本技术涉及一种轻量级转子系统故障模拟试验台及其故障诊断技术。该试验台由机械故障模拟单元和嵌入式控制单元构成,能够模拟多种故障场景,实现故障的精确诊断。
背景技术
随着现代航空航天事业的快速发展,航空发动机面临的工作环境日益严峻。发动机的机械部件在高温、高压和高载荷的恶劣条件下运行,导致发动机损坏并引发航空安全事故屡见不鲜。转子结构和平行轴减速器广泛应用于各类航空设备中,叶片与转轴碰摩、转子不平衡以及平行轴减速器故障是航空发动机常见的机械故障,严重影响发动机的运行稳定性与安全性。
在航空发动机叶盘的制造过程中,因工艺问题可能产生裂纹,导致叶盘不对称,从而引发转子不平衡。发动机运行时,流道中的高温高压气流使转子受热变形,加剧不平衡,进而产生振动。不平衡引发的激振力会加剧设备的磨损,进而改变其结构、寿命和可靠性等质量指标。同时,发动机高速运转时,风扇叶片易发生变形并与转轴发生碰摩,导致强烈的自激振动。齿轮系在加工和安装过程中可能存在误差,加上恶劣的工作环境和复杂的工况,也会影响齿轮传动系统的正常运行,并产生较大的振动与冲击。
目前,通过对航空发动机转子系统和平行轴减速器的振动监测,可以有效实现设备的健康管理。在故障预测与健康管理(PHM)领域的教学中,因故障机理理论的抽象性且缺乏展示故障诊断全流程的试验教学用具,使学生较难理解故障监测与诊断概念。
实现思路