) of the vibration sensor for this "reference" bearing, and the vibration amplitude of the vibration sensor for this "reference" bearing is taken as the maximum allowable A p.p. and in the diagnostic mode the vibration sensor is installed on a mechanical oscillating element with the stiffness and coordinates of the reference points defined in the "Training" mode, the mechanical oscillating element is installed in the engine with the diagnosed bearing, the motor shaft is rotated with a frequency f belonging to the frequency range from f 1 to f 2 measure the vibration amplitude of the vibration sensor, and if the latter is less than the maximum allowable vibration amplitude of the vibration sensor A p.p. , then the operation of the bearing is continued, and if it is greater than or equal to the maximum permissible vibration amplitude of the vibration sensor A p.p. then the diagnosed bearing is rejected;
2. in the "Training" mode, n "standard" bearings (n ≥ 2) with various technological defects are sequentially installed in the engine, for each i-th "standard" bearing, the maximum allowable vibration amplitude of the vibration sensor A p.s.i is determined , in accordance They give it intertransverse interval T i, wherein for the "standard" bearing having a minimum geometrical dimensions of technological defects, the maximum allowable amplitude of vibration of the vibration pickup is designated as a p.d.min minimum and calibration interval T as a Maximal ny time T max, and a diagnostic mode for each j diagnosed bearing the measured value of the oscillation amplitude of the vibration sensor mounted calibration interval T j;
3. in the "Diagnostics" mode, when the vibration amplitude of the vibration sensor is greater than the minimum maximum permissible vibration amplitude of the vibration sensor, indirect diagnostic methods are additionally used;
4. in the "Diagnostics" mode, when signs of defects of the bearing being diagnosed by indirect diagnostic methods appear, the vibration amplitude of the vibration sensor is measured n times (n ≥ 2) in series by n-vibration sensors, each of which is mounted on its own mechanical vibration element, and the diagnosed bearing is rejected if at least one measured vibration amplitude of the vibration sensor will exceed or be equal to the maximum permissible;
5. The device containing the vibration sensor, amplifier and indicator connected in series, is characterized in that it is equipped with mechanical oscillating elements in an amount n (n ≥ 1), each of which has a vibration sensor, a first feedback resistor, and second feedback resistors in an amount n , a decoder with the number of outputs n and with the number of inputs m (m ≥ 1), the vibration sensors are equipped with read-only memory devices with the number of outputs m that are connected to the first outputs of the second feedback resistors, the second outputs the odes of which are combined and connected to the first output of the first feedback resistor and the second input of the amplifier, the output of which is connected to the second output of the first feedback resistor.

Преимуществом предлагаемых способа и устройства для его реализации по сравнению с прототипом является более высокая достоверность результатов контроля, поскольку способ и устройство предполагают работу в широком спектре частот, воздействующих на механический колебательный элемент, кроме этого, способ предполагает введение зависимости межповерочного интервала диагностируемого подшипника от его состояния, а также предполагает использование косвенных методов диагностики и многократное диагностирование подшипника при показаниях косвенных методов диагностики различными механическими колебательными элементами, что исключает пропуск дефектного подшипника из-за неисправности устройства диагностики. По сравнению с прототипом предлагаемое устройство имеет боле простую конструкцию. The advantage of the proposed method and device for its implementation in comparison with the prototype is a higher reliability of the control results, since the method and device involve working in a wide range of frequencies acting on a mechanical oscillating element, in addition, the method involves introducing a dependence of the verification interval of the diagnosed bearing on its condition , and also involves the use of indirect diagnostic methods and multiple diagnosis of the bearing when indicated Sven diagnostic methods of various mechanical oscillatory elements, which eliminates the passage of a defective bearing due to a malfunction of the diagnostic device. Compared with the prototype, the proposed device has a more simple design.

Заявителю неизвестны технические решения, содержащие признаки, сходные с признаками, отличающими заявленное решение от прототипа, что позволяет считать заявленное решение обладающим существенными отличиями. The applicant is not aware of technical solutions containing features similar to those that distinguish the claimed solution from the prototype, which allows the claimed solution to be considered to have significant differences.

На предприятии изготовлен опытный образец для реализации способа, проведена его опытная эксплуатация и получены положительные результаты по диагностике трансмиссионных подшипников двигателей ДЗО-КУ, КП как в условиях предприятия-изготовителя двигателей, так и в условиях эксплуатации. Экономический эффект от внедрения может быть определен после принятия решения по объему изготовления устройств для реализации способа. A prototype for the implementation of the method was manufactured at the enterprise, its trial operation was carried out, and positive results were obtained on the diagnosis of transmission bearings of DZO-KU, KP engines under both the conditions of the manufacturer of the engines and operating conditions. The economic effect of the introduction can be determined after a decision is made on the volume of manufacture of devices for implementing the method.

На фиг. 1 представлена структурная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - один из вариантов исполнения механического колебательного элемента. In FIG. 1 presents a structural diagram of the proposed device; in FIG. 2 - one of the embodiments of a mechanical oscillating element.

Устройство содержит механические колебательные элементы 1 в количестве n (n ≥ 1), вибродатчики 2 в количестве n, постоянные запоминающие устройства 3 в количестве n, дешифратор 4, первый резистор 5 обратной связи, вторые резисторы 6 обратной связи в количестве n, усилитель 7 и индикатор 8. The device contains mechanical oscillatory elements 1 in an amount of n (n ≥ 1), vibration sensors 2 in an amount of n, read-only memory 3 in an amount of n, a decoder 4, a first feedback resistor 5, a second feedback resistor 6 in an amount of n, an amplifier 7 and indicator 8.

Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.

Ударные импульсы, возникающие при взаимодействии тел качения и обойм вала подшипника с дефектами подшипника при вращении вала двигателя, воздействуют на механический колебательный элемент 1 с закрепленным на нем вибродатчиком 2. Механический колебательный элемент 1 ударные импульсы преобразует в механические гармонические колебания с затухающей амплитудой и частотой f. При вращении вала двигателя в диапазоне частот f1 до f2 возбуждаемые гармонические колебания практически незатухающие.Shock pulses arising from the interaction of rolling elements and the bearing shaft cage with bearing defects during rotation of the motor shaft act on a mechanical oscillating element 1 with a vibration sensor 2 mounted on it. The mechanical oscillating element 1 converts shock pulses into mechanical harmonic vibrations with a damped amplitude and frequency f . When the motor shaft rotates in the frequency range f 1 to f 2, the excited harmonic oscillations are practically undamped.

Вибродатчик 2 преобразует механические гармонические колебания в электрический сигнал, который через усилитель 7 поступает на индикатор 8. Амплитуда механических колебаний механического колебательного элемента 1, а значит и амплитуда электрического сигнала вибродатчика 2, усилителя 7 и показания индикатора 8 прямо пропорционально связаны с геометрическими размерами дефектов диагностируемого подшипника, т.е. величина индицируемая индикатором 8, однозначно характеризует геометрические размеры дефектов диагностируемого подшипника, т.е. его состояние. The vibration sensor 2 converts the mechanical harmonic vibrations into an electrical signal, which is transmitted through the amplifier 7 to the indicator 8. The amplitude of the mechanical vibrations of the mechanical vibration element 1, and hence the amplitude of the electrical signal of the vibration sensor 2, amplifier 7 and indicator 8 are directly proportional to the geometric dimensions of the defects being diagnosed bearing, i.e. the value indicated by indicator 8 unambiguously characterizes the geometric dimensions of the defects of the diagnosed bearing, i.e. his condition.

Способ диагностики трансмиссионных подшипников состоит из трех режимов. The diagnostic method for transmission bearings consists of three modes.

Первый режим - режим калибровки. The first mode is the calibration mode.

В этом режиме механические колебательные элементы 1 последовательно от 1 до n с установленными на них вибродатчиками 2 от 1 до n устанавливают на вибростенд, генерирующий механические колебания в диапазоне частот от f1 до f2 с амплитудой колебаний A. Постоянные запоминающие устройства 3 от 1 до n, несущие информацию о порядковом номере механического колебательного элемента 1 и о порядковом номере вибродатчика 2, работающих в данный момент времени, выбирают через дешифратор 4 соответствующий второй резистор 6 обратной связи. Работающий в данный момент вибродатчик 2 преобразует механические колебания вибростенда с амплитудой A в электрический сигнал, который через усилитель 7 поступает на индикатор 8. Коэффициент передачи Ki усилителя 7, определяемый как

Figure 00000004
,
где
R1 - первый резистор 5 обратной связи;
R2i - одно из n (1 ≤ i ≤ n) вторых резисторов 6 обратной связи,
устанавливается подбором каждого i-го второго резистора 6 обратной связи таким образом, чтобы независимо от работающего в данный момент времени в устройстве для осуществления метода механического колебательного элемента 1 и вибродатчика 2 при амплитуде колебаний A вибростенда, величины, индицируемые индикатором 8, были равны между собой.In this mode, the mechanical oscillating elements 1 are sequentially from 1 to n with vibration sensors 2 from 1 to n installed on them, and are mounted on a vibrating stand that generates mechanical vibrations in the frequency range from f 1 to f 2 with the oscillation amplitude A. Permanent storage devices 3 from 1 to n, carrying information about the serial number of the mechanical oscillating element 1 and the serial number of the vibration sensor 2 operating at a given time, select the corresponding second feedback resistor 6 through the decoder 4. The vibration sensor 2 currently operating converts the mechanical vibrations of the vibration stand with amplitude A into an electrical signal, which is transmitted through the amplifier 7 to the indicator 8. The transmission coefficient K i of the amplifier 7, defined as
Figure 00000004
,
Where
R 1 is the first feedback resistor 5;
R 2i is one of the n (1 ≤ i ≤ n) second feedback resistors 6,
is set by selecting each ith second feedback resistor 6 in such a way that, regardless of the time that is currently operating in the device for implementing the method of mechanical oscillating element 1 and vibration sensor 2 with vibration amplitude A of the vibration stand, the values indicated by indicator 8 are equal to each other .

Второй режим - режим обучения. The second mode is the training mode.

В этом режиме в двигатель последовательно устанавливают n "эталонных" подшипников. Под "эталонным" подшипником понимают подшипники с дефектами на элементах подшипников как эксплуатационного характера, так и искусственно нанесенными. Первый "эталонный" подшипник, по которому определяется предельно допустимая амплитуда колебаний вибродатчика Aп.д., имеет геометрические размеры дефектов, при равенстве или превышении которых технические условия на соответствующий подшипник предписывают его браковать. Все последующие "эталонные" подшипники имеют в n раз меньшие геометрические размеры, где n ≥ 2.In this mode, n "reference" bearings are sequentially installed in the engine. Under the "reference" bearing understand bearings with defects on the bearing elements of both operational nature and artificially applied. The first "reference" bearing, which determines the maximum permissible vibration amplitude of the vibration sensor A p.p. , has the geometric dimensions of the defects, if they are equal or exceeding, the technical conditions for the corresponding bearing require it to be rejected. All subsequent “reference” bearings have n times smaller geometrical dimensions, where n ≥ 2.

После установки в двигатель i-го "эталонного" подшипника в двигатель устанавливают механический колебательный элемент 1 с вибродатчиком 2. На фиг. 2 приняты следующие обозначения, где 1 - вибродатчик, 2 - масса, 3 - 5 - жесткости, 6 - элементы двигателя. After the i-th “reference” bearing is installed in the engine, a mechanical oscillating element 1 with a vibration sensor 2 is installed in the engine. FIG. 2 the following notation is accepted, where 1 is the vibration sensor, 2 is the mass, 3 is 5 stiffness, 6 are the engine elements.

После этого начинают вращать вал двигателя в диапазоне частот от fmin до fmax с дискретностью изменения частоты вращения Δf . Механический колебательный элемент 1 преобразует ударные импульсы, вызываемые дефектами "эталонного" подшипника в гармонические колебания, которые вибродатчиком 2 преобразуются в электрический сигнал. Через усилитель 7 сигнал поступает на индикатор 8. Показание индикатора 8 фиксируется на каждой из дискретных частот fi в диапазоне изменения частоты вращения вала двигателя от fmin до fmax, при выбранных параметрах жесткостей 3, 4, 5 и длинах L1, L2, L3 (фиг. 2), после чего определяют диапазон частот вращения вала двигателя от f1 до f2, при котором разница двух показаний индикатора 8 значительно меньше, чем минимальные показания индикатора 8 в этом диапазоне. Варьируя параметрами жесткостей 3, 4, 5 (фиг. 2) и длинами L1, L2, L3 (фиг. 2), добиваются максимального диапазона частот от f1 до f2. При этом само показание индикатора 8 принимают за предельно допустимую амплитуду колебаний вибродатчика для i-го "эталонного" подшипника.After that, the engine shaft starts to rotate in the frequency range from f min to f max with a discreteness of the change in the rotation frequency Δf. The mechanical oscillating element 1 converts shock pulses caused by defects of the "reference" bearing into harmonic vibrations, which are converted by an vibration sensor 2 into an electrical signal. Through the amplifier 7, the signal is supplied to the indicator 8. The indicator 8 is recorded at each of the discrete frequencies f i in the range of the engine shaft speed from f min to f max , with selected stiffness parameters 3, 4, 5 and lengths L1, L2, L3 (Fig. 2), after which the range of frequencies of rotation of the motor shaft from f 1 to f 2 is determined, at which the difference between the two readings of indicator 8 is much smaller than the minimum readings of indicator 8 in this range. By varying the stiffness parameters 3, 4, 5 (Fig. 2) and the lengths L1, L2, L3 (Fig. 2), they achieve the maximum frequency range from f 1 to f 2 . In this case, the reading of indicator 8 is taken as the maximum allowable vibration amplitude of the vibration sensor for the i-th "reference" bearing.

Последовательно выполняя приведенную выше операцию с каждым из n "эталонных" подшипников при определенных ранее жесткости и координатах точек опоры механического колебательного элемента 1, определяют для каждого i-го "эталонного" подшипника (1 ≤ i ≤ n) предельно допустимую амплитуду Ai колебаний вибродатчика 2, выраженную через i показания индикатора 8.Sequentially performing the above operation with each of the n "reference" bearings at the previously determined stiffness and coordinates of the support points of the mechanical oscillating element 1, determine for each i-th "reference" bearing (1 ≤ i ≤ n) the maximum allowable amplitude A i of the vibration sensor vibrations 2, expressed in terms of i of indicator 8.

Третий режим - режим диагностики. The third mode is the diagnostic mode.

В этом режиме в двигатель с подшипником, техническое состояние которого неизвестно, устанавливают механический колебательный элемент 1 с определенными в режиме "Обучение" жесткостью и координатами опорных точек с установленным на нем вибродатчиком 2, после чего вращают вал двигателя в диапазоне частот от f1 до f2. Механический колебательный элемент 1 преобразует ударные импульсы, вызываемые дефектами подшипника, в механические гармонические колебания, которые преобразуются вибродатчиком 2 в электрический сигнал, который через усилитель 7 поступает на индикатор 8. Показания индикатора 8 однозначно характеризуют геометрические размеры дефектов диагностируемого подшипника, т.е. его техническое состояние, в соответствии с чем:
если показания индикатора 8 больше или равны предельно допустимой амплитуде колебаний для первого "эталонного" подшипника, то подшипник бракуется;
если показания индикатора 8 соответствуют показаниям для "эталонного" подшипника, имеющего дефекты с минимальными геометрическими размерами, то устанавливают максимальный по времени межповерочный интервал;
если показания индикатора 8 больше показаний для "эталонного" подшипника, имеющего дефекты с минимальными геометрическими размерами, то дополнительно используют косвенные методы диагностики, такие как контроль стружки в масле, наличие металла в масле и т.п.;
если появляются признаки наличия дефекта у диагностируемого подшипника по косвенным методам диагностики, то измерение амплитуды колебаний вибродатчика 2 производят n раз (n ≥ 2) последовательно n-вибродатчиками, каждый из которых устанавливают на собственный колебательный элемент, диагностируемый подшипник бракуется, если хотя бы при использовании одного из n-вибродатчиков показания индикатора 8 больше или равны предельно допустимой амплитуде колебаний вибродатчика для первого "эталонного" подшипника.
In this mode, in a motor with a bearing, the technical state of which is unknown, a mechanical oscillating element 1 is installed with the stiffness and coordinates of the reference points defined in the "Training" mode with the vibration sensor 2 installed on it, after which the motor shaft is rotated in the frequency range from f 1 to f 2 . The mechanical oscillating element 1 converts shock pulses caused by bearing defects into mechanical harmonic vibrations, which are converted by the vibration sensor 2 into an electrical signal, which is transmitted through the amplifier 7 to the indicator 8. The readings of the indicator 8 unambiguously characterize the geometric dimensions of the defects of the bearing being diagnosed, i.e. its technical condition, in accordance with which:
if the readings of indicator 8 are greater than or equal to the maximum permissible oscillation amplitude for the first "reference" bearing, then the bearing will be rejected;
if the readings of indicator 8 correspond to the readings for a "reference" bearing having defects with minimum geometric dimensions, then the maximum calibration time interval is set;
if indicator 8 readings are greater than indications for a “standard” bearing having defects with minimum geometric dimensions, then additional diagnostic methods are used, such as chip control in oil, metal in oil, etc .;
if there are signs of a defect in the diagnosed bearing by indirect diagnostic methods, then the vibration amplitude of the vibration sensor 2 is measured n times (n ≥ 2) successively by n-vibration sensors, each of which is mounted on its own vibration element, the diagnosed bearing is rejected, if only when using the readings of indicator 8 of one of the n-vibration sensors are greater than or equal to the maximum permissible vibration amplitude of the vibration sensor for the first "reference" bearing.

Примеры конкретного исполнения. Examples of specific performance.

1. Механический колебательный элемент 1. Возможное конструктивное исполнение механического колебательного элемента приведено на фиг. 2. 1. Mechanical vibration element 1. A possible embodiment of the mechanical vibration element is shown in FIG. 2.

2. Вибродатчик 2. Вибродатчик может быть выполнен на базе акселерометра типа АНС 014 (БЫ 2.781.004 ТУ). 2. Vibration sensor 2. Vibration sensor can be made on the basis of an accelerometer type ANS 014 (BY 2.781.004 TU).

3. Постоянное запоминающее устройство (ПЗУ) 3. ПЗУ может быть выполнено на базе электрического разъема любого типа, номер механического колебательного элемента и соответствующего ему вибродатчика, в котором может быть задан путем соответствующей распайки контактов разъема, например, в двоичном коде. 3. Permanent storage device (ROM) 3. The ROM can be made on the basis of any type of electrical connector, the number of the mechanical oscillating element and its corresponding vibration sensor, in which it can be set by the corresponding wiring of the connector contacts, for example, in binary code.

4. Дешифратор 4. Дешифратор может быть выполнен на базе интегральной микросхемы серии К133, например, К133 и Д10 (см. журнал "Радио", N 3, 1985, с. 24). 4. Decoder 4. The decoder can be made on the basis of an integrated circuit series K133, for example, K133 and D10 (see the journal "Radio", N 3, 1985, p. 24).

5. Первый резистор 5 обратной связи и n вторых резисторов 6 обратной связи. Резисторы обратной связи могут быть выполнены на базе серийных резисторов любых типов, например МТ, МПТ, ОМЛТ и т.п. 5. The first feedback resistor 5 and n second feedback resistors 6. Feedback resistors can be made on the basis of serial resistors of any type, for example, MT, MPT, OMLT, etc.

6. Усилитель 7. Усилитель может быть выполнен по схеме, приведенной на фиг. 2.22 с. 89 (Дж. Уитсон. "500 практических схем на ИС"), издательство "Мир", 1992. 6. Amplifier 7. The amplifier can be made according to the circuit shown in FIG. 2.22 p. 89 (J. Witson. "500 Practical Designs on IP"), Mir Publishing House, 1992.

7. Индикатор 8. Индикатор может быть выполнен на базе микроамперметра М2003-М1 ГОСТ 8711-78. 7. Indicator 8. The indicator can be made on the basis of the microammeter M2003-M1 GOST 8711-78.

Claims (5)

1. Способ диагностики трансмиссионных подшипников путем сравнения амплитуды колебаний вибродатчика с определенной в режиме "Обучение" через установку в двигатель "эталонного" подшипника предельно допустимой амплитудой колебаний вибродатчика, отличающийся тем, что в режиме "Обучение" вибродатчик устанавливают на механический колебательный элемент, механический колебательный элемент устанавливают в двигатель и при вращении вала двигателя в диапазоне частот f от fmin до fmax с дискретностью изменения частоты вращения вала двигателя Δf, меньшей или равной минимальной частоты вращения вала двигателя (Δf ≤ fmin), определяют диапазон частот вращения вала двигателя от f1 до f2, жесткость и координаты опорных точек механического колебательного элемента, при которых разность ΔA любых двух амплитуд Ai, Ak колебаний вибродатчика для "эталонного" подшипника значительно меньше минимальной амплитуды колебаний вибродатчика для данного "эталонного" подшипника (ΔA = Ai-Ak≪ Amin ), причем амплитуда колебаний вибродатчика для данного "эталонного" подшипника принимается за предельно допустимую Aп.д, а в режиме диагностики вибродатчик устанавливают на механический колебательный элемент с определенными в режиме "Обучение" жесткостью и координатами опорных точек, механический колебательный элемент устанавливают в двигатель с диагностируемым подшипником, вращают вал двигателя с частотой f, принадлежащей диапазону частот от f1 до f2, измеряют амплитуду колебаний вибродатчика, причем если последняя меньше предельно допустимой амплитуды колебаний вибродатчика Aп.д, то эксплуатацию подшипника продолжают, а если больше или равна предельно допустимой амплитуде колебаний вибродатчика Aп.д, то диагностируемый подшипник бракуют.1. A method for diagnosing transmission bearings by comparing the vibration amplitude of the vibration sensor with that determined in the "Training" mode by installing the "maximum" bearing in the engine with the maximum allowable vibration amplitude of the vibration sensor, characterized in that in the "Training" mode the vibration sensor is mounted on a mechanical vibration element, a mechanical vibration element mounted in the motor and motor shaft during rotation in the frequency range from f f m i n to f m a x to the discrete changes engine speed Δf, m nshey or equal to the minimum speed the motor shaft (Δf ≤ f min), determined speed range of the motor shaft from f 1 to f 2, the rigidity and the coordinates of control points of the mechanical oscillatory body, in which a difference ΔA of any two amplitudes A i, A k oscillations vibration sensor for "standard" bearing considerably less than the minimum amplitude of the vibration sensor for the "standard" bearing (ΔA = A i -A k « A min) oscillation wherein the oscillation amplitude of the vibration sensor for the" standard "bearing taken as the maximum admissible A n th. d , and in the diagnostic mode, the vibration sensor is installed on a mechanical oscillating element with the stiffness and coordinates of the reference points defined in the "Training" mode, the mechanical oscillating element is installed in an engine with a diagnosed bearing, the motor shaft is rotated with a frequency f belonging to the frequency range from f 1 to f 2 , measure the vibration amplitude of the vibration sensor, and if the latter is less than the maximum allowable vibration amplitude of the vibration sensor A p . d , the operation of the bearing is continued, and if it is greater than or equal to the maximum permissible vibration amplitude of the vibration sensor A p . e , then the diagnosed bearing is rejected. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в режиме "Обучение" в двигатель последовательно устанавливают n "эталонных" подшипников (n ≥ 2) с различными технологическими дефектами, для каждого i-го "эталонного" подшипника определяют предельно допустимую амплитуду колебаний вибродатчика Aп.д, в соответствии с ней ставят межповерочный интервал Ti, причем для "эталонного" подшипника, имеющего минимальные по геометрическим размерам технологические дефекты, предельно допустимую амплитуду колебаний вибродатчика обозначают как минимальную Aп.д min, а межповерочный интервал T - как максимальный по времени Tmax, а в режиме диагностики для каждого j-го диагностируемого подшипника по измеренному значению амплитуды колебаний вибродатчика устанавливают межповерочный интервал Tj.2. The method according to claim 1, characterized in that in the "Training" mode, n "standard" bearings (n ≥ 2) with various technological defects are sequentially installed in the engine, for each i-th "standard" bearing, the maximum permissible vibration amplitude is determined vibration sensor A p . d , in accordance with it, the calibration interval T i is set , and for a "reference" bearing having technological defects that are minimal in geometric dimensions, the maximum allowable vibration amplitude of the vibration sensor is designated as the minimum A p . d m i n , and the calibration interval T is the maximum time T m a x , and in the diagnostic mode for each j-th diagnosed bearing, the calibration interval T j is set based on the measured value of the vibration amplitude of the vibration sensor. 3. Способ по пп.1 и 2, отличающийся тем, что в режиме диагностики при амплитуде колебаний вибродатчика больше минимальной предельно допустимой амплитуды колебаний вибродатчика дополнительно используют косвенные методы диагностики. 3. The method according to claims 1 and 2, characterized in that in the diagnostic mode, when the vibration amplitude of the vibration sensor is greater than the minimum maximum allowable vibration amplitude of the vibration sensor, indirect diagnostic methods are additionally used. 4. Способ по пп.1 - 3, отличающийся тем, что в режиме диагностики при появлении признаков дефектов диагностируемого подшипника по косвенным методам диагностики измерение амплитуды колебаний вибродатчика проводят n раз (n ≥ 2) последовательно n вибродатчиками, каждый из которых устанавливают на собственный механический колебательный элемент, а диагностируемый подшипник бракуют, если хотя бы одна измеренная амплитуда колебаний вибродатчика превысит или будет равна предельно допустимой. 4. The method according to claims 1 to 3, characterized in that in the diagnostic mode when signs of defects of the bearing being diagnosed by indirect diagnostic methods appear, the vibration amplitude of the vibration sensor is measured n times (n ≥ 2) in series by n vibration sensors, each of which is mounted on its own mechanical oscillating element, and the diagnosed bearing is rejected if at least one measured vibration amplitude of the vibration sensor exceeds or is equal to the maximum permissible. 5. Устройство для осуществления способа диагностики трансмиссионных подшипников, содержащее последовательно соединенные вибродатчик, усилитель и индикатор, отличающееся тем, что оно снабжено n механическими колебательными элементами (n ≥ 1), на каждый из которых установлены вибродатчик, первый резистор обратной связи, n вторых резисторов обратной связи, дешифратор с n выходами и m входами (m ≥ 1), вибродатчики снабжены постоянными запоминающими устройствами с m выходами, которые соединены с входами дешифратора, выходы которого соединены с первыми выводами вторых резисторов обратной связи, вторые выводы которых объединены и соединены с первым выводом первого резистора обратной связи и вторым входом усилителя, выход которого соединен с вторым выводом первого резистора обратной связи. 5. A device for implementing a method for diagnosing transmission bearings, comprising a vibration sensor, an amplifier and an indicator connected in series, characterized in that it is equipped with n mechanical vibration elements (n ≥ 1), each of which has a vibration sensor, a first feedback resistor, n second resistors feedback, a decoder with n outputs and m inputs (m ≥ 1), vibration sensors are equipped with read-only memory devices with m outputs that are connected to the inputs of the decoder, the outputs of which are connected to rvymi pin second feedback resistors, the second terminals of which are combined and connected to the first terminal of the first feedback resistor and a second input amplifier, whose output is connected to a second terminal of the first feedback resistor.
RU96109861A 1996-05-13 1996-05-13 Method of diagnostics of turbomachine transmission bearings and device intended for its realization RU2110054C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU96109861A RU2110054C1 (en) 1996-05-13 1996-05-13 Method of diagnostics of turbomachine transmission bearings and device intended for its realization

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU94-028434/06 1994-07-27
RU96109861A RU2110054C1 (en) 1996-05-13 1996-05-13 Method of diagnostics of turbomachine transmission bearings and device intended for its realization

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2110054C1 true RU2110054C1 (en) 1998-04-27
RU96109861A RU96109861A (en) 1998-08-10

Family

ID=20180686

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU96109861A RU2110054C1 (en) 1996-05-13 1996-05-13 Method of diagnostics of turbomachine transmission bearings and device intended for its realization

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2110054C1 (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2177607C1 (en) * 2000-07-27 2001-12-27 Государственное унитарное предприятие Центр внедрения новой техники и технологий "Транспорт" Process and device to diagnose objects functioning cyclically
RU2331572C1 (en) * 2006-12-28 2008-08-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Томский политехнический университет Electrically-driven crane load capacity limitation method
RU2423716C2 (en) * 2006-08-24 2011-07-10 Дженерал Электрик Компани Method and device of mechanism monitoring
RU2730401C1 (en) * 2019-12-06 2020-08-21 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Сибирский федеральный научный центр агробиотехнологий Российской академии наук (СФНЦА РАН) Bearing assembly condition diagnosing method
CN113029325A (en) * 2019-12-24 2021-06-25 广东美的白色家电技术创新中心有限公司 Mechanical amplifier and household appliance

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1038821A1 (en) * 1982-05-14 1983-08-30 Куйбышевский ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт им.В.В.Куйбышева Bearing vibration diagnostic device

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1038821A1 (en) * 1982-05-14 1983-08-30 Куйбышевский ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт им.В.В.Куйбышева Bearing vibration diagnostic device

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
1. Савинов Н.П. Методы и средства виброакустической экспресс-диагностики оборудования химико-технологических производств. Сборник научных трудов ЦНИИКА. - М.: Энергоатомиздат, 1986, с. 39 и 40. 2. *

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2177607C1 (en) * 2000-07-27 2001-12-27 Государственное унитарное предприятие Центр внедрения новой техники и технологий "Транспорт" Process and device to diagnose objects functioning cyclically
RU2423716C2 (en) * 2006-08-24 2011-07-10 Дженерал Электрик Компани Method and device of mechanism monitoring
RU2331572C1 (en) * 2006-12-28 2008-08-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Томский политехнический университет Electrically-driven crane load capacity limitation method
RU2730401C1 (en) * 2019-12-06 2020-08-21 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Сибирский федеральный научный центр агробиотехнологий Российской академии наук (СФНЦА РАН) Bearing assembly condition diagnosing method
CN113029325A (en) * 2019-12-24 2021-06-25 广东美的白色家电技术创新中心有限公司 Mechanical amplifier and household appliance

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6289735B1 (en) Machine diagnostic system and method for vibration analysis
Nikolaou et al. Demodulation of vibration signals generated by defects in rolling element bearings using complex shifted Morlet wavelets
KR100411057B1 (en) Method for detecting gear state by using frequency demodulation method
Wang et al. A smart sensing unit for vibration measurement and monitoring
EP0680611B1 (en) A method and a device for measuring the number of revolutions in turbo aggregates for motors
EP0091037B1 (en) Method and apparatus for checking insulative condition of an insulated article
EP3092472B1 (en) Method and device for providing a condition evaluation of a mechanical structure which includes a rotatable machine component
JPH08226930A (en) Tachometer that is calibrated by mechanical engine signal based on electric ripple
Benko et al. An approach to fault diagnosis of vacuum cleaner motors based on sound analysis
WO2014123443A1 (en) Method and device for vibration diagnosis and forecasting sudden engine failure
RU2110054C1 (en) Method of diagnostics of turbomachine transmission bearings and device intended for its realization
KR100372589B1 (en) Method for diagnosing the conditions of machine and diagnostic sensor
US20110259093A1 (en) Method for detecting resonance in a rotor shaft of a turbine engine
JP2007285875A (en) Abnormality diagnosis apparatus and abnormality diagnosis method
JPH0238930A (en) Measuring instrument for gear noise
CN108414217B (en) Gear box noise test system
RU96109861A (en) METHOD FOR DIAGNOSTIC OF TRANSMISSION TURBO MACHINE BEARINGS AND DEVICE FOR ITS IMPLEMENTATION
WO2006105176A1 (en) Acoustic signature testing for electronic, electromechanical, and mechanical equipment
KR100444450B1 (en) a testing method for turbo-charger whistle noise controlling of engine
RU2213336C2 (en) Method of ultrasonic test of antifriction bearings
CN114216680A (en) High-speed rotor kurtosis detection fault diagnosis device and method
RU1809346C (en) Method of estimating technical state of block bearing of working device
RU2834870C2 (en) Method for spectral vibration diagnostics of incipient operational defects of vehicle gearbox elements
Murphy The development of a data collector for low-speed machinery
Kallappa et al. High frequency incipient fault detection for engine bearing components