一種航空發動機軸承故障診斷數據採集裝置製造方法
2023-05-24 07:25:06 1
一種航空發動機軸承故障診斷數據採集裝置製造方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種航空發動機軸承故障診斷數據採集裝置，包括：加速度傳感器、光電轉速傳感器、搖柄、反光標記以及數據採集儀，其中加速度傳感器安裝於發動機測點處；反光標記設於發動機風扇葉片上，光電轉速傳感器通過反光標記拾取發動機轉速信號，加速度傳感器、光電轉速傳感器的信號通過數據採集儀送至計算機；在發動機自帶減速器上連接搖柄，該搖柄通過減速器內部齒輪帶動發動機低壓轉子旋轉。本實用新型完善了航空發動機軸承振動測試邊界條件，使軸承測試更為準確、真實，並通過故障診斷分析為發動機軸承故障溯源提供了方向，由此可以通過發動機局部分解、修理和更換軸承排除故障，大大降低了需要整機分解的成本。
【專利說明】一種航空發動機軸承故障診斷數據採集裝置
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種航空發動機軸承振動測試技術，具體的說是一種航空發動機軸承故障診斷數據採集裝置。
【背景技術】
[0002]傳統的軸承單項測試方法是在軸承試驗器上進行，試驗器包括主軸驅動裝置、安裝軸承的芯軸，軸向負荷加載裝置和徑向負荷加載裝置，循環供油系統以及加速度傳感器系統的安裝機架等。通過在軸承外圈測點測量軸承在規定轉速內的振動速度或加速度級來進行評定軸承品質。傳統測試方法只能從軸承的振動量值上進行判斷軸承品質，無法對軸承故障類型進行判斷。而且，由於軸承試驗器的施加邊界載荷條件受限，原有技術方法也無法真正實現發動機軸承在真實裝配狀態下的故障評定。
[0003]在試驗器上進行的軸承振動測量是評定軸承的質量級別的理想測量方法，這些測量模擬條件可以說已經很接近軸承在發動機上的理論裝配邊界條件，但是軸承在發動機整機中是以軸承傳遞系統為構成，軸承自身振動的特性也受到整個傳遞系統的耦合和幹涉。
實用新型內容
[0004]針對現有技術中航空發動機軸承振動測試邊界條件受限以及無法完成軸承故障診斷等不足，本實用新型要解決的技術問題是提供一種可完善發動機軸承振動測試手段的航空發動機軸承故障診斷裝置。
[0005]為解決上述技術問題，本實用新型採用的技術方案是:
[0006]本實用新型一種航空發動機軸承故障診斷數據採集裝置，包括:加速度傳感器、光電轉速傳感器、搖柄、反光標記以及數據採集儀，其中加速度傳感器安裝於發動機測點處；反光標記設於發動機風扇葉片上，光電轉速傳感器通過反光標記拾取發動機轉速信號，加速度傳感器、光電轉速傳感器的信號通過數據採集儀送至計算機；在發動機自帶減速器上連接搖柄，該搖柄通過減速器內部齒輪帶動發動機低壓轉子旋轉。
[0007]所述發動機測點為發動機冒罩上的指定位置，在該測點處按發動機徑向垂直安裝加速度傳感器。
[0008]所述手柄為電動搖轉手柄，通過電動搖轉控速器控制其轉速。
[0009]本實用新型具有以下有益效果及優點:
[0010]1.本實用新型完善了航空發動機軸承振動測試邊界條件，使軸承測試更為準確、真實，並通過故障診斷分析為發動機軸承故障溯源提供了方向，由此可以通過發動機局部分解、修理和更換軸承排除故障，大大降低了需要整機分解的成本。
[0011]2.本實用新型對於廠外發動機檢修提供了有利的維修數據，提高廠外發動機排故效率的同時也降低了發動機由於軸承故障返廠的運輸和維修成本，預計節約單臺份軸承故障發動機維修成本10萬元。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0012]圖1為本實用新型發動機整機狀態軸承故障診斷裝置圖。
[0013]其中，I為光電轉速傳感器，2為反光標記，3為發動機上部減速器，4為電動搖轉手柄，5為電動搖轉控速器，6為發動機葉片，7為加速度傳感器，8為發動機冒罩，9為數據採集儀，11為計算機。
【具體實施方式】
[0014]下面結合說明書附圖對本實用新型作進一步闡述。
[0015]本實用新型主要採取在航空發動機整機狀態下進行軸承振動測試，為後續故障診斷提供數據。
[0016]如圖1所示，本實用新型航空發動機軸承故障診斷數據採集裝置包括:加速度傳感器7、光電轉速傳感器1、搖柄、反光標記2以及數據採集儀9，其中加速度傳感器7按發動機徑向垂直安裝於發動機測點處(本實施例為發動機冒罩8上的指定位置)；反光標記2設於發動機風扇的葉片6上，光電轉速傳感器I通過反光標記2拾取發動機轉速信號，加速度傳感器7、光電轉速傳感器I的信號通過數據採集儀9(本實施例採用型號為B&K8038)送至計算機11 ;在發動機自帶的減速器上連接搖柄，該搖柄通過減速器內部齒輪帶動發動機低壓轉子旋轉，該搖柄為電動搖轉手柄4，通過電動搖轉控速器5控制其轉速。
[0017]本實用新型的工作過程為:
[0018]在測點處按發動機徑向垂直安裝加速度傳感器7，以拾取最有效振動信號。在發動機風扇葉片6上作反光標記2，通過光電轉速傳感器I拾取發動機轉速信號。連接電動搖轉手柄4至發動機上部自帶的減速器3，通過減速器3內部齒輪帶動發動機低壓轉子旋轉。測試人員通過電動搖轉控速器5以180r/m的轉速帶動低壓轉子，在轉子達到預定轉速平穩轉動後，電動搖轉控速器5脫開電動搖轉手柄4。在發動機轉子自由落轉過程中，記錄振動信號和轉速信號。
[0019]設置數據採集儀9的單通道最大輸入電壓為12伏，採樣頻率為12.SKHzo分析頻率帶寬設置為2KHz，分析譜線數為6400線。
[0020]應用本實用新型結合航空發動機的軸承傳遞系統的結構分析，確定整機狀態下進行發動機某支點軸承振動測試所需的最佳技術條件，確定進行軸承振動測試的測點位置，為了實現軸承故障診斷目的，結合軸承振動測試原理，搭建軸承振動測試系統，利用加速度振動加速度傳感器進行軸承振動信號的拾取，通過系統數據採集儀器實現軸承振動信號的高速採集，並且通過光電轉速傳感器實現發動機轉速信號的拾取，最終利用FFT和包絡(調製解調分析)技術實現發動機軸承的故障診斷。
[0021]本實用新型將採集到的數據(測點信號的振動量值、頻率)提供給計算機中的數據分析軟體(該軟體為通用技術)，該軟體利用包絡分析和時域對比分析，結合轉速計算出軸承的內、外環和滾動體的通過頻率。通過對比振動信號的頻譜、包絡譜和軸承的通過頻率建立關聯，初步實現了由振動信號提取故障軸承的特徵頻率成分，並從試驗角度對軸承的故障情況進行了驗證，發動機整機狀態下進行軸承振動測試分析具有可行性。
【權利要求】
1.一種航空發動機軸承故障診斷數據採集裝置，其特徵在於包括:加速度傳感器、光電轉速傳感器、搖柄、反光標記以及數據採集儀，其中加速度傳感器安裝於發動機測點處；反光標記設於發動機風扇葉片上，光電轉速傳感器通過反光標記拾取發動機轉速信號，加速度傳感器、光電轉速傳感器的信號通過數據採集儀送至計算機；在發動機自帶減速器上連接搖柄，該搖柄通過減速器內部齒輪帶動發動機低壓轉子旋轉。
2.按權利要求1所述的航空發動機軸承故障診斷數據採集裝置，其特徵在於:所述發動機測點為發動機冒罩上的指定位置，在該測點處按發動機徑向垂直安裝加速度傳感器。
3.按權利要求1所述的航空發動機軸承故障診斷數據採集裝置，其特徵在於:所述搖柄為電動搖轉手柄，通過電動搖轉控速器控制其轉速。
【文檔編號】G01M13/04GK204165751SQ201420670547
【公開日】2015年2月18日 申請日期:2014年11月11日 優先權日:2014年11月11日
【發明者】王國鵬, 高鴿, 萬利 申請人:瀋陽黎明航空發動機(集團)有限責任公司