一种涡桨发动机减速器整机振动监控阀值分析方法与流程

文档序号:12448095阅读:312来源:国知局

本发明涉及一种减速器分析方法,具体涉及一种涡桨发动机减速器整机振动监控阀值分析方法,属于减速产品技术领域。



背景技术:

航空发动机的可靠工作,是飞机飞行安全的重要保证,结构件的可靠性历来都是航空发动机的最受关注的问题之,研究在不分解发动机的情沉下,通过体外测振技术实现故障诊断的方法有很重要的工程实用意义;振动信息所包含旋转系统的力学特征最为丰富,能够全面地反映旋转系统的工作状态,因此,相比其它的征兆提取形式,振动是目前公认的故障最佳征兆提取量;所谓发动机的整机振动,就是作为一个整体的航空发动机系统,在各种激振力作用下的响应,整机振动信息量大,干扰多,很难获取与故障相关的振动信息,是一个十分复杂的问题。



技术实现要素:

(一)要解决的技术问题

为解决上述问题,本发明提出了一种涡桨发动机减速器整机振动监控阀值分析方法,针对齿轮毅的特征频率设计IIR椭圆带通滤波器,将与齿轮毅紧密相关的特征频率所处频段的信号从原信号中提取出来,确定了特征频率,并研究确定特征频带监控阀值,然后在分析希尔伯特解调原理的基础上,针对减速器故障特点,对特征频率所处频段的振动信号开展解调特征分析,计算出与发动机产生故障对应的阀值。

(二)技术方案

本发明的涡桨发动机减速器整机振动监控阀值分析方法,包括以下步骤:

第一步:针对涡桨发动机在不分解的前提下对齿轮毂进行故障诊断的要求,设计搭建整机振动测试系统;

第二步:利用该测试系统在厂内台架和外场飞机上完成了18台次整机振动测试;特别是专门定制了一台模拟故障的发动机减速器并完成了2台次试验;第三步:针对实际故障特点,采用两种分析信号数据的方法,根据3α准则确定了监控阀值;

第四步:根据IIR数字滤波器原理,对实测信号进行特征频带提取与对比分析,确定一级齿轮毅内齿端啮合频率、外齿端啮合频率为特征频率;

第五步:研究确定特征频带监控阀值;

第六步:根据Hilbert解调定理对减速器振动信号进行解调,对比分析调制信号幅值;

第七步:针对在发动机不同状态下有明显差别的的游星架转频四倍频计算其解调特征监控阀值。

进一步地,所述一级齿轮毅内齿端啮合频率为1736Hz,外齿端啮合频率为6458.5Hz。

进一步地,所述游星架转频四倍频为71.7Hz。

(三)有益效果

与现有技术相比,本发明的涡桨发动机减速器整机振动监控阀值分析方法,针对齿轮毅的特征频率设计IIR椭圆带通滤波器,将与齿轮毅紧密相关的特征频率所处频段的信号从原信号中提取出来,确定了特征频率,并研究确定特征频带监控阀值,然后在分析希尔伯特解调原理的基础上,针对减速器故障特点,对特征频率所处频段的振动信号开展解调特征分析,计算出与发动机产生故障对应的阀值。

具体实施方式

一种涡桨发动机减速器整机振动监控阀值分析方法,包括以下步骤:

第一步:针对涡桨发动机在不分解的前提下对齿轮毂进行故障诊断的要求,设计搭建整机振动测试系统;

第二步:利用该测试系统在厂内台架和外场飞机上完成了18台次整机振动测试;特别是专门定制了一台模拟故障的发动机减速器并完成了2台次试验;第三步:针对实际故障特点,采用两种分析信号数据的方法,根据3α准则确定了监控阀值;

第四步:根据IIR数字滤波器原理,对实测信号进行特征频带提取与对比分析,确定一级齿轮毅内齿端啮合频率、外齿端啮合频率为特征频率;

第五步:研究确定特征频带监控阀值;

第六步:根据Hilbert解调定理对减速器振动信号进行解调,对比分析调制信号幅值;

第七步:针对在发动机不同状态下有明显差别的的游星架转频四倍频计算其解调特征监控阀值。

所述一级齿轮毅内齿端啮合频率为1736Hz,外齿端啮合频率为6458.5Hz。

所述游星架转频四倍频为71.7Hz。

本发明的涡桨发动机减速器整机振动监控阀值分析方法,结合涡桨发动机实际测试需求,设计搭建了发动机减速器一级齿轮毅测试系统;实验结果表明,所搭建的测试系统能够完成某型涡桨发动机减速器一级齿轮毅振动测试;在3f1和f2特征频带上,故障齿轮毅发动机的特征频带振动量在发动机各运行状态均明显地高于正常齿轮毅发动机;但是,返厂大修齿轮毅发动机的振动量也高于其它正常齿轮毅发动机,因此还需要增加监控阀值;通过对特征频带解调发现,在1号和2号传感器的f2特征频带上,故障齿轮毅的发动机减速器游星架转速的4倍频(71.7Hz)调制信号在量值上明显高于正常齿轮毅发动机。

上面所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述,并非对本发明的构思和范围进行限定。在不脱离本发明设计构思的前提下,本领域普通人员对本发明的技术方案做出的各种变型和改进,均应落入到本发明的保护范围,本发明请求保护的技术内容,已经全部记载在权利要求书中。

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