+7(999)-209-5592
8 (800) 555-81-68
8-800 Звонки бесплатные со всей России.
Даже с мобильного
Время работы: Пн-Пт с 10 до 19 (мск).
Заказать обратный звонок
ООО Кинематика - динамическая балансировка валов, балансировка роторов. Разработка и изготовление приборов для контроля технического состояния оборудования и механизмов

Гарантийное обязательство

При условии соблюдения потребителем правил транспортирования, хранения и эксплуатации в случае выхода прибора из строя изготовитель гарантирует бесплатный ремонт прибора по месту его изготовления в течение двенадцати месяцев с момента его поступления в адрес потребителя.
Адрес предприятия - изготовителя: 191095, Россия, г. Санкт-Петербург, ул.Шкапина, д.32/34,

Проведение работ по балансировке различных видов вращающихся механизмов в собственных опорах.

Работы по балансировке производятся при помощи приборов Балком-1 производства ООО "Кинематика".
Сделать заказ вы можете через обратную связь или по телефону +7 921 599-65-50.

Внимание раздача слон... денежных знаков!

С развитием современных технологий снять качественный видеоролик может почти каждый. Мы предоставляем возможность почувствовать себя режиссером и оператором , а так же получить на телефон от 200 до 500 рублей, за то что вы снимете, как вы работаете!

Отзывы

«Добрый вечер! Мы еще раз по пользовались вашим прибором ,в принципе все нормально ,по началу намучились тах датчиком ,что только не клеили, кок покрашен желтой краской, мы туда и черную и серебристую ... [читать далее]и желтую ,ну не считывал и все ,потом уже сделали так, по всему диаметру приклеили черную изоленту и на ней серебристый отражатель и максимально приблизили и все начал считывать! Отбалансировали, на моем Яке пришлось повесить грузик около 50гр. тряска и вибрация ушла ,здорово!»
*,
Димитровград
«Занимаюсь балансировкой 10 лет. В 2013 году приобрел Прибор Балком 1. Прибор очень понравился, прост в работе и низкая цена. Для балансировки карданных валов в трех и четырех плоскостях приобрел еще и... [читать далее] Балком 4. Работой прибора очень доволен.Программа замечательная позволяет выводить дисбалансы до 14000 г.мм за два-три этапа, а встроенный векторный калькулятор позволяет в каждой плоскости коррекции устанавливать единый балансировочный груз. Имеется возможность распечатки на принтере протокола балансировки.
Спасибо разработчикам данного прибора!
Спасибо Андрею Васильевичу и Валерию Давыдовичу за приятное общение!
»
Гриценко Юрий Федорович,
Пенсионер, Апшеронск
«Спасибо! Отличный прибор, прост в использовании. Купил балком-1 для балансировки радиальных вентиляторов.»
Ярослав Сергеевич,
инженер-техник, Волхов
Оставить отзыв
Все отзывы (5)

Сообщество

Только что купили

Приборы для динамической балансировки роторов Балком-1.

К вопросу о балансировке винта самолёта в полевых условиях

Фельдман В.Д.
Гл. специалист ООО «Кинематика»
«Ох и трудная это работа –
Балансировать винт самолёта»

1. Вместо предисловия

Два с половиной года тому назад наше предприятие начало серийное изготовление прибора «Балком 1», предназначенного для балансировки роторных механизмов в собственных подшипниках,
На сегодняшний день произведено более 180 комплектов, которые эффективно используются в различных отраслях промышленности, в том числе при производстве и эксплуатации вентиляторов, дымососов, электродвигателей, шпинделей станков, насосов, дробилок, сепараторов, центрифуг, карданных и коленчатых валов и т.п. механизмов.
В последнее время в адрес нашего предприятия поступает большое число запросов от организаций и частных лиц, связанных с возможностью использования нашей аппаратуры для балансировки винтов самолётов и вертолётов в полевых условиях.
К сожалению, наши специалисты, имеющие многолетний опыт балансировки самых разных машин, никогда ранее не занимались данной проблемой. Поэтому советы и рекомендации, которые мы могли дать нашим Заказчикам, носили весьма общий характер и не всегда позволяли им эффективно решать поставленную задачу.
Весной этого года данная ситуация начала меняться в лучшую сторону. Это произошло благодаря активной позиции В.Д. Чвокова, который организовал и принял совместно с нами активнейшее участие в работах по балансировке винтов самолётов ЯК-52 и Су-29, пилотом которых он является.
Балансировка Як-52 на взлётном поле
Рис. 1.1. Самолёт ЯК-52 на взлётном поле

балансировка Су-29 на стоянке
Рис. 1.2. Самолёт СУ-29 на стоянке

Во время проведения данной работы получен определённый навык и отработана технология балансировки винтов самолётов в полевых условиях с использованием прибора «Балком-1», в том числе:
- определены места и способы установки (крепления) датчиков вибрации и фазового угла на объекте;
- определены резонансные частоты ряда конструктивных элементов самолёта (подвеса двигателя, лопастей винта);
- выявлены частоты вращения (режимы работы) двигателя, обеспечивающие при балансировке достижение минимального остаточного дисбаланса;
- установлены допуски на остаточный дисбаланс винта и т.п.
Кроме того, получены интересные данные об уровнях вибрации самолётов, оснащённых двигателями М-14П.
Ниже публикуются отчётные материалы, составленные по результатам проведения данных работ.
В них, помимо результатов балансировки, приведены данные вибрационных обследований самолётов ЯК-52 и Су-29, полученные при испытаниях на земле и в полёте.
Эти данные могут представлять интерес, как для пилотов самолётов, так и для специалистов занятых их обслуживанием.

2. Результаты балансировки винта и вибрационного обследования пилотажного самолёта ЯК-52

2.1. Введение

В мае – июле 2014 г. проведены работы по вибрационному обследованию самолёта ЯК-52, оснащённого авиационным двигателем М-14П, и балансировке его двухлопастного винта
Балансировка проводилась в одной плоскости с использованием балансировочного комплекта «Балком-1», зав. № 149.
Схема измерений, использованная при балансировке, представлена на рис 2.1.
В процессе балансировки датчик вибрации (акселерометр) 1 устанавливался на передней крышке редуктора двигателя при помощи магнита на специальном кронштейне.
Лазерный датчик фазового угла 2 также устанавливался на крышке редуктора и ориентировался на отражающую метку, нанесённую на одну из лопастей винта.
Аналоговые сигналы с датчиков по кабелям передавались в измерительный блок прибора «Балком-1», в котором выполнялась их предварительная цифровая обработка.
Далее эти сигналы в цифровом виде поступали в компьютер, где производилась программная обработка этих сигналов и выполнялись расчёты массы и угла установки корректирующего груза, необходимого для компенсации дисбаланса на винте.

Схема измерений при балансировке винта самолёта ЯК-52
Рис. 2.1. Схема измерений при балансировке винта самолёта ЯК-52.
Zк- коренное зубчатое колесо редуктора;
Zс- сателлиты редуктора;
Zн- неподвижное зубчатое колесо редуктора.

В процессе выполнения данной работы с учётом опыта, накопленного при балансировке винтов самолёта СУ-29 и ЯК-52, был проведён ряд дополнительных исследований, включавших в себя:
- определение собственных частот колебаний двигателя и винта самолёта ЯК-52;
- проверку величины и спектрального состава вибрации в кабине второго пилота в полёте после балансировки винта;
- проверку величины и спектрального состава вибрации в кабине второго пилота в полёте после балансировки винта и регулировки усилия затяга амортизаторов двигателя.

2.2. Результаты исследований собственных частот колебаний двигателя и винта.

Собственные частоты колебаний двигателя, установленного на амортизаторах в корпусе самолёта, определялись с использованием анализатора спектра AD-3527, ф. A@D, (Япония), путём ударного возбуждения колебаний двигателя.
В спектре собственных колебаний подвеса двигателя самолёта ЯК-52, пример кото-рого представлен на рис 2.2, выявлено 4 основных частоты: 20 Гц, 74 Г, 94 Гц, 120 Гц.

Рис. 2.2. Спектр собственных частот колебаний подвеса двигателя самолёта ЯК-52
Рис. 2.2. Спектр собственных частот колебаний подвеса двигателя самолёта ЯК-52

Частоты 74 Г, 94 Гц, 120 Гц вероятно связаны с особенностями крепления (подвески) двигателя к корпусу самолёта.
Частота 20 Гц скорее всего связана с собственными колебаниями самолёта на шасси.
Собственные частоты колебаний лопастей винта также определялись методом ударного возбуждения.
При этом выявлено 4 основных частоты: 36 Гц, 80 Гц, 104 Гц и 134 Гц.
Данные о собственных частотах колебаний винта и двигателя самолёта ЯК-52 в первую очередь могут быть важны при выборе частоты вращения винта, используемой при балансировке. Основным условием выбора этой частоты является обеспечение её максимально возможной отстройки от собственных частот колебаний конструктивных элементов самолёта.
Кроме того знание собственных частот колебаний отдельных узлов и деталей самолёта может быть полезно для выявления причин резкого возрастания (в случае резонанса) тех или иных составляющих спектра вибрации на различных скоростных режимах двигателя.

2.3. Результаты балансировки.

Как уже отмечалось выше, балансировка винта выполнялась в одной плоскости, в результате чего обеспечивалась компенсация силовой неуравновешенности винта в динамике.
Проведение динамической балансировки в двух плоскостях, позволяющей (помимо силовой) компенсировать и моментную неуравновешенность винта не представлялось возможным, так как конструкция винта, устанавливаемого на самолёт ЯК-52, позволяет сформировать только одну плоскость коррекции.
Балансировка винта выполнялась на частоте его вращения, равной 1150 об/мин (60%), при которой обеспечивалась возможность получения наиболее стабильных результатов измерения вибрации по амплитуде и фазе от пуска к пуску.
Балансировка винта выполнялась по классической схеме «двух пусков».
При выполнении первого пуска определялись амплитуда и фаза вибрации на частоте вращения винта в исходном состоянии.
При выполнении второго пуска определялись амплитуда и фаза вибрации на частоте вращения винта после установки на винт пробной массы равной 7 г.
С учётом этих данных по программно были рассчитаны масса М = 19.5 г и угол установки корректирующего груза F = 32°.
С учётом конструктивных особенностей винта, не позволяющих установить корректирующий груз на требуемый угол, на винт установлено два эквивалентных груза, а именно:
- груз М1=14 г на угле F1=0°;
- груз М2=8.3 г на угле F2=60°.
После установки на винте указанных корректирующих грузов вибрация измеренная на частоте вращения 1150 об/мин и связанная с дисбалансом винта, уменьшилась с 10.2 мм/сек в исходном состоянии до 4.2 мм/сек после балансировки.
При этом фактическая величина дисбаланса винта уменьшилась с 2340 г*мм до 963 г*мм.

2.4. Проверка влияния результатов балансировки на уровень вибрации самолёта ЯК-52 на земле при других частотах вращения винта.

Результаты проверки вибрации самолёта ЯК-52, выполненные на других режимах работы двигателя, полученные при испытаниях на земле, приведены в таблице 2.1.
Как видно из таблицы, проведённая балансировка положительно сказалась на вибрацию самолёта ЯК-52 на всех режимах его работы.

Таблица 2.1.

 № п/п

      Частота      

     вращения, %

 Частота вращения винта,

                 об/мин

СКЗ виброскорости,

            мм/сек

  1

             60

                  1153

             4.2

  2

             65

                  1257

             2.6

  3

             70

                  1345

      2.1

  4

             82

                  1572

            1.25

Более того, при испытаниях на земле выявлена тенденция существенного снижения вибрации самолёта при увеличении частоты вращения его винта.
Это может быть объяснено большей степенью отстройки частоты вращения винта от собственной частоты колебаний самолёта на шасси (предположительно 20 Гц), которая имеет место при увеличении частоты вращения винта.

2.5. Проверка вибрации самолёта ЯК-52 в воздухе на основных полётных режимах до и после регулировки натяга амортизаторов.

В дополнение к вибрационным испытаниям, проведённым после балансировки винта на земле (см. раздел 2.3), были проведены измерения вибрации самолёта ЯК-52 в полёте.
Вибрация в полёте измерялась в кабине второго пилота в вертикальном направлении с помощью портативного анализатора спектра вибрации мод. AD-3527 ф.A@D (Япония) в диапазоне частот от 5 до 200 (500) Гц.
Измерения выполнялись на 5-ти основных скоростных режимах двигателя, соответственно равных 60%, 65%, 70% и 82% от его максимальной частоты вращения, .
Результаты измерений, выполненных до регулировки амортизаторов, приведены в таблице 2.2.

Таблица 2.2

п/п

      Частота вращения винта

              Составляющие спектра вибрации,

                              частота, Гц

                         амплитуда, мм/сек

   V,

мм/сек

    %

об/мин

 

 

 

1

 

1

2

2

4

3

5

 

   1

   60

1155

1155

  4.4

1560

  1.5

1755

 1.0

2310

 1.5

3510

 4.0

4620

 1.3

5265

 0.7

5775   

 0.9

 

    6.1

   2

   65

1244

1244

  3.5

1680

  1.2

1890

 2.1

2488

 1.2

3780

 4.1

4976   

 0.4

5670

 1.2

 

 

    6.2

   3

   70

1342

1342

  2.8

1860

  0.4

2040

  3.2

2684

 0.4

4080

 2.9

5369   

 2.3

 

 

 

    5.0

   4

   82

1580

1580

  4.7

2160

 2.9

2400

  1.1

3160

 0.4

4800

 12.5

 

 

 

 

   13.7

   5

   94

1830

1830

  2.2

2484

 3.4

2760

  1.7

3660

 2.8

5520

 15.8

7320

  3.7

 

 

 

   17.1

В качестве примера на рис. 2.3 и 2.4 представлены графики спектров, полученных при измерении вибрации в кабине самолёта ЯК-52 на режимах 60% и 94 % и использованных при заполнении таблицы 2.2.

спектр вибрации як-52
Как видно из таблицы 2.2, основные составляющие вибрации, измеренной в кабине второго пилота, проявляются на частотах вращения винта Vв1 (выделено жёлтым цветом), коленчатого вала двигателя Vк1 (выделено голубым цветом) и привода воздушного компрессора (и/или датчика частоты) Vн (выделено зелёным цветом), а также на их более высоких гармониках Vв2,Vв4, Vв5 и Vк2,Vк3.
Максимальная суммарная вибрация V∑ выявлена на скоростных режимах 82% (1580 об/мин винта) и 94% (1830 обмин).
Основная составляющая этой вибрации проявляется на 2-й гармонике частоты вращения коленчатого вала двигателя Vк2 и соответственно достигает значений 12.5 мм/сек на частоте 4800 цикл/мин и 15.8 мм/сек на частоте 5520 цикл/мин.
Можно предположить, что эта составляющая связана с работой поршневой группы двигателя (ударными процессами, возникающими при двукратной перекладке поршней за один оборот коленчатого вала).
Резкое возрастание этой составляющей на режимах 82% (первый номинальный) и 94% (взлётный) вызвано скорее всего не дефектами поршневой группы, а резонансными колебаниями на двигателя, закреплённого в корпусе самолёта на амортизаторах.
Указанный вывод подтверждается рассмотренным выше результатами экспериментальной проверки собственных частот колебаний подвеса двигателя, в спектре которого имеются 74 Гц (4440 цикл,мин), 94 Гц (5640 цикл/мин) и 120 Гц (7200 цикл/мин).
Две из этих собственных частот, равные 74 и 94 Гц, близки к частотам 2-й гармоники частоты вращения коленчатого вала, которые имеют место на первом номинальном и взлётном режимах работы двигателя.
В связи с тем, что в процессе вибрационных испытаний были выявлены значительные вибрации на 2-й гармонике коленчатого вала на первом номинальном и взлётном режимах работы двигателя, была проведена проверка и регулировка усилия затяга амортизаторов подвеса двигателя.
Сравнительные результаты испытаний, полученные до и после проведения регулировки амортизаторов для частоты вращения винта (Vв1) и 2-й гармоники частоты вращения коленвала (Vк2), представлены в таблице 2.3
Таблица 2.3

 

п/п

       Частота  

 вращения винта

Составляющие спектра вибрации,                                 

                   частота, Гц

               амплитуда, мм/сек

    %

об/мин

 

 

 

             Vв1

            Vк2

    До

 После

    До

 После

   1

   60

1155

(1140)

1155

  4.4

1140

  3.3

3510

 3.0

3480

 3.6

  2

   65

1244

(1260)

1244

  3.5

1260

  3.5

3780

 4.1

3840

 4.3

   3

   70

1342

(1350)

1342

  2.8

1350

  3.3

4080

 2.9

4080

 1.2

   4

   82

1580

(1590)

1580

  4.7

1590

  4.2

4800

 12.5

4830

 16.7

   5

   94

1830

(1860)

1830

  2.2

1860

  2.7

5520

 15.8

5640

 15.2

Как видно из таблицы 2.3, регулировка амортизаторов не привела к существенным изменениям величин основных составляющих вибрации самолета.
В этой связи следует также отметить, что амплитуда спектральной составляющей, связанная с дисбалансом винта Vв1, выявленная на режимах 82%, и 94% (см. таблицы 1.2 и 1.3), соответственно в 3 – 7 раз ниже амплитуд Vк2, имеющих место на данных режимах.
На других полётных режимах составляющая Vв1 находится в пределах 2.8 - 4.4 мм/сек.
Причём, как видно из таблиц 2.2 и 2.3 , её изменения при переходе с одного режима на другой в основном определяются не качеством балансировки, а степенью отстройки частоты вращения винта от собственных частот колебаний тех или иных конструктивных элементов самолета.

2.6. Выводы по результатам работы

2.6.1. Балансировка винта самолёта ЯК-52, проведённая на частоте вращения винта 1150 об/мин (60%), позволила снизить вибрацию винта 10.2 мм/сек до 4.2 мм/сек.
Учитывая определённый опыт, накопленный в процессе балансировки винтов самолётов ЯК-52 и СУ-29 с использованием прибора «Балком-1», можно предположить, что имеется возможность дальнейшего снижения уровня вибрации винта самолёта ЯК-52.
Это может быть достигнуто в частности выбором другой (более высокой) частоты вращения винта при его балансировке, позволяющей в большей степени отстроиться от собственной частоты колебаний самолета 20 Гц (1200 цикл/мин), выявленной в процессе испытаний.
2.6.2. Как показывают результаты вибрационных испытаний самолёта ЯК-52 в полёте, в спектрах его вибрации (помимо упомянутой выше в п.2.6.1 составляющей, проявляющейся на частоте вращения винта) имеется ряд других составляющих, связанных с работой коленчатого вала, поршневой группы двигателя, а также привода воздушного компрессора (и/или датчика частоты).
Величины указанных вибраций на режимах 60%, 65% и 70% соизмеримы с величиной вибрации, которая связана с дисбалансом винта.
Анализ этих вибраций показывает, что даже полное устранение вибрации от дисбаланса винта позволит снизить суммарную вибрацию самолёта на этих режимах не более чем 1.5 раза.
2.6.3. Максимальная суммарная вибрация V∑ самолёта ЯК-52 выявлена на скоростных режимах 82% (1580 об/мин винта) и 94% (1830 об/мин винта).
Основная составляющая этой вибрации проявляется на 2-й гармонике частоты вращения коленчатого вала двигателя Vк2 (на частотах 4800 цикл/мин или 5520 цикл/мин), на которых соответственно достигает значений 12.5 мм/сек и 15.8 мм/сек.
Можно с достаточной уверенностью предположить, что эта составляющая связана с работой поршневой группы двигателя (ударными процессами, возникающими при двукратной перекладке поршней за один оборот коленчатого вала).
Резкое возрастание этой составляющей на режимах 82% (первый номинальный), и 94% (взлётный) вызвано скорее всего не дефектами поршневой группы, а резонансными колебаниями на двигателя, закреплённого в корпусе самолёта на амортизаторах.
Регулировка затяга амортизаторов, выполненная в процессе испытаний, к существенным изменениям вибрации не привела.
Предположительно данная ситуация может рассматриваться как конструктивный просчёт разработчиков самолёта, допущенный при выборе системы крепления (подвеса) двигателя в корпусе самолёта.
2.6.4. Полученные в процессе проведения балансировки и дополнительных вибрационных испытаний данные (см. результаты полётных испытаний в разделе 2.5) позволяют сделать вывод о том, что проведение периодического вибрационного контроля может быть полезным для диагностической оценки технического состояния двигателя самолёта
Такая работа может выполняться, например, с использованием прибора «Балком-1», в программном обеспечении которого реализована функция спектрального анализа вибрации.

08 сентября 2014

ICQ: 682264953

Skype: Goodbal.ru

2013-2017 © «ООО Кинематика»

ОГРН: 1117847041872

+7(999)-209-5592
8 (800) 555-81-68
8-800 Звонки бесплатные со всей России.
Даже с мобильного
Время работы: Пн-Пт с 10 до 19 (мск).
Заказать обратный звонок
Нужна консультация?