Юрий Елисеев,
генеральный директор ФНПЦ ММПП «Салют»,
кандидат технических наук
Владислав Яковлев,
начальник КБ диагностического контроля
ФНПЦ ММПП «Салют»
Виктор Максимов,
начальник сектора ЦИАМ им. П.И. Баранова,
кандидат технических наук
Бортовая система виброакустической диагностики деталей и узлов авиадвигателей в эксплуатации

Многолетний опыт (с 1989г.) эксплуатации виброакустических приборов ДИП-1, ДИП-1М, ДИП-2 и ДИП-2М, разработанных и изготовленных в ФНПЦ ММПП «Салют» совместно с ЦИАМ им. П.И. Баранова, для диагностики межвальных (м/в), межроторных (м/р) и прочих подшипников на авиационных двигателях (АД) типа АЛ-31Ф,РД-33, Д-30,Д-30КП,Д-30КУ,АИ-25ТЛ, РД-600 и ТВД-1500 показал, что данная методика и аналогичные приборы также могут использоваться для выявления и других дефектов в деталях и узлах, возникновение и развитие которых вызывают незначительные возбуждения ударных колебаний АД. В частности, внедрение бортовой системы виброакустической диагностики позволяет:

  • повысить надежность и достоверность определения состояния межвальных, межроторных и других подшипников за счет увеличения частоты периодического контроля, то есть после каждого полета, опробования или при холодной прокрутке АД;
  • исключить субъективную погрешность определения состояния подшипников оператором;
  • обеспечить документирование на бортовой магнитный регистратор типа «Тестер-У3» или другой;
  • значительно уменьшить трудоемкость работ;
  • выявлять другие дефектные детали и узлы, вызывающие незначительные ударные колебания корпуса АД, которые могут привести к его отказам .

В ФНПЦ ММПП «Салют» в 1996г. прошел опытные испытания бортовой блок виброакустической диагностики ББК-1, структурная схема которого приведена на фото 1. Вибросигнал, пропорциональный виброскорости V = Аw , (где А- амплитуда вибраций, мм; w — угловая частота вибраций, 1/рад), поступает от штатного датчика МВ-27-1Г на предварительный усилитель ПУ. Затем на дифференцирующее устройство ДУ, которое преобразует его в сигнал, пропорциональный ускорению a =Аw 2. После ДУ стоит полосовой фильтр ПФ, настроенный на диапазон информативных частот 100? 500Гц как у прибора типа ДИП-1. На выходе блока ББК-1 установлен детектор средних значений ДС3 со временем осреднения То=3с, подключенный к бортовому самописцу «Тестер-У3».

Предполагается, что блок ББК-1 будет автоматически подключаться по входу к МВ-27-1Г и по выходу к «Тестер-У3» только после остановки ротора высокого давления (РВД) на «выбеге» ротора низкого давления (РНД). Таким образом, штатный вибродатчик МВ-27-1Г станет регистрировать вибросигналы, идущие от дефектных м/в, м/р и других подшипников, а также от деталей и узлов вращающегося РНД.

Испытания ББК-1 и ДИП-1ПБ проводились на стендах ФНПЦ ММПП «Салют» совместно с ЦИАМ, МКБ «Гранит» и в/ч 75360 на семи двигателях АЛ-31Ф. В структурную схему сбора и обработки вибросигналов (фото 2) входили:

  • прибор ДИП-1 в комплекте с вибродатчиком АНС-014-02, установленным на наружном корпусе двигателя в районе расположения смотровых окон рабочих лопаток турбины низкого давления (ТНД);
  • доработанный прибор ДИП-1ПБ, подключенный к штатному горизонтальному вибродатчику МВ-27-1Г, закрепленному на промежуточном корпусе двигателя;
  • 4-канальный магнитный регистратор типа 7005, к которому были подключены выходы ДИП-1, ББК-1 и вибродатчик МВ-27-1Г.

Записи на магнитной ленте анализировались в ЦИАМ с целью сравнения спектрограмм вибросигналов от АНС-014-02 и МВ-27-1Г. Одновременно показания МВ-27-1Г записывались через прибор ДИП-1ПБ на бортовой регистратор «Тестер-У3». С помощью последнего также фиксировались обороты РНД (n1) и РВД (n2).

Испытания двигателей с исправными и дефектными подшипниками проводились на режимах:

  • «ручной прокрутки» РНД (n1) частотой ~ 1об/с;
  • «холодной прокрутки» с записью показаний после прекращения вращения РВД(n2);
  • выключение двигателей с режима «Малого газа»(«МГ») с записью показаний до прекращения вращения РВД (n2).

Обработка записей бортового регистратора проводилась с помощью дешифратора типа «Луч-71″в в/ч 75360. На фото 3 и 4 приведены фрагменты результатов обработки тестограмм на режимах «выбега» РНД, после «МГ» двигателей АЛ-31Ф, отстраненных от эксплуатации по дефекту м/р и м/в подшипников, выявленных прибором ДИП-1.

На первом участке (фото 4) показан набор оборотов n1 и n2 до «МГ». Участок от n2= «Мах» до n2~0% не записывался, а на третьем участке — запись вибросигнала «на выбеге» РНД. Из приведенных тестограмм видно, что уровень вибросигнала превышает 100 дел. показаний индикатора виброакустического прибора ДИП-1.

Испытания двигателей АЛ-31Ф с исправными и дефектными м/р и м/в подшипниками показали: вибросигналы от штатного датчика МВ-27-1Г, записанные на «Тестер-У3» через ББК-1 или ДИП-1ПБ, содержат информацию о состоянии и других подшипников, что подтвердилось после разборки этих двигателей. За время эксплуатации двигателей АЛ-31Ф с помощью прибора ДИП-1 был выявлен ряд дефектов, которые приводили к ударным колебаниям корпуса двигателя на «выбеге» РНД (n1).

Аппаратура в составе штатного вибродатчика МВ-27-1Г + ББК-1 +»Тестер-У3″+ «Луч-71» может эффективно использоваться как для определения и регистрации технического состояния м/в,м/р подшипников, так и для выявления других возможных дефектов двигателя, которые вызывают ударные колебания его корпуса.

Бортовая система виброакустической диагностики позволяет выявлять не только дефектные подшипники трансмиссии, но и возможные другие дефекты в деталях и узлах, вызывающие даже незначительные ударные колебания корпуса при вращении роторов авиадвигателя. Поэтому для точной их идентификации рекомендуется использовать новый универсальный прибор «ВАДИМ» (ВиброАкустический Диагностический Индикатор Машин). В настоящее время изготовленные опытные образцы этого прибора (фото 5,6) проходят испытания в ФНПЦ ММПП «Салют».

1 Star2 Stars3 Stars4 Stars5 Stars (4,00 из 5, оценило: 1)
Загрузка...