航空发动机附件机匣齿轮磨损振动统计分析

葛向东 张东明 乔保栋

摘要：文中通过大量数据样本进行分类对比分析，论证了发附机匣[1]振动幅值特征、频域特征与铝含量超标关联性，并准确定位故障齿轮副磨损位置；同时得出发附机匣振动响应满足高斯分布特征，此分析方法可为其它型号发附机匣齿轮副磨损故障提供工程经验。

关键词：附件机匣；振动；频谱；高斯分布

中图分类号：V233

文献标识码：A

文章编号：2095-6487 （2018） 01-0081-02

0 引言

鉴于外场某型发动机附件机匣近期频繁出现滑油光谱铝含量超标问题，专门组织开展排故工作。振动瞳[2]作为排故工作其中的切入点，主要研究振动与发附机匣光谱超标关联性问题。从振动响应幅值角度分析振动与光谱超标的关联性，同时通过振动频域特征[3]分析光谱超標者与不超标者的差异性。

1 振动幅值[4]与光谱超标关联分析

统计发附振动响应与附件机匣滑油光谱超标发动机关系见图1及图2，结果发现发附振动响应等效合成值较大者滑油光谱铝含量均超标，有明显关联性，但也存在振动响应值较小者光谱超标情况，存在个体差异性。

2 振动频域特征与光谱超标关联分析

共选取12台份发动机进行分析，定义：一类是振动最大且滑油光谱超标者共计4台，为18B、23A、12A、26B；二类是振动较小者且滑油光谱正常者共计7台，为02A、02B、17A、17B、19A、19B、06B；三类是振动较小者但滑油光谱超标者共计1台，为OIB，四类是振动量值相当但滑油光谱有超标和未超标者共计9台，为OIA、02A、06A、09A、13B、25A、25B、28A、28B。各齿轮副啮合频率[5]与发动机转速关系及名称定义如表l。

一类、二类和三类样本各台份发动机100%状态，经计算主激振源均来自齿轮副C啮合频率成分，分量对比幅值如图3所示。

四类样本各台份发动机100%状态，经计算主激振源均来自齿轮副C啮合频率成分，分量对比幅值如图4所示。

前三类样本，共计12台份发动机振动主频基本为齿轮副C的啮合频率成份，但振动幅值存在明显差异，滑油光谱超标发附机匣振动值明显高于其它机匣；第四类样本振动总量量值相当，但滑油光谱超标的发附机匣齿轮副C啮合频率分量幅值亦明显高于其它子样，说明齿轮副C啮合频率振动值与光谱超标存在明显的关联性。振动较小者同时存在1140 Hz次主频激振源及其二倍频成份。典型振动瀑布图如图5所示。

3 结论

（1）振动响应较大者（前五）对应发附机匣铝含量均超标，说明振动与铝含量超标有明显关联性，但样本中也存在个体差异，且数据明显满足高斯分布特征。

（2）滑油光谱超标发附机匣振动分量值（齿轮副C）明显高于其它机匣，说明齿轮副C啮合频率振动值与光谱超标存在明显的关联性。

（3）分解检查发现振动响应较大者C齿轮副均存在明显磨损，验证了分析方法有效性。

参考文献

[1] 宋爱国.测试信号分析与处理[M].北京：机械工业出版社，2007

[2] 杨建刚.旋转机械振动分析与工程应用[M].北京：中国电力出版社.2007.

[3] 闻邦椿机械振动理论及应用[M].北京：高等教育出版社.2009.

[4] 黄文虎.设备故障诊断原理、技术及应用[M]北京：科学出版社，1996.