Способ диагностики дефектов шестерён кинематических пар роторных машин Российский патент 2025 года по МПК G01M13/21 G01M15/14 

Изобретение относится к диагностике дефектов шестерён роторных машин и может быть использовано для оценки технического состояния кинематических пар роторных машин.

Из уровня техники, патент №2750846 с приоритетом от 07.09.2020 г., известен способ измерения энергетической ширины спектральной составляющей вибрации машин, включающий прием сигнала и его обработку, и отличающийся тем, что сигнал вибрации с вибропреобразователя обрабатывается до получения узкополосного спектра с шагом меньше ширины исследуемой спектральной составляющей до получения сглаженной формы ее огибающей, далее определяют ширину на двух заданных уровнях от ее максимума и рассчитывают их разницу, полученную величину сравнивают с предварительно установленной нормой и по результатам сравнения определяют состояние объекта.

Недостаток данного способа заключается в том, что при развитии дефекта изменяется не только ширина спектральной составляющей, но и её форма и интенсивность, что приводит к изменению площади под ней.

Самым близким по своей технической сущности является способ диагностики дефектов кинематических пар роторных машин, известный из патента №2792713 с приоритетом от 19.10.2022 г., включающий приём сигнала, его обработку до получения узкополосного спектра с шагом меньше ширины исследуемой спектральной составляющей, при этом определяют площадь под кривой спектральной составляющей в полосе частот, определённой справа и слева по точкам её пересечения с вибрационным шумом, и далее от полученного результата диагностического измерения вычитают данные, полученные перед началом эксплуатации машины.

Недостатком данного способа является некоторая неопределённость определения границ, в которых определяется площадь под кривой спектральной составляющей. Переход огибающей спектральной составляющей к вибрационному шуму не имеет явно выраженных точек. Уровень шума может меняться от машины к машине независимо от величины исследуемого дефекта. Уровень шума на разных экземплярах машин может значительно отличаться. Это снижает стабильность и точность оценки исследуемого параметра.

Повышение точности и стабильности исследуемого параметра можно добиться переходом к оценке площади под кривой спектральной составляющей по точкам пересечения её огибающей справа и слева с выбранным уровнем относительно её максимального значения, превышающий уровень вибрационного шума машины с наибольшим его уровнем. Искомая площадь определяется путём расчёта интегрального значения в выбранном интервале частот с учётом выборочного уровня.

Техническим результатом заявленного изобретения является повышение точности и стабильности исследуемого параметра за счёт исключения влияния меняющегося уровня вибрационного шума от машины к машине. Выбранный уровень выбирается таким образом, чтобы обеспечить максимальную площадь, но не пересекать уровень вибрационного шума. Кроме того, повышение точности способа достигается за счёт вычитания из диагностических измерений данных, полученных перед началом эксплуатации машины. Получение данных осуществляется путём обработки сигнала до получения узкополосного спектра с шагом меньше ширины исследуемой спектральной составляющей, до получения сглаженной формы её огибающей. Определяют площадь под кривой спектральной составляющей в полосе частот, определённой справа и слева по точкам её пересечения с выбранным уровнем относительно максимального значения, превышающим уровень вибрационного шума и далее из полученного результата диагностического измерения вычитают данные полученные перед началом эксплуатации машины.

Способ диагностики дефектов шестерён кинематических пар роторных машин применяется следующим образом. Используемый процесс обрабатывается в режиме спектральной плотности мощности, определяется площадь под кривой спектральной составляющей в полосе частот, определённой справа и слева по точкам её пересечения с выбранным уровнем относительно максимального значения, превышающим уровень вибрационного шума и далее из полученного результата диагностического измерения вычитают данные полученные перед началом эксплуатации машины.

На фиг. 1 представлен пример использования предлагаемого способа диагностики дефектов кинематической пары роторной машины, где приведены данные изменения площади под кривой зубцовой спектральной составляющей пары «солнечная шестерня - сателлиты» редуктора турбовинтового двигателя на максимальном режиме его работы при выбранном уровне относительно максимального значения 0,05. Уравнение аппроксимации имеет вид: y=1E+06x²-24539x+106,62. Коэффициент корреляции 0,63.

Таблица 1

Износ 0,004 0,006 0,007 0,008 0,01 0,013 0,013 0,015 0,015 0,017 0,018 0,02 0,02 Площадь
м/с²*Гц 20 5 12 6 2 3 70 13 90 12 130 100 270

Способ диагностики дефектов шестерён кинематических пар роторных машин относится к диагностике дефектов шестерён роторных машин и может быть использован для оценки технического состояния кинематических пар роторных машин. Способ диагностики дефектов кинематических пар роторных машин включает приём сигнала, его обработку до получения узкополосного спектра с шагом меньше ширины исследуемой спектральной составляющей, до получения сглаженной формы её огибающей, отличающийся тем, что площадь под кривой спектральной составляющей рассчитывают в полосе частот, определённой справа и слева по точкам пересечения с выбранным уровнем относительно максимального значения, превышающим уровень вибрационного шума. Из результатов диагностических измерений вычитают данные, полученные перед началом эксплуатации машин. Технический результат - повышение точности и стабильности исследуемого параметра за счёт исключения влияния меняющегося уровня вибрационного шума от машины к машине. 1 ил., 1 табл.

Способ диагностики дефектов шестерён кинематических пар роторных машин, включающий приём сигнала, его обработку до получения узкополосного спектра с шагом меньше ширины исследуемой спектральной составляющей, до получения сглаженной формы её огибающей, отличающийся тем, что площадь под кривой спектральной составляющей рассчитывают в полосе частот, определённой справа и слева по точкам пересечения с выбранным уровнем относительно максимального значения, превышающим уровень вибрационного шума, и далее из результатов диагностических измерений вычитают данные, полученные перед началом эксплуатации машин.