[go: up one dir, main page]

RU1816986C - Method of vibration testing of gas-turbine engines - Google Patents

Method of vibration testing of gas-turbine engines

Info

Publication number
RU1816986C
RU1816986C SU4858469A RU1816986C RU 1816986 C RU1816986 C RU 1816986C SU 4858469 A SU4858469 A SU 4858469A RU 1816986 C RU1816986 C RU 1816986C
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
engine
fuel
vibration signal
minimum
vibration
Prior art date
Application number
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Валерий Васильевич Ремизов
Анатолий Сергеевич Сула
Владимир Васильевич Михайлов
Александр Анатольевич Шестериков
Original Assignee
Войсковая часть 75360
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 Войсковая часть 75360 filed Critical Войсковая часть 75360
Priority to SU4858469 priority Critical patent/RU1816986C/en
Application granted granted Critical
Publication of RU1816986C publication Critical patent/RU1816986C/en

Links

Landscapes

  • Control Of Turbines (AREA)

Abstract

Использование: диагностирование газотурбинных установок, испытани  авиационных газотурбинных двигателей. Сущность изобретени : производитс  запуск и приемистость двигател  с минимальных до максимальных частот вращени . Измер ют и регистрируют вибросигнал и частоту вращени  ротора при номинальном и предельных значени х настройки топливорегулирую- щей аппаратуры. По отклонени м вибросигнала от эталонного на переходных режимах дл  характерных частот вращени  ротора определ ют техническое состо ние двигател , 1 ил.Usage: diagnosis of gas turbine installations, testing of aircraft gas turbine engines. SUMMARY OF THE INVENTION: The engine is started and throttle from minimum to maximum speeds. The vibration signal and rotor speed are measured and recorded at the nominal and limit settings of the fuel control equipment. From the deviations of the vibration signal from the reference signal in transient conditions for the characteristic rotational speeds of the rotor, the technical state of the engine, 1 sludge, is determined.

Description

Изобретение относитс  к области диагностировани  силовых установок и преимущественно может быть использовано в эксплуатации и испытани х авиационных газотурбинных двигателей (ГТД) при определении их технического состо ни .The invention relates to the field of diagnostics of power plants and can mainly be used in the operation and testing of aircraft gas turbine engines (GTE) in determining their technical condition.

Целью изобретени   вл етс  повышение достоверности обнаружени  неисправностей двигателей. Испытани  ГТД показали, что предложенное техническое решение позвол ет достигнуть достоверность диагностировани  двигателей по вибрационным параметрам в процессе эксплуатации не ниже 0,99. тогда как обыч ные способы дают разброс достоверности (в зависимости от конкретных условий) от 0,35 до 0,95.The aim of the invention is to increase the reliability of engine failure detection. Tests of gas turbine engines showed that the proposed technical solution makes it possible to achieve a reliable diagnosis of engines by vibration parameters during operation not lower than 0.99. whereas conventional methods give a range of confidence (depending on specific conditions) from 0.35 to 0.95.

В изобретении используетс  эффект вли ни  изменени  уровн  настройки регулировочных характеристик системы управлени  подачей топлива в камеру сгорани  на изменение диагностических параметровThe invention takes advantage of the effect of a change in the level of adjustment of the control characteristics of the fuel supply control system in the combustion chamber on the change in diagnostic parameters

вибрации при возникновении и развитии неисправностей. Дл  этого провод т испытани  диагностируемого двигател  на заданных переходных режимах при предельных (согласно норм ТУ) настройках топливорегулирующей аппаратуры (минимально допустимых избытках топлива, обеспечивающих врем  запуска двигател  в пределах норм ТУ, и максимально допустимых по забросу температуры газа за турбиной избытках топлива).vibration during the occurrence and development of malfunctions. To this end, the diagnosed engine is tested at predetermined transient conditions at the maximum (according to the technical specifications) settings of the fuel control equipment (minimum permissible excess fuel, ensuring the engine start time within the standard specifications, and the maximum excess fuel allowed for throwing the gas temperature behind the turbine).

При этом имеет место наиболее полна  комбинаци  возмущающих воздействий (га- зо- и гидродинамических нагрузок от вступающих во взаимодействие деталей и узлов проточной части двигател  и его агрегатов, изменени  демпфировани  и т.п.), генерирующих колебани  с определенными частотами и про вл ющихтехническое состо ние с максимальной полнотой.In this case, the most complete combination of disturbing influences (gas and hydrodynamic loads from interacting parts and assemblies of the engine flow part and its units, changes in damping, etc.), generating oscillations with certain frequencies and exhibiting a technical condition, takes place. ny with maximum completeness.

В изобретении используетс  то, что при возникновении и развитии неисправностиThe invention uses the fact that when a malfunction occurs and develops

0000

чэ che

0000

оabout

ГТД наибольший прирост вибрации наблюдаетс  в точках, кратных резонансным частотам , при предельных настройках топливорегулирующей аппаратуры. Вид и степень развити , неисправности оценивают по возрастанию амплитудных значений уровн  вибросигнала по частоте вращени  из-за по влени  дополнительных гармоник от развивающейс  неисправности. Классифициру  отклонени  изменений амплитудной огибающей вибросигнала по частоте вращени , можно судить о ранних признаках большой группы неисправностей проточной части и агрегатов двигател , которые при других способах вибродиагностировани  не про вл ютс  вплоть до отказа агрегатов или узлов двигател .GTE the largest increase in vibration is observed at points that are multiples of the resonant frequencies, with the extreme settings of the fuel control equipment. The type and degree of development, malfunctions are estimated by increasing the amplitude values of the level of the vibration signal by the frequency of rotation due to the appearance of additional harmonics from the developing malfunction. By classifying deviations of changes in the amplitude envelope of the vibration signal by the rotational speed, one can judge about the early signs of a large group of malfunctions of the flow part and engine assemblies, which with other methods of vibration diagnostics are not manifested until the failure of the aggregates or engine assemblies.

За вл емый способ состоит из следующих взаимообусловленных операций:The inventive method consists of the following interdependent operations:

Claims (4)

1. Задаетс  переходной режим работы двигател с измерением и регистрацией вибросигнала и частоты вращени  ротора при исходной (номинальной) настройке топливорегулирующей аппаратуры.1. The transient mode of operation of the engine is set with the measurement and registration of the vibration signal and rotor speed at the initial (nominal) setting of the fuel control equipment. 2. Выполн ютс  операции по п. 1 при настройке топливо регулирующей аппаратуры на минимально допустимые избытки топлива .2. The operations of claim 1 are performed when tuning the fuel of the control equipment to the minimum allowable excess fuel. 3. Выполн ютс  операции по п. 1 при настройке топливорегулирующей аппаратуры на максимально допустимые избытки топлива.3. The operations of claim 1 are carried out when tuning the fuel control equipment to the maximum allowable excess fuel. 4. По отклонени м вибросигнала на за- лис х переходного режима по п.п. 2 и 3 от исходного (эталонного), дл  характерных частот вращени  ротора, определ ют техническое состо ние ГТД.4. According to the deviations of the vibrosignal in the floodlight x transition mode according to p. 2 and 3 from the initial (reference) one, for the characteristic rotor speeds, the technical condition of the gas turbine engine is determined. Существенным признаком изобретени , отличающим за вленное решение от прототипа и обеспечивающим достижение поставленной цели,  вл етс  введение в процесс диагностировани  (по регистрируемым параметрам вибросигнала и частоты вращени  ротора) регулировок САУ двигател  на минимально и максимально допустимые избытки топлива на заданных переходных режимах.An essential feature of the invention, which distinguishes the claimed solution from the prototype and ensures the achievement of the goal, is the introduction into the process of diagnosing (according to recorded parameters of the vibration signal and rotor speed) adjustments of the ACS of the engine to the minimum and maximum allowable excess fuel at specified transient conditions. Данным способом охватываютс  такие группы неисправностей, как повреждени  деталей проточной части двигател , разрушени  лопаток компрессора или турбины, разрушени  подшипников опор роторов, нарушени  соосности валов и приводов агрегатов , нарушени  работы САУ двигател  и т.п.This method covers such groups of malfunctions as damage to parts of the engine flow part, destruction of compressor or turbine blades, destruction of bearings of rotor bearings, misalignment of shafts and drive units, malfunction of the engine ACS, etc. Возможность достижени  положительного эффекта при осуществлении изобретени  определ етс  тем, что регулировка САУ двигател  в пределах норм ТУ широко используетс  в эксплуатации дл  повышени  надежности и эффективности функционировани  ГТД. Дл  осуществлени  способа используютс  стандартные процедурыThe possibility of achieving a positive effect in the practice of the invention is determined by the fact that the adjustment of the engine ACS within the limits of the technical specifications is widely used in operation to increase the reliability and efficiency of the operation of the gas turbine engine. Standard procedures are used to implement the method. регулировани  и опробовани  двигател  в услови х эксплуатирующих организаций.regulating and testing the engine under operating organization conditions. На чертеже приведены примеры про влени  неисправности двигател  на переходном режиме при регулировках автоматикиThe drawing shows examples of the manifestation of engine malfunction in transient mode when adjusting automation 0 на минимальные (а) и максимальные (б) избытки топлива, а также при исходном (номинальном ) положении регулирующих элементов (в).0 to the minimum (a) and maximum (b) excess fuel, as well as at the initial (nominal) position of the control elements (c). Изобретение иллюстрируетс  следую5 щим примером.The invention is illustrated by the following example. Проводитс  диагностирование авиационных двухконтурных турбореактивных двигателей ГГРДД) при их эксплуатации в составе силовой установки летательного ап0 парата (ЛА), состо щей из двух двигателей. Измер ют параметры виброскорости и частоты вращени  ротора компрессора высоко- то давлени  (КВД) в процессе запуска двигател . Параметрическа  информаци Diagnostics of aircraft dual-circuit turbojet engines (GRGD) is carried out during their operation as part of the aircraft power plant (LA) power plant, which consists of two engines. The vibration velocity and rotational speed of the high-pressure compressor (HPC) rotor are measured during engine start-up. Parametric Information 5 после преобразовани  выводитс  на экран диспле  бортовой ЭВМ дл  сравнени  с эталонными значени ми или записываетс  на бортовой регистратор дл  последующего анализа на ЭВМ наземного устройства об0 работки типа Луч с выводом данных на графопостроитель.5 after the conversion, the on-board computer display is displayed on the screen for comparison with the reference values or is recorded on the on-board recorder for subsequent analysis on the computer of the ground processing device of the Ray type with data output to the plotter. При многократных испытани х ГТД было установлено, что исправные двигатели имеют одинаковый характер вибросигналаDuring repeated tests of gas turbine engines, it was found that serviceable engines have the same character of vibration 5 на заданном переходном режиме, что позвол ет получить устойчивые эталоны, характеризующие исправное состо ние по данному параметру. .5 at a given transient mode, which allows one to obtain stable standards characterizing a healthy state with respect to this parameter. . В левой части фигуры 1 приведены вThe left side of figure 1 is shown in 0 образном представлении информации (на контрастном фоне)эталоны исправного состо ни  на переходном режиме запуска двигател  в следующей последовательности: дл  минимального (а), максимального0 figurative representation of information (against a contrasting background) standards of good condition in the transition mode of starting the engine in the following sequence: for minimum (a), maximum 5 (б) и номинального (в) избытков топлива. Верхние кривые (п) характеризуют изменени  частоты вращени  ротора КВД, нижние (В)- огибающей вибросигнала. На верхних кривых гмеютс  характерные перегибы в5 (b) and nominal (c) excess fuel. The upper curves (n) characterize the changes in the rotational speed of the HPC rotor, and the lower (B) curves show the envelope of the vibration signal. On the upper curves, characteristic kinks in 0 районе приведенных частот вращени  п 35 % (точка 1) и п- 70 % (точка 2) от максимального значени . Первый из них св зан с переключением топливной автоматики с автомата запуска на автомат приемистости,In the region of reduced rotational speeds, n is 35% (point 1) and n is 70% (point 2) of the maximum value. The first of these is associated with switching fuel automation from a start-up machine to a pick-up machine, 5 второй - с переключением на центробежный регул тор частоты вращени  при выходе на режим малого газа. Указанным перегибам соответствуют характерные изменени  нижних кривых (В), показанные на чертеже.5, the second - with switching to a centrifugal speed controller when entering the idle mode. The indicated bends correspond to the characteristic changes of the lower curves (B) shown in the drawing. При этом нарушение соответстви  между точками перегиба линии частоты вращени  (п) и положением выбросов в записи вибросигнзла (В), а также изменение амплитуды вибросигнала в этих точках  вл ютс  эффективными признаками возникновени  неисправностей в двигателе (неуравновешенность роторов из-за повреждени  лопаток , разрушение деталей опорных подшипников и др.).In this case, a violation of the correspondence between the inflection points of the rotation frequency line (p) and the position of the emissions in the vibration signal record (B), as well as a change in the amplitude of the vibration signal at these points, are effective signs of engine malfunctions (rotor imbalance due to damage to the blades, destruction of parts thrust bearings, etc.). Однако при сравнительно скоротечном процессе запуска (в случае настройки на большие избытки топлива) эти признаки имеют нечеткое про вление. Причиной  вл етс  то, что при высокой интенсивности вибрационных процессов сигналы отдельных неисправностей трудно различимы в общем вибрационном фоне.However, with a relatively short start-up process (in the case of tuning to large excess fuel), these signs have a fuzzy manifestation. The reason is that with a high intensity of vibration processes, the signals of individual faults are difficult to distinguish in the general vibration background. Реализаци  переходного режима при минимальном избытке топлива позвол ет увеличить врем  процесса запуска и тем самым раст нуть кривую огибающей вибросигнала , что обеспечивает более четкое про вление указанных диагностических признаков.The implementation of the transition mode with a minimum excess of fuel allows to increase the time of the start-up process and thereby extend the curve of the envelope of the vibration signal, which provides a clearer manifestation of these diagnostic features. При этом на исправном двигателе при изменении регулировочных характеристик топливной автоматики на минимальные и максимальные мзбытки топлива сохран етс  средний уровень выбросов вибросигнала в характерных точках. В случае возникновени  и развити  неисправности двигател  из- мен ютс  (в этих точках) амплитудыAt the same time, on a serviceable engine, when the adjusting characteristics of fuel automation are changed to minimum and maximum fuel burns, the average level of vibrations of the signal at characteristic points is maintained. In the event of engine malfunction and development, the amplitudes (at these points) change вибросигнала при минимальном и максимальном избытках топлива; одновременно при минимальном избытке топлива происходит смещение экстремальных значений вибросигнэла относительно указанных характерных точек, что показано на чертеже, справа..vibration signal with minimum and maximum excess fuel; at the same time with a minimal excess of fuel, the extreme values of the vibration signal are shifted relative to the indicated characteristic points, as shown in the drawing, to the right .. Пример про влени  неисправного вибрососто ни  ТРДД (разбалансировка ротора, св занна  с повреждением лопатки турбины) дл  случаев минимального, максимального и номинального избытков топлива при запуске показан в правой части чертежа .An example of the manifestation of a faulty vibration state of a turbojet engine (rotor imbalance associated with damage to a turbine blade) for cases of minimum, maximum, and nominal excess fuel at start-up is shown on the right side of the drawing. Ф о р мул а изо брете н и  For r mul a isret n and Способ вибродиагностировани  газотурбинных двигателей путем измерени  и регистрации значений вибросигнала и частоты вращени  ротора двигател  на переходных режимах, сравнени  измеренного и эталонного значений вибросигнала дл  характерных частот вращени  и определени  технического состо ни  двигател  по отклонению измеренного значени  вибросигнала от эталонного, отличающийс  тем, что, с целью повышени  достоверности обнаружени  неисправностей, измер ют и регистрируют значени  вибросигнала и частоты вращени  при регулировке топливной аппаратуры на минимальные и максимальные избытки топлива.The method of vibration diagnostics of gas turbine engines by measuring and recording the values of the vibration signal and the rotational speed of the engine rotor in transient conditions, comparing the measured and reference values of the vibration signal for the characteristic frequencies of rotation and determining the technical condition of the engine by deviating the measured value of the vibration signal from the reference, characterized in that, for the purpose increase the reliability of fault detection, measure and record the values of the vibration signal and speed when adjusting t fuel equipment for minimum and maximum excess fuel. а) Минимальный избыток топливаa) Minimum fuel surplus 6) Максимальный избыток топлива6) Maximum fuel surplus
SU4858469 1990-08-08 1990-08-08 Method of vibration testing of gas-turbine engines RU1816986C (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU4858469 RU1816986C (en) 1990-08-08 1990-08-08 Method of vibration testing of gas-turbine engines

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU4858469 RU1816986C (en) 1990-08-08 1990-08-08 Method of vibration testing of gas-turbine engines

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU1816986C true RU1816986C (en) 1993-05-23

Family

ID=21531712

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU4858469 RU1816986C (en) 1990-08-08 1990-08-08 Method of vibration testing of gas-turbine engines

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU1816986C (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Дорошко С.М. Контроль и диагностирование технического состо ни газотурбинных двигателей по вибрационным параметрам. - М.: Транспорт, 1984, с. 115- 118. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4485678A (en) Rotor diagnostic and balancing system
CA1185691A (en) Method and apparatus for automatic abnormal events monitor in operating plants
JP4346291B2 (en) Method and system for turbine engine diagnosis
KR100304466B1 (en) Processes and devices for monitoring the vibrations of axial compressors
US6976351B2 (en) Methods and apparatus for monitoring gas turbine combustion dynamics
US4010637A (en) Machine vibration monitor and method
CN109477464A (en) The condition monitoring of mechanical equipment, especially wind turbine
Courrech et al. Condition monitoring of machinery
RU2499240C1 (en) Method of gas turbine engine vibration monitoring
RU1816986C (en) Method of vibration testing of gas-turbine engines
US11790701B2 (en) Systems and methods for monitoring component failure in a gear train based system
CN107436244B (en) Equipment fault alarm method based on frequency segmentation vibration data acquisition
CN110895198B (en) Method for identifying power instability of supercritical transmission shaft
US11148236B2 (en) Prognostic monitoring and failure detection of rotating components
RU2735108C1 (en) Method for control of technical condition of shipboard centrifugal pumps in operation
RU199566U1 (en) DEVICE FOR VIBRATION DIAGNOSTICS OF UNITS WITH ROTARY MECHANISM
Zabriskie Diagnostic Sonics for Gas Turbine Engines
JPS6122892B2 (en)
SU1124185A1 (en) Method of determination of reference characteristics for turbine fault diagnostics
Jovanović Detection of Jet Engine Viper Mk 22-8 Failure in Vibration Spectra
RU2110054C1 (en) Method of diagnostics of turbomachine transmission bearings and device intended for its realization
Sinnasamy et al. VIBRATION ANALYSIS OF FLEXIBLE COUPLING BY CONSIDERING SHAFT MISALIGNMENT.
RU2008438C1 (en) Trouble-shooting method for turbomachine rotating blades
SU879353A1 (en) Method of determination of turbo-compressor rotor technical condition
Baldwin et al. Development of a knowledge based advisory system based on vibration of a peaking gas turbine