Введение к работе
Актуальность. В настоящее время ,когда параметры .многих машин достигли предельных значений ,а последствия аварий приобретают всё более серьёзный и даже катастрофический харасгер,проблемы технической диагностики стоят особенно остро. Современный уровень науки и техники позволяет разрабатывать эффективнуо диогностическуо и контролирующую аппаратуру, которая может быть применена для решения многих возникающих проблем, но методы диагностики еще не получили достаточно широкого распространения.
Для реализации требования безопасности полётов при проектировании, изготовлении и эксплуатации авиационных изделий проводятся работы по диагностике и исключению отказов жизненно зажных агрегатов и узлов на основе их рационального резервирования. Однако, двигатели летательных аппаратов не,имеют резервированных деталей и узлов. Эта особенность требует применения всевозможных методов всестороннего контроля технического состояния деталей и узлов двигателя.
Наиболее ответственными деталями, от конструктивного совершенства и долговечности которых зависит надежная работа авиационного двигателя е целом, являются рабочие лопатки компрессора, которые работают в сложных условиях. Повреждение или разрушение лопаток компрессора может привести к потере работоспособности двигателя, о иногда и к воздушной катастрофе. Анализ статистики разрушений рабочих лопаток компрессора . двигателей НК-8-2У, НК-8-4, НК-86 покатал, что с начало эксплуатации этих двигателей повреждения и разрушения рабочих лопаток на 1990 год имели место но 198 двигателях HK-8-2Y, НК-8-4 и на 64 двигателях НК-86. Причины повреждений и разрушений лопаток следующие:
эксплуатационные (попадание посторонних предметов);
производственные (неправильная посадка лопаток в пазы дисков рабочих колёс);
конструктивные (высокий уровень переменных напряжений по перу):
Диагностика рабочих лопаток компрессора авиационного двигателя на стадии производства, эксплуатации и ремонта проводится инструментальными методами нераэрушающего контроля, среди которых: оптико-визуальный, люминисцентный, вихретоковый, радиографический и ультразвуковой. Из-за присущих этим методам недостатков проблему диагностики лопаток, связанную с вопросами достоверности результатов контроля , чувствительности и надежности
методов , экологической безвредности , низкой стоимости и автоматизации процесса контроля .нельзя в настоящее время считать решённой. Разработка эффективного метода неразрушаюїдего контроля, заменяющего традиционные методы или дополняющего существующие , повысит надежность авиационной техники..
Цель исследований. Целью работы является исследование акустических характеристик рабочих лопаток и разработка методики их диагностики.
Мет од исследований основан на использовании теории колебаний упругих систем , метода свободных колебаний , методов обработки сигналов , спектрального анолиза акустических сигналов, методов математической стотистики с использованием ЭВМ.
Научная новизна работы заключается в :
создании экспериментальных установок по исследованию акустических характеристик свободных и закреплённых в, колесе лопаток компрессора ТРДЦ;
создонии акустического измерительно-диагностического комплекса;
использовании эффективных диагностических признаков акустических характеристик лопаток;
создании словаря диагностических признаков дефектов лопаток;
разработке методики диагностики лопаток компрессора ТРДД, состоящей иэ методики измерений и методики анализа результатов исследований;
Практическая ценность состоит в том, что с. помощью разработанной методики диагностики с использованием акустических характеристик можно выявлять:
дефекты в лопатках компрессоров авиационных двигателей НК-86 и НК-8-2У типа трещин, нарушение геометрических размеров, несплошностей как одиночных лопоток, так и установленных но рабочих колесах;
-'неправильную* посадку лопаток в позы дисков колёс компрессоров;
-аналогичные дефекты в лопатках других авиационных и неавиационных (судовых, газоперекачивающих и т.д.) двигателей.
Р е ал и з о ц и я. Результаты работы были использованы в конструкторско-производственном государственном предприятии "Авиамотор*. Имеется акт о реализации исследований, приведенный в приложении к диссертации. Величина экономической эффективности исследований будет установлено в процессе продолжительного
5.
применения методики диагностики лопаток с помощью их акустических характеристик при производстве и эксплуатации авиадвигателей.
Апробация. Основные результаты работы докладывались но научно-технических конференциях Казанского ВВКИУ РВ имени моршало артиллерии М.Н.Чистякова a 1991-1993г.г., Пензенского ВАИУ имени главного маршала артиллерии Н.Н.Воронова в 1992г., на Всесоюзной межвузовской конференции, проходившей в МГТУ имени Баумана в 1992г.. но научных семинарах кафедры Ns21 КАИ в 1992г., кпфедры №10 Казанского ВВКИУ РВ имени маршала артиллерии М.Н.Чистякова в 1991-1993г.г. Установка по диагностике закрепленных е колесе лопаток компрессора демонстрировалась на еыстаеке "Авиакосмический салон-93", проходившей в Москве. '
Публикации. По теме диссертации опубликовано 15 работ. Среди них 3 статьи, )0 тезисов докладов и 1 научно-технических отчета.
Структура и объём диссертации. Диссертация с приложениями изложена на 151 листе машинописного текста, в том чис.'} основной текст на 117 листах. Она состоит из введения, 6 глав, зсллючення, списка лягеротуры,в»лючС5кзи»ого '12 наименовании, и 2-х приложений. В ней содержится 46 рисунков и 9 таблиц.
Автор защищает:
методику диагностики лопаток компрессоров авиационных двигателей при помощи акустических характеристик;
созданный словарь диагностических признаков дефектных лопаток;
комрлекс программных и сппаротних средств, с ПОМОЩЬЮ которых производится анализ результатов, экспериментальных исследований акустических характеристик лолаток.
