страница - 138
4.3.4. Применение датчиков внутренней информации для контроля технического состояния технологического оборудования
Но- | Датчики внутренней информации | |||||||||
мер | ||||||||||
вы- | Контроль | вибра- | ||||||||
пол -няе -мой | элект - | време - | уров- | геоме - | путе- | напря- | темпе - | такти - | ||
ричес- | иных | ня | триче - | вые, | ций | же- | рату- | льные | ||
ких | интер- | расхо- | ских , | пара- | ний, | ры и | ||||
опе- | пара- | валов | да | разме - | мет- | сило- | пере- | |||
рации | мет- | ров и | ров | мер- | падов | |||||
ров | рассто- | движе- | ные | темпе - | ||||||
яний | ния | ратур | ||||||||
1 | Длительность цикла | + | + | + | + | |||||
2 | Срабатывания узлов, меха- | |||||||||
низмов | + | + | + | + | + | + | ||||
3 | Состояния источников | |||||||||
энергии | + | + | + | + | + | |||||
4 | Состояния смазочной | |||||||||
системы | + | + | + | + | + | |||||
5 | Деформаций станины или ответственных деталей механизмов | + | + | |||||||
6 | Наличия внешних препят- | |||||||||
ствий | + | + | + | + | + | |||||
7 | Наличия заготовок или материалов, необходимости | |||||||||
их сортировки | + | + | + | + | + | |||||
8 | Параметров | |||||||||
технологическо- | ||||||||||
го процесса | + | + | + | + | + | + | + | + | ||
9 | Состояния | |||||||||
инструмента | + | + | + | + | + | + | + | + | ||
10 | Состояния целевых меха- | |||||||||
низмов | + | + | + | + | + | + | + | |||
11 | Состояния | |||||||||
привода | + | + | + | + | + | + | + | |||
12 | Зажима загото- | |||||||||
вок | + | + | + | + | + | |||||
13 | Наличия рабочих жидкостей и утечек | + | + | + | + | |||||
14 | Качества обра- | |||||||||
ботки деталей | + | + | + | + | + | + | ||||
15 | Качества сбор- | |||||||||
ки | + | + | + | + | + | + | + | + | ||
16 | Параметров окружающей среды | + | + | |||||||
17 | Устойчивости системы СПИД | + | + | |||||||
Примечание: Знак + означает применяемость данного типа датчиков.
424 4.4. ДИАГНОСТИРОВАНИЕ ГАЗОТУРБИННЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ ЛЕТАТЕЛЬНЫХ АППАРАТОВ
4.3.5. Методы диагностирования токарных многошпиндельных горизонтальных автоматов
Узлы | Подузлы | Методы диагностирования (см. с. 422) |
Коробка | Электродвигатель | 1> 3, 4 |
скоростей | Зубчатые передачи | 4 |
Механизмы пере- | 1, 2, 3 | |
ключения | ||
Распредели- | Привод подач | 1. 2, 3 |
тельный | Механизмы пере- | 1, 2, 3 |
вал | ключения | |
Шпиндель - | Шпиндели | 2, 3, 4, 6, 7 |
ный блок | Механизмы: | |
поворота | 1,2,5 | |
фиксации | 1, 2, 5, 6 | |
зажима блока | 1, 2, 5 | |
зажима прутка | 1,2,5 | |
подачи прутка | 1,2,5 | |
Продольн - | Кулачково- | 1,2,5 |
ый суп- | рычажные меха- | |
порт | низмы | |
Попереч- | Кулачковое | 1, 2, 5 |
ные суп- | рычажные меха- | |
порты | низмы | |
Упоры | 2,6 | |
Приспосо- | Кулачково- | 1, 2, 5 |
бления | рычажные меха- | |
низмы | ||
Привод вращения | 1,4 | |
инструмента | ||
Системы | Емкости | 8 |
охлажде- | Насосы | 2,4 |
ния и | ||
смазки | ||
Инстру- | - | 1, 2, 3, 4 |
мент | ||
Стойка | - | 3, 7 |
электороуп- | ||
равления |
Глава 4.4
МЕТОДЫ И СРЕДСТВА ДИАГНОСТИРОВАНИЯ ГАЗОТУРБИННЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ ЛЕТАТЕЛЬНЫХ АППАРАТОВ
4.4.1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
Высокая стоимость газотурбинного двигателя (ГТД) по сравнению с другими элементами летательного аппарата требует обеспечения больших ресурсов, что достигается внедрением оптимальной стратегии эксплуатации двигателя до предотказного состояния его деталей и узлов. Принятие решения о прекращении эксплуатации конкретного экземпляра двигателя осуществляется с использованием
всего арсенала средств технической диагностики, включая автоматические, полуавтоматические и ручные методы.
Другой важной отличительной чертой современного авиационного двигателя, определяющей концепцию технического диагностирования, является крайне высокая тепловая и силовая напряженность элементов его конструкции. Тепловые и силовые нагрузки находятся на верхнем допустимом пределе по прочности.
Для предотвращения опасных отказов необходим контроль основных термогазодинамических параметров двигателя с высокой точностью и надежностью. При этом часто обработка данных по контролируемым параметрам и принятие диагностических решений должны осуществляться в реальном масштабе времени, т. е. за малые интервалы, в течение которых не происходит значительных изменений параметров двигателя.
Двигатели летательных аппаратов не имеют резервируемых деталей и узлов. Разрушение любого основного элемента двигателя (лопатки, диска, камеры сгорания и др.) приводит к потере его работоспособности. Эта особенность требует прогнозирования технического состояния деталей и узлов двигателя с целью оценки возможного времени безопасной эксплуатации двигателя с дефектами и неисправностями, выявленными на ранней стадии их развития. Например, при обнаружении микротрещины в диске компрессора или турбины важно оценить время, в течение которого они разовьются до критических размеров, и своевременно осуществить замену дефектного диска до его разрушения.
Концепция эксплуатации авиационных двигателей до предотказного состояния предусматривает широкое внедрение методов и средств, обеспечивающих прогнозирование технического состояния. Это отличает методы диагностирования двигателей по сравнению с другими техническими системами.
Особенностью газотурбинных авиационных двигателей является наличие тесной взаимосвязи между различными физическими процессами, протекающими в них. Такая взаимосвязь приводит к сложным моделям, описывающим диагностические признаки, а также процессы возникновения и развития дефектов.
Для качественного диагностирования технического состояния двигателя необходимо получить обширную информацию о физических параметрах процессов различной природы. Кроме того, должна осуществляться комплексная обработка и анализ измеряемой диагностической информации с использованием математических моделей взаимосвязи различных физических процессов с учетом факторов, влияющих и непосредственно обусловливающих развитие дефектов и неисправностей.
Диагаостические модели двигателей летательных аппаратов используют для формирования информативных диагаостических признаков, а также для численной имитации функциональных процессов нормально работающего двигателя с целью сравнения вычисленных характерных параметров процессов с действительно измеренными значениями и принятия решения о техническом состоянии двигателя.
4.4.2. СРЕДСТВА И МЕТОДЫ ДИАГНОСТИРОВАНИЯ
Технические средства диагностирования двигателей пилотируемых летательных аппаратов подразделяются на бортовые, служащие для оперативной оценки состояния двигателя в полете и для регистрации основных параметров двигателя, а также наземные, обеспечивающие обработку и анализ полетной информации и периодический контроль наиболее ответственных деталей.
При всем многообразии технических средств диагностирования двигателей максимальный эффект достигается при комплексном их использовании, когда диагностические решения принимаются на основе разных методов с учетом информации от нескольких средств контроля.
Контролируемые параметры авиационных газотурбинных двигателей подразделяют на четыре группы.
К первой группе относятся функциональные параметры, характеризующие основные термогазодинамические процессы в двигателе и внешние условия его работы: температура и давление воздуха и газа на входе и выходе компрессора, камеры сгорания, турбины, форсажной камеры, реактивного сопла; частоты вращения роторов каскада низкого и высокого давления; полное давление на входе в двигатель или число Маха полета; реальные термогазодинамические характеристики атмосферы на высоте полета.
Вторую группу составляют параметры топливной и маслосистем. К ним относятся: давление и температура топлива и масла в различных точках соответствующих гидролиний; объемный или массовый расход топлива через основную камеру сгорания и форсажную камеру; концентрация металлических частиц в масле вследствие износа деталей, омываемых маслом.
В третью группу входят параметры, определяющие диагностические признаки, которые характеризуют техническое состояние отдельных узлов и деталей. К таким параметрам могут относиться также пульсации потока в камере сгорания или тепловое излучение лопатки турбины.
Четвертую группу составляют параметры, характеризующие режим работы двигателя: положение рычага управления сектора газа, положение регулируемых лопаток спрямляющего аппарата компрессора, положение створок реактивного сопла, а также разовые команды от системы автоматического управления двигателем, по которым устанавливается режим его работы.
Выбор номенклатуры контролируемых параметров для конкретного типа двигателя осуществляется на основе анализа надежности и опыта эксплуатации двигателей-прототипов с учетом требований контроля наиболее информативных параметров, например таких, как температура газа за турбиной, частоты вращения роторов, вибрации двигателя.
Чувствительность применяемого метода зависит от места, в котором осуществляется измерение контролируемого параметра. Выбору места измерения предшествуют специальные экспериментальные исследования, проводимые при стендовых испытаниях двигателя или на модельных установках. В эксперименте осуществляется имитация возможных отключений в работе отдельных узлов и оценивается соответствующее изменение контролируемого параметра по его измерениям в различных точках.
В качестве штатного места измерения параметра выбирают то, которое обеспечивает наибольшее увеличение или уменьшение параметра в момент имитации неисправности. Например, установка датчиков температуры газа осуществляется в секторах поперечного сечения турбины, в которых наблюдаются максимумы температуры, обусловленные неравномерностью газодинамического потока в двигателе. Как правило, абсолютные значения температуры имеют наибольшие приращения в точках максимума температурной неравномерности.
Чувствительность контролируемого параметра существенным образом зависит также от правильного выбора физической величины или комплекса физических величин, определяющих данный параметр. Например, вибрация может характеризоваться перемещением, скоростью или ускорением точки, в которой проводится измерение. При диагностике дефектов, обусловленных низкочастотными колебаниями деталей, целесообразно использовать виброперемещение или виброскорость. При высокочастотных колебаниях наиболее подходящим является измерение виброускорения.
Стабильность контролируемых параметров характеризует достоверность получения диагностической информации. Различают временную стабильность, т. е. сохранение значения измеряемого параметра при фиксированном режиме и постоянных внешних условиях
содержание:
[стр.Введение] [стр.1] [стр.2] [стр.3] [стр.4] [стр.5] [стр.6] [стр.7] [стр.8] [стр.9] [стр.10] [стр.11] [стр.12] [стр.13] [стр.14] [стр.15] [стр.16] [стр.17] [стр.18] [стр.19] [стр.20] [стр.21] [стр.22] [стр.23] [стр.24] [стр.25] [стр.26] [стр.27] [стр.28] [стр.29] [стр.30] [стр.31] [стр.32] [стр.33] [стр.34] [стр.35] [стр.36] [стр.37] [стр.38] [стр.39] [стр.40] [стр.41] [стр.42] [стр.43] [стр.44] [стр.45] [стр.46] [стр.47] [стр.48] [стр.49] [стр.50] [стр.51] [стр.52] [стр.53] [стр.54] [стр.55] [стр.56] [стр.57] [стр.58] [стр.59] [стр.60] [стр.61] [стр.62] [стр.63] [стр.64] [стр.65] [стр.66] [стр.67] [стр.68] [стр.69] [стр.70] [стр.71] [стр.72] [стр.73] [стр.74] [стр.75] [стр.76] [стр.77] [стр.78] [стр.79] [стр.80] [стр.81] [стр.82] [стр.83] [стр.84] [стр.85] [стр.86] [стр.87] [стр.88] [стр.89] [стр.90] [стр.91] [стр.92] [стр.93] [стр.94] [стр.95] [стр.96] [стр.97] [стр.98] [стр.99] [стр.100] [стр.101] [стр.102] [стр.103] [стр.104] [стр.105] [стр.106] [стр.107] [стр.108] [стр.109] [стр.110] [стр.111] [стр.112] [стр.113] [стр.114] [стр.115] [стр.116] [стр.117] [стр.118] [стр.119] [стр.120] [стр.121] [стр.122] [стр.123] [стр.124] [стр.125] [стр.126] [стр.127] [стр.128] [стр.129] [стр.130] [стр.131] [стр.132] [стр.133] [стр.134] [стр.135] [стр.136] [стр.137] [стр.138] [стр.139] [стр.140] [стр.141] [стр.142] [стр.143] [стр.144] [стр.145] [стр.146] [стр.147] [стр.148] [стр.149] [стр.150] [стр.151]