Способ оценки технического состояния узлов трения газотурбинного двигателя, работающих в присутствии смазочного материала


 


Владельцы патента RU 2420721:

Открытое акционерное общество "АВИАДВИГАТЕЛЬ" (RU)

Способ оценки технического состояния узлов трения газотурбинного двигателя, работающих в присутствии смазочного материала, заключается в отборе проб смазочного материала в ходе эксплуатации двигателя. В пробах определяют методом спектрального анализа концентрации выделившихся в процессе износа частиц металлов, из которых изготовлены детали, омываемые маслом. Дополнительно в пробах определяют концентрации выделившихся в процессе износа частиц легирующих элементов сталей подшипников качения, медных и других сплавов, защитных покрытий деталей, подвергающихся изнашиванию. Также контролируют концентрации элементов, входящих в состав истираемых покрытий газовоздушного тракта двигателя и уплотнительных материалов, разделяющих воздушные и масляные полости, частицы которых могут попадать в масло. Контролируют элементы, входящие в состав загрязнений смазывающего масла, которые могут попасть вместе с пылью из проточной части двигателя. Затем определяют параметры частиц изнашивания всех контролируемых металлов, сравнивают со среднестатистическими значениями параметров частиц изнашивания нормально работающего «эталонного» двигателя и принимают решение о возможности продолжения эксплуатации двигателя. При превышении нормируемого содержания в масле элементов, входящих в состав покрытий газовоздушного тракта двигателя, производят визуально-оптический осмотр уплотнительных элементов компрессора. При превышении нормируемой концентрации элементов покрытий уплотнительных материалов, разделяющих воздушные и масляные полости, производят контроль давления и температуры масла, откачиваемого из подшипниковых опор, фиксируемых бортовыми системами контроля параметров самолета и газотурбинной установки. При превышении нормируемой концентрации элементов, входящих в состав загрязнений смазывающего масла, выполняют контроль нормируемого класса чистоты масла и принимают решение о необходимости его замены. Данный способ оценки расширяет возможности диагностики технического состояния газотурбинного двигателя. 3 з.п. ф-лы.

 

Изобретение относится к способам оценки технического состояния двигателей по параметрам частиц износа трущихся деталей, смазываемых маслом, в пробах масла из маслосистемы.

Известен способ оценки технического состояния и интенсивности изнашивания узлов трения, смазываемых маслом, с противоизносными присадками, содержащими химические элементы, не входящие в состав материалов узлов трения (патент РФ №2319946 С1).

Недостатком известного способа оценки технического состояния по объему накопленного в процессе износа содержания того или иного элемента для каждой детали с учетом процентного содержания элементов, являющихся преимущественными в составе материала каждой детали степени износа не является приемлемой, т.к. газотурбинные двигатели имеют большой расход масла и производится его постоянная доливка.

Наиболее близким к заявляемому является способ оценки технического состояния узлов трения газотурбинного двигателя, работающих в присутствии смазочного материала, заключающийся в том, что в ходе эксплуатации двигателя отбирают пробы смазочного материала, определяют в них методом спектрального анализа концентрации выделившихся в процессе износа частиц металлов, являющихся основой сплавов, из которых изготовлены детали, омываемые маслом (патент RU №2246716) - прототип.

Недостатком известного способа, принятого за прототип, является то, что для диагностики газотурбинных двигателей используется определение массовой доли продуктов изнашивания (концентрации) в пробах масла непосредственно трущихся деталей, работающих в присутствии смазочного материала, т.е. концентрации других металлов, не входящих в состав трущихся пар, не задействованы при принятии решения об исправности двигателя.

Техническая задача, решаемая изобретением, заключается в расширении возможностей диагностики технического состояния газотурбинного двигателя путем спектрального анализа не только непосредственно трущихся деталей, работающих в присутствии смазочного материала, но и других частей подшипниковых опор и зубчатых механизмов: корпусных деталей, уплотнительных конструкций и элементов крепления подшипников.

Сущность технического решения заключается в том, что в способе оценки технического состояния узлов трения газотурбинного двигателя, работающих в присутствии смазочного материала, заключающемся в том, что в ходе эксплуатации двигателя отбирают пробы смазочного материала, определяют в них методом спектрального анализа концентрации выделившихся в процессе износа частиц металлов, являющихся основой сплавов, из которых изготовлены детали, омываемые маслом, СОГЛАСНО ИЗОБРЕТЕНИЮ, дополнительно в пробах смазочного материала при спектральном анализе определяют концентрации выделившихся в процессе износа частиц легирующих элементов сталей подшипников качения, медных и других сплавов, защитных покрытий деталей, подвергающихся изнашиванию, также контролируют концентрации элементов, входящих в состав истираемых покрытий газовоздушного тракта двигателя и уплотнительных материалов, конструкций, разделяющих воздушные и масляные полости, частицы которых могут попадать в масло, и контролируют элементы, входящие в состав загрязнений смазывающего масла, которые могут попасть вместе с пылью из проточной части двигателя, затем определяют параметры частиц изнашивания всех контролируемых металлов, сравнивают со среднестатистическими значениями параметров частиц изнашивания нормально работающего «эталонного» двигателя и принимают решение о возможности продолжения эксплуатации двигателя. При превышении нормируемого содержания в масле элементов, входящих в состав покрытий газовоздушного тракта двигателя, производят визуально-оптический осмотр уплотнительных элементов компрессора. При превышении нормируемой концентрации элементов покрытий уплотнительных материалов, разделяющих воздушные и масляные полости, производят контроль давления и температуры масла, откачиваемого из подшипниковых опор, фиксируемых бортовыми системами контроля параметров самолета или газотурбинной установки. При превышении нормируемой концентрации элементов, входящих в состав загрязнений смазывающего масла, выполняют контроль нормируемого класса чистоты масла и принимают решение о необходимости его замены.

Дополнительное определение в пробах смазочного материала методом спектрального анализа параметров частиц изнашивания всех контролируемых металлов позволяет повысить качество диагностики технического состояния газотурбинного двигателя, при этом сведения о содержании легирующих элементов позволяют оценить группу марок сталей (сплавов) и соответственно деталей, подвергающихся износу, а наличие частиц металлов защитных, противоизносных и других покрытий позволяет дополнительно дифференцировать место повреждения и его возможные последствия. Контроль концентрации элементов, входящих в состав истираемых покрытий газовоздушного тракта двигателя и уплотнительных материалов, разделяющих воздушные и масляные полости, обеспечивает своевременное принятие решений о дополнительном контроле температурного состояния узлов двигателя.

Заявляемый способ оценки технического состояния узлов газотурбинного двигателя, работающих в присутствии смазочного материала, заключается в отборе проб смазочного материала в ходе эксплуатации двигателя. В пробах определяют методом спектрального анализа концентрации выделившихся в процессе износа частиц металлов, которые являются основой сплавов, из которых изготовлены детали, омываемые маслом (железо, медь, титан, магний, алюминий и др.). Дополнительно в пробах смазочного материала при спектральном анализе определяют концентрации выделившихся в процессе износа частиц легирующих элементов сталей подшипников качения (вольфрам, ванадий, молибден и др.), медных и других сплавов, наиболее ответственных изнашиваемых деталей (олово, свинец, цинк, бериллий и др.), а также защитных покрытий деталей, подвергающихся изнашиванию (серебро, хром, никель и др.). Дополнительно контролируют концентрации элементов, входящих в состав истираемых покрытий газовоздушного тракта двигателя и уплотнительных материалов, разделяющих воздушные и масляные полости, частицы которых могут попадать в масло. Дополнительно контролируют элементы (кремний, кальций), входящие в состав загрязнений смазывающего масла, которые могут попасть вместе с пылью из проточной части двигателя. Затем определяют параметры частиц изнашивания контролируемых металлов, сравнивают со среднестатистическими значениями параметров частиц изнашивания нормально работающего «эталонного» двигателя и принимают решение о возможности продолжения эксплуатации двигателя. При превышении нормируемого содержания в масле элементов, входящих в состав покрытий газовоздушного тракта двигателя, производят визуально-оптический осмотр уплотнительных элементов компрессора. При превышении нормируемой концентрации элементов покрытий уплотнительных материалов, разделяющих воздушные и масляные полости, производят контроль давления и температуры масла, откачиваемого из подшипниковых опор, фиксируемых бортовыми системами контроля параметров самолета и газотурбинной установки. При превышении нормируемой концентрации элементов, входящих в состав загрязнений смазывающего масла, выполняют контроль нормируемого класса чистоты масла и принимают решение о необходимости его замены.

Мониторинг частиц элементов, входящих в состав уплотнительных материалов, разделяющих масляные и воздушные полости, прирабатываемых слоев газовоздушного тракта обеспечивает своевременное принятие решений о дополнительном контроле температурного состояния узлов двигателя. Определение концентрации элементов, входящих в состав пыли, поможет избежать длительной работы двигателя на чрезмерно загрязненном масле, своевременно определить фактический класс его частоты и, при необходимости, заменить.

Решение об отстранении двигателя от эксплуатации по результатам многоэлементного спектрального анализа при контролируемых параметрах, превышающих нормируемые, принимается при обнаружении на сигнализаторах частиц изнашивания или повреждения (стружки).

1. Способ оценки технического состояния узлов трения газотурбинного двигателя, работающих в присутствии смазочного материала, заключающийся в том, что в ходе эксплуатации двигателя отбирают пробы смазочного материала, определяют в них методом спектрального анализа концентрации выделившихся в процессе износа частиц металлов, являющихся основой сплавов, из которых изготовлены детали, омываемые маслом, отличающийся тем, что дополнительно в пробах смазочного материала при спектральном анализе определяют концентрации выделившихся в процессе износа частиц легирующих элементов сталей подшипников качения, медных и других сплавов, защитных покрытий деталей, подвергающихся изнашиванию, также контролируют концентрации элементов, входящих в состав истираемых покрытий газовоздушного тракта двигателя и уплотнительных материалов, разделяющих воздушные и масляные полости, частицы которых могут попадать в масло, и контролируют элементы, входящие в состав загрязнений смазывающего масла, которые могут попасть вместе с пылью из проточной части двигателя, затем определяют параметры частиц изнашивания всех контролируемых металлов, сравнивают со среднестатистическими значениями параметров частиц изнашивания нормально работающего «эталонного» двигателя и принимают решение о возможности продолжения эксплуатации двигателя.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что при превышении нормируемого содержания в масле элементов, входящих в состав покрытий газовоздушного тракта двигателя, производят визуально-оптический осмотр уплотнительных элементов компрессора.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что при превышении нормируемой концентрации элементов покрытий уплотнительных материалов, разделяющих воздушные и масляные полости, производят контроль давления и температуры масла, откачиваемого из подшипниковых опор, фиксируемых бортовыми системами контроля параметров самолета или газотурбинной установки.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что при превышении нормируемой концентрации элементов, входящих в состав загрязнений смазывающего масла, выполняют контроль нормируемого класса чистоты масла и принимают решение о необходимости его замены.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области ракетной техники и может быть использовано при разработке конструкций стендов для наземной отработки герметизирующих сопловых заглушек.

Изобретение относится к конвейеростроению, а именно к стендам для исследования параметров фрикционных приводов ленточных конвейеров, а именно к стендам для исследования параметров приводов двухконтурных ленточно-канатных конвейеров.

Изобретение относится к способу автономных испытаний форсажной камеры со смешением потоков турбореактивного двухконтурного двигателя и направлено на снижение времени и стоимости газодинамических натурных и модельных испытаний ФК ТРДДФсм и обеспечение достоверного способа учета влияния входной температурной неравномерности потоков в контурах ФК на гидравлические потери в ее элементах.

Изобретение относится к области диагностирования технического состояния при ремонтной сборке двигателей внутреннего сгорания (ДВС). .

Изобретение относится к области машиностроения и предназначено для обкатки и проведения испытаний одновинтовых насосов как новых, так и после проведения ремонта. .

Изобретение относится к области испытаний технических систем и предназначено для диагностирования и прогнозирования технического состояния твердотельных конструкций технических систем (1).

Изобретение относится к области нефтегазового машиностроения, а именно к оборудованию для испытаний гидравлических забойных двигателей. .

Изобретение относится к двигателестроению, в частности к регулированию систем двигателей внутреннего сгорания. .

Изобретение относится к области газотурбинного двигателестроения и может быть использовано в электронных системах (САУ) автоматического управления газотурбинными установками (ГТУ) газоперекачивающих агрегатов (ГПА) и газотурбинных электростанций (ГТЭС).

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в устройствах контроля ветряных двигателей

Изобретение относится к области металлургии и машиностроения, в частности к ремонту лопаток ротора турбин ГТД, и может быть использовано для продления ресурса ответственных деталей и узлов газотурбинных двигателей

Изобретение относится к области испытания турбореактивных двигателей на стенде в условиях, близких к полетным

Изобретение относится к области диагностики вращающихся механизмов и двигателей различных типов, в том числе и двигателей внутреннего сгорания, и может быть использовано, в частности, для определения остаточного ресурса двигателей или оценки технического состояния в эксплуатационных условиях, а также в процессе изготовления или ремонта, а именно к методу для определения основных параметров двигателя

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к определению технического состояния путем измерения параметров, отражающих давление в цилиндрах поршневых двигателей внутреннего сгорания (ДВС) в эксплуатационных условиях

Изобретение относится к машиностроению и позволяет контролировать и производить диагностику возмущающих сил узла механизма

Изобретение относится к области транспорта и может быть использовано в устройствах определения детонации двигателя внутреннего сгорания

Изобретение относится к технике испытания в эксплуатационных условиях дизельных двигателей

Изобретение относится к области авиационного двигателестроения и может быть использовано в электронных системах (САУ) автоматического управления газотурбинными установками (ГТУ) газоперекачивающих агрегатов (ГПА) и газотурбинных электростанций (ГТЭС)
Наверх