Кластерные методы и средства контроля и измерения диагностических характеристик подшипниковых узлов энергосиловых установок повышенной мощности

Цель исследования-разработка, теоретическое и экспериментальное обоснование методов, технических и программных средств для решения задач диагностики подшипников в процессе работы силовой установки с целью прогнозирования в реальном времени остаточного ресурса и момента наступления катастрофического разрушения подшипника.Надежный способ, характеризующий разрушение подшипника в процессе эксплуатации, заключается в оценке числа и размеров частиц изнашивания, вымываемых с рабочих поверхностей потоком масла системы смазки подшипникового узла [Степанов В.А. Разработка и исследование методов и средств комплексной диагностики смазываемых узлов трения газотурбинных двигателей по параметрам продуктов износа в масле: Дисс. д.т.н. М.,2000.-363 с. ]. В настоящее время отсутствуют средства диагностики, определяющие в «реальном времени» состояние подшипников на работающей силовой установке, в частности, в «бортовых» условиях авиационных ГТД. Будут разработаны методы и технические средства, позволяющие в реальном времени на работающем авиационном двигателе с системой смазки подшипниковых узлов обеспечить мониторинг параметров, характеризующих факторы, влияющие на подшипниковый узел (частота вращения вала, число выполненных оборотов, силовые нагрузки на подшипник), состояние смазки подшипникового узла (объем и температура прокачиваемого масла через подшипниковый узел), а также регистрировать содержащихся в потоке масла единичные частицы металла, определять их вид и изменение их числа за заданный интервал времени. Полученная информация позволит с учетом влияющих факторов и условий смазки за время эксплуатации оценить величину остаточного ресурса подшипника в текущий момент времени в сравнении с гарантированном ресурсом, соответствующим работе подшипника с номинальной нагрузкой и заданными неизменными условиями смазки. По изменению интенсивности появления частиц металла в потоке масла и изменению их размеров предоставляется возможность прогнозировать время катастрофического разрушения подшипника. В результате, по фактическому остаточному ресурсу, подшипник может быть своевременно заменен, а в случае приближения к интенсивному разрушению – выключен. Реализация предлагаемого подхода включает: •Разработку методов получения информации о продуктах изнашивания подшипника в потоке масла системы смазки подшипникового узла. •Разработку методов получения информации о влияющих факторах на подшипниковый узел, включая частоту вращения вала, число выполненных оборотов, силовые нагрузки за весь период работы до текущего времени. •Разработка методов получения информации об объеме и температуре прикачиваемого масла через подшипниковый узел.•Разработку метода вычисления остаточного ресурса подшипника с учетом продуктов изнашивания, силовых нагрузок и условий смази подшипникового узла.•Разработку обобщенной функциональной структуры систем контроля и измерения. •Разработку технических средств, алгоритмического и программного обеспечения сбора и обработки информации, реализующего разработанные методы получения информации о процессе изнашивания подшипника. •Изготовление макетного экземпляра системы диагностики подшипников на основе одновитковых вихретоковых датчиков для проведения лабораторных исследований реализуемости предложенных методов и технических решений.•Теоретические и экспериментальные исследования предложенных методов разработанных аппаратно-программных средств.