8.9. Методи діагностики дефектів підшипників

Підшипники кочення авіаційного ГТД є високонавантаженими елементами двигуна і багато в чому визначають його надійність і ресурс, тому в експлуатації необхідно постійно контролювати стан підшипникових вузлів.

Оцінка технічного стану і пошук дефектів підшипників кочення може проводитися декількома методами.

За часом вибіга ротора при виключенні двигуна. Метод дозволяє оцінити технічний стан підшипникових опор на стадіях, коли дефекти призводять або вже призвели до деградації стану підшипників.

За СКЗ віброшвидкості. Метод дозволяє виявляти дефекти підшипників на найостанніших стадіях їх розвитку, приблизно з середини третього етапу розвитку дефекту, коли загальний рівень вібрації значно підвищиться. Метод потребує мінімальних технічних витрат і не вимагає спеціального навчання персоналу.

За спектром вібросигнала. Даний метод застосовується на практиці досить часто, оскільки поряд з діагностикою підшипників дозволяє виявляти велику кількість інших дефектів устаткування. Він здатен діагностувати дефекти підшипників приблизно з середини другого етапу розвитку дефектів, коли енергія резонансних коливань зростає настільки, що стає помітною в загальній картині частотного розподілу всієї потужності вібросигнала. Для реалізації даного методу необхідним є хороший спектроаналізатор і підготовлений персонал. Недолік методу – неможливість коректної обробки характерних для роботи підшипника кочення неперіодичних сигналів, ударів і широкосмугових шумів, оскільки в спектральному розкладенні вони виглядають практично однаково.

За співвідношенням «пік / фон вібросигнала». Цей метод розроблявся декількома фірмами і має декілька різних практичних модифікацій, які приблизно однакові за ефективністю:

HFD (High Freguency Detection – метод виявлення високочастотного сигналу);

SPM (Shock Pulse Measurement – метод виміру ударних імпульсів);

SE (Spike Energy – метод виміру енергії імпульсу).

Кращі різновиди даного методу дозволяють виявляти дефекти підшипників кочення на досить ранніх стадіях - приблизно з кінця першого етапу розвитку. Прилади, що реалізують даний метод діагностики досить прості і дешеві.

За спектром огинаючої сигнала. Даний метод дозволяє виявляти дефекти підшипників на найранніших стадіях - приблизно з першої третини першого етапу. Цей метод в даний час вважається класичним методом для аналізу вібросигналів підшипників кочення.

Теоретично даний метод діагностики дефектів підшипників кочення може базуватися і на аналізі акустичних сигналів, і на аналізі вібросигналів:

SEE (Spectral Energy Emitted – аналіз випромінюваної спектральної енергії) – використовує спеціальний датчик акустичної емісії. Далі відфільтрований сигнал подається на аналізатор спектру.

Всі перераховані методи розрізняються не лише теоретичними засновками, але і типом використовуваного устаткування, його вартістю, необхідною підготовкою персоналу і своєю ефективністю. Що ранніше і вірогідніше необхідно виявляти дефекти підшипників, то дорожче це коштує.

Найефективнішим методом виявлення дефектів на ранніх стадіях є метод діагностики за спектрами огинаючої. Він має суттєві переваги для практичного застосування при діагностиці дефектів підшипників, оскільки він менше за інші методи схильний до перешкод і в результаті відзначається великою вірогідністю.

Зокрема, діагностика стану підшипників є лише частиною загального діагнозу. Повний аналіз стану устаткування зазвичай проводиться за спектрами вібросигналів, тому при виборі методу діагностики підшипників кочення перевагу слід надавати діагностиці за спектрами огинаючої. З таким підходом повний набір технічних засобів для діагностики стану устаткування буде мінімальним за об'ємом і вартістю.

У випадку, якщо стандартна спектральна діагностика двигуна проводиться не постійно, а епізодично, то для ранньої діагностики стану підшипників кочення вельми ефективне вживання методів, що засновані на порівнянні рівнів фону і піку вібросигнала. Ці методи мають достатню для стандартної практики роботи вірогідність. Великою перевагою цих методів є те, що для своєї реалізації вони не вимагають коштовних і спеціалізованих віброметрів.