航空發(fā)動機附件機匣齒輪磨損振動統(tǒng)計分析

葛向東 張東明 喬保棟

摘要：文中通過大量數(shù)據(jù)樣本進行分類對比分析，論證了發(fā)附機匣[1]振動幅值特征、頻域特征與鋁含量超標關(guān)聯(lián)性，并準確定位故障齒輪副磨損位置；同時得出發(fā)附機匣振動響應(yīng)滿足高斯分布特征，此分析方法可為其它型號發(fā)附機匣齒輪副磨損故障提供工程經(jīng)驗。

關(guān)鍵詞：附件機匣；振動；頻譜；高斯分布

中圖分類號：V233

文獻標識碼：A

文章編號：2095-6487 （2018） 01-0081-02

0 引言

鑒于外場某型發(fā)動機附件機匣近期頻繁出現(xiàn)滑油光譜鋁含量超標問題，專門組織開展排故工作。振動瞳[2]作為排故工作其中的切入點，主要研究振動與發(fā)附機匣光譜超標關(guān)聯(lián)性問題。從振動響應(yīng)幅值角度分析振動與光譜超標的關(guān)聯(lián)性，同時通過振動頻域特征[3]分析光譜超標者與不超標者的差異性。

1 振動幅值[4]與光譜超標關(guān)聯(lián)分析

統(tǒng)計發(fā)附振動響應(yīng)與附件機匣滑油光譜超標發(fā)動機關(guān)系見圖1及圖2，結(jié)果發(fā)現(xiàn)發(fā)附振動響應(yīng)等效合成值較大者滑油光譜鋁含量均超標，有明顯關(guān)聯(lián)性，但也存在振動響應(yīng)值較小者光譜超標情況，存在個體差異性。

2 振動頻域特征與光譜超標關(guān)聯(lián)分析

共選取12臺份發(fā)動機進行分析，定義：一類是振動最大且滑油光譜超標者共計4臺，為18B、23A、12A、26B；二類是振動較小者且滑油光譜正常者共計7臺，為02A、02B、17A、17B、19A、19B、06B；三類是振動較小者但滑油光譜超標者共計1臺，為OIB，四類是振動量值相當?shù)凸庾V有超標和未超標者共計9臺，為OIA、02A、06A、09A、13B、25A、25B、28A、28B。各齒輪副嚙合頻率[5]與發(fā)動機轉(zhuǎn)速關(guān)系及名稱定義如表l。

一類、二類和三類樣本各臺份發(fā)動機100%狀態(tài)，經(jīng)計算主激振源均來自齒輪副C嚙合頻率成分，分量對比幅值如圖3所示。

四類樣本各臺份發(fā)動機100%狀態(tài)，經(jīng)計算主激振源均來自齒輪副C嚙合頻率成分，分量對比幅值如圖4所示。

前三類樣本，共計12臺份發(fā)動機振動主頻基本為齒輪副C的嚙合頻率成份，但振動幅值存在明顯差異，滑油光譜超標發(fā)附機匣振動值明顯高于其它機匣；第四類樣本振動總量量值相當，但滑油光譜超標的發(fā)附機匣齒輪副C嚙合頻率分量幅值亦明顯高于其它子樣，說明齒輪副C嚙合頻率振動值與光譜超標存在明顯的關(guān)聯(lián)性。振動較小者同時存在1140 Hz次主頻激振源及其二倍頻成份。典型振動瀑布圖如圖5所示。

3 結(jié)論

（1）振動響應(yīng)較大者（前五）對應(yīng)發(fā)附機匣鋁含量均超標，說明振動與鋁含量超標有明顯關(guān)聯(lián)性，但樣本中也存在個體差異，且數(shù)據(jù)明顯滿足高斯分布特征。

（2）滑油光譜超標發(fā)附機匣振動分量值（齒輪副C）明顯高于其它機匣，說明齒輪副C嚙合頻率振動值與光譜超標存在明顯的關(guān)聯(lián)性。

（3）分解檢查發(fā)現(xiàn)振動響應(yīng)較大者C齒輪副均存在明顯磨損，驗證了分析方法有效性。

參考文獻

[1] 宋愛國.測試信號分析與處理[M].北京：機械工業(yè)出版社，2007

[2] 楊建剛.旋轉(zhuǎn)機械振動分析與工程應(yīng)用[M].北京：中國電力出版社.2007.

[3] 聞邦椿機械振動理論及應(yīng)用[M].北京：高等教育出版社.2009.

[4] 黃文虎.設(shè)備故障診斷原理、技術(shù)及應(yīng)用[M]北京：科學(xué)出版社，1996.