一种航空发动机滚珠轴承接触角的在线检测方法与流程

本发明涉及航空发动机领域，特别涉及一种航空发动机滚珠轴承接触角的在线检测方法

背景技术：

滚动轴承的振动可由外部振源引起，也开由轴承本身的结构特点及缺陷引起。此外，润滑剂在轴承运转时产生的流体动力也可以是振动(噪声)源。上述振源施加于轴承零件及附近的结构件上时都会激励起振动。一般轴承振动测试在轴承座上安装振动传感器，但航空发动机整机试车时无法在轴承座上安装振动传感器，只能测试机匣安装边的振动，轴承存在的异常振动经过传递路径被弱化了。航空发动机振动问题常常发生在高转速下，转子本身的振动幅值过高掩盖了轴承特征频率的振动。

技术实现要素：

本发明的目的是测试航空发动机小转速状态机匣振动信号，利用振动信号频谱分析技术得到轴承特征频率，通过特征频率公式计算出滚珠轴承实际接触角，为确定轴承刚度、改进轴承参数提供准确的参数；通过轴承接触角的变化判断发动机径向力的大小，进一步分析航空发动机振动故障原因。

本发明提供了一种航空发动机滚珠轴承接触角的在线检测方法，其特征在于：航空发动机运转前，在机匣安装边上安装磁电式振动速度传感器；将传感器输出接入振动信号分析仪，同时接入转速信号，振动信号分析仪设置阶次跟踪分析方式；在航空发动机运转过程中，测试分析航空发动机小转速状态机匣振动信号；当高压转子两侧出现特征频率时，提取此频率；分析特征频率对应的滚动轴承故障类型，通过频率公式(1)～(4)计算出滚珠轴承实际接触角；

滚动体的公转频率为：

单个滚动体在外滚道上的通过频率：

单个滚动体在外滚道上的通过频率：

滚动体自转频率：

fi——内圈滚道回转频率

fo——外圈滚道回转频率。

所述的航空发动机滚珠轴承接触角的在线检测方法，具体如下：

步骤一，航空发动机运转前，在机匣安装边上安装磁电式振动速度传感器ggz-6；

步骤二，将传感器输出接入测振仪进行滤波和放大，交流输出接入振动信号分析仪，同时接入两个转速信号，振动信号分析仪设置阶次跟踪分析方式；

步骤三，设置跟踪高压转子振动信号，在航空发动机运转过程中，测试分析航空发动机小转速状态机匣振动；

步骤四，小转速状态，当高压转子两侧出现高压分量的0.805、1.195等倍数时，提取此频率；

步骤五，分析特征频率对应的滚动轴承应为支撑高压转子的两个轴承，已知轴承内径、外径、滚动体数量和转子频率，通过计算分析可知，该分量为滚动体在内滚道上的通过频率与高压的耦合分量，利用公式(5)计算滚动轴承接触角，得到接触角是36.8度；

本发明的创造性和新颖性体现在首次提出提取小转速状态特征频率计算滚珠轴承实际接触角。

本发明的优点：

本发明所述的航空发动机滚珠轴承接触角的在线检测方法，小转速状态特征频率计算滚珠轴承实际接触角，用于确定轴承刚度，使航空发动机仿真计算结果更加接近于实际发动机的运行规律；用于改进轴承参数，提高滚珠轴承设计水平；用于提前发现振动故障，有针对性的进行振动故障排除，准确性达到80％以上。

附图说明

下面结合附图及实施方式对本发明作进一步详细的说明：

图1为航空发动机滚珠轴承接触角的在线检测方法示意图。

具体实施方式

实施例1

本发明提供了一种航空发动机滚珠轴承接触角的在线检测方法，其特征在于：航空发动机运转前，在机匣安装边上安装磁电式振动速度传感器；将传感器输出接入振动信号分析仪，同时接入转速信号，振动信号分析仪设置阶次跟踪分析方式；在航空发动机运转过程中，测试分析航空发动机小转速状态机匣振动信号；当高压转子两侧出现特征频率时，提取此频率；分析特征频率对应的滚动轴承故障类型，通过频率公式(1)～(4)计算出滚珠轴承实际接触角；

滚动体的公转频率为：

单个滚动体在外滚道上的通过频率：

单个滚动体在外滚道上的通过频率：

滚动体自转频率：

fi——内圈滚道回转频率

fo——外圈滚道回转频率。

所述的航空发动机滚珠轴承接触角的在线检测方法，具体如下：

步骤一，航空发动机运转前，在机匣安装边上安装磁电式振动速度传感器ggz-6；

步骤二，将传感器输出接入测振仪进行滤波和放大，交流输出接入振动信号分析仪，同时接入两个转速信号，振动信号分析仪设置阶次跟踪分析方式；

步骤三，设置跟踪高压转子振动信号，在航空发动机运转过程中，测试分析航空发动机小转速状态机匣振动；

步骤四，小转速状态，当高压转子两侧出现高压分量的0.805、1.195等倍数时，提取此频率；

步骤五，分析特征频率对应的滚动轴承应为支撑高压转子的两个轴承，已知轴承内径、外径、滚动体数量和转子频率，通过计算分析可知，该分量为滚动体在内滚道上的通过频率与高压的耦合分量，利用公式(5)计算滚动轴承接触角，得到接触角是36.8度；

本发明的创造性和新颖性体现在首次提出提取小转速状态特征频率计算滚珠轴承实际接触角。