Repository - Scientific Journals of the Maritime University of Szczecin - Analysis of dynamics gas turbines...

Scientific Journals

Zeszyty Naukowe

Maritime University of Szczecin

Akademia Morska w Szczecinie

2009, 19(91) pp. 51–57 2009, 19(91) s. 51–57

Analiza dynamiki układów wirnikowych silników turbinowych

z wykorzystaniem śledzenia rzędów

Analysis of dynamics gas turbines rotor systems using Order

Tracking procedure

Andrzej Grządziela

Akademia Marynarki Wojennej, Katedra Siłowni Okrętowych,

81-103 Gdynia, ul. Śmidowicza 69, e-mail: a.grzadziela@amw.gdynia.pl

Słowa kluczowe: diagnostyka techniczna, wibroakustyka, analiza sygnałów, wirnik silnika turbinowego,

niewyrównoważenie

Abstrakt

W artykule przedstawiono ocenę przydatności metod Order Tracking i Autotracking w analizie sygnałów drganiowych dla diagnozowania układów wirnikowych okrętowych turbinowych silników spalinowych w procesie zimnego rozruchu i wybiegu. Na podstawie uzyskanych rezultatów przedstawiono wnioski doty-czące metodologii drganiowych badań diagnostycznych silników typu DR oraz zakresu przydatności prezen-towanych metod w diagnostyce technicznej.

Key words: diagnostics, vibroacoustics, signal analysis, rotors of gas turbine engine, unbalancing Abstract

The article presents comparison of Order Tracking and Autotracking methods of vibration signals analyses for assessing a technical condition of the rotors system of marine gas turbine engines. Results of tests were registered in run-up and shut-down processes of the turning of rotors system. Comparisons of results enable to present conclusions for application both methods for diagnosing marine gas turbine engines DR type in non-steady states.

Wstęp

W strukturze organizacyjnej jednostek pływają-cych Marynarki Wojennej RP, objętych stałym, bazowym systemem diagnostycznym znajdują się małe okręty rakietowe typu 1241 RE. Wyposażone są one w kombinowane układy napędowe typu COGAG z turbinowymi silnikami spalinowymi. W ramach rutynowych badań diagnostycznych realizowanych zazwyczaj w stanach ustalonych przeprowadzono dodatkowe pomiary drgań silni-ków mocy marszowej typu DR 76 w trakcie zimne-go rozruchu oraz wybiegu. Silniki DR 76 są trzy-wirnikowymi marynizowanymi turbinowymi silni-kami spalinowymi, które dodatkowo wyposażone zostały w swobodną turbinę napędową. Strukturę wirnikową silnika przedstawia rysunek 1. Celem

badań było określenie przydatności analizy rzędów w diagnozowaniu drganiowym typowych nie-sprawności układu wirnikowego silników turbino-wych w stanach nieustalonych.

Pomimo tego, że poszczególne elementy silnika turbinowego mogą być składane z wyjątkową pie-czołowitością, dość często spotyka się niewyrów-noważenie maszyn wirnikowych przewyższające wartość szczątkową. Jego przyczyną są najczęściej sumy niedokładności obróbki i montażu oraz wpływ rozszerzalności cieplnej. W okrętowych turbinowych silnikach spalinowych, z punktu wi-dzenia dynamiki, najważniejsza rolę w identyfikacji stanu technicznego pełnią: wirniki, łożyska, podpo-ry łożyskowe, korpus silnika, sposób zamontowania silnika na fundamencie, warunki hydrometeorolo-giczne (pływanie z dużą prędkością na fali) oraz

Andrzej Grządziela

zmienne parametry termo-gazodynamiczne wystę-pujące w silniku. Stan techniczny decydująco wpływa na jakość procesu roboczego oraz na trwa-łość silnika. Dyssypacja energii objawia się w ma-szynach wirnikowych drganiami, których podsta-wowymi przyczynami są:

 niewyrównoważenie wirnika;

 przekroczenie tolerowanych odchyłek współ-osiowości wałów transmitujących moment obro-towy;

 ocieranie się elementów łopatek wirnikowych o wewnętrzną część korpusu silnika;

 zużycie łożysk nośnych i oporowych;

 asymetria własności sprężysto-tłumiących wirni-ka wraz z elementami na nim osadzonymi;  nierównomierność sił gazodynamicznych

od-działujących na wirnik.

Emisja energii drganiowej, oprócz wielu skła-dowych pochodzenia stochastycznego, niesie ze sobą informację o aktualnym stanie technicznym silnika. Pomiar drgań, ich identyfikacja, klasyfika-cja, analiza matematyczna oraz obserwacje trendu niosą informację nie tylko o aktualnym stanie tech-nicznym, ale także umożliwiają prognozowanie procesu zużycia [1, 2].

Model diagnozowania drganiowego

Każda bryła sztywna ma sześć stopni swobody, natomiast przy założeniu jej odkształcalności – ma ich nieograniczoną liczbę. W przypadku maszyn wirnikowych, takich jak turbinowy silnik spalino-wy, można przyjąć, że liczba stopni swobody jest równa sumie wszystkich stopni swobody

elemen-tów silnika pomniejszona o liczbę nieodkształcal-nych więzów pomiędzy elementami. Poszczegól-nym elementom silnika można przypisać charakte-rystyki fizyczne uzyskane bądź metodą bezpośred-nich pomiarów, bądź w wyniku modelowania mate-riałowo-geometrycznego. Przyjęcie określonego modelu wiąże się w przypadku potraktowania wir-nika jako bryły sztywnej z uzyskaniem równania ruchu w postaci zwyczajnych równań różniczko-wych. Akceptacja wirnika jako bryły odkształcalnej spowoduje przyjęcie cząstkowych równań różnicz-kowych ruchu. Takie rozwiązanie, choć dość trudne do zamodelowania, w znaczący sposób może zbli-żyć do modelu rzeczywistego, co nabiera szczegól-nego znaczenia dla maszyn pracujących w szero-kim zakresie prędkości obrotowych. Schemat mo-delu diagnostycznego przyjętego w diagnostyce przedstawia rysunek 2 [3].

Obecnie jako uniwersalny system identyfikacji uszkodzeń metodą drganiową stosuje się analizę porównawczą modelu wirnika wykonaną w MES lub w postaci kanonicznych równań różniczkowych ruchu z pomiarami drgań wykonanymi na obiekcie rzeczywistym [4]. Do symulacji wstępnych wystar-czający jest model liniowy, w którym oczekiwanym efektem jest przemieszczenie podpory łożyskowej w funkcji czasu. Zmiana parametrów geometrycz-nych wpływa na zastosowany model wirnika, a za-tem na przyjęte współczynniki i wartości w równa-niu [5]. To z kolei implikuje zmianę w przemiesz-czeniu.

Stosując szybką transformatę Fourier’a (FFT), wobec otrzymanego przebiegu czasowego prze-mieszczenia, można otrzymać efekt w postaci

Rys. 1. Przekrój podłużny silnika DR 76, gdzie: 1 – SNC (sprężarka niskiego ciśnienia), 2 – górna skrzynka mechanizmów pomoc-niczych, 3 – SWC (sprężarka wysokiego ciśnienia), 4 – komory spalania, 5 – TWC (turbina wysokiego ciśnienia), 6 – TNC (turbina niskiego ciśnienia), 7 – TN (turbina napędowa), 8 – dolna skrzynka mechanizmów pomocniczych, 9 – bęben SNC, 10 – kierownice wstępnego zawirowania, 11 – lemniskata wlotowa

Fig. 1. Longitudinal section of DR 76 engine, where: 1 – LPC (low pressure compressor), 2 – upper connection gearbox, 3 – HPC (high pressure compressor), 4 – burning chambers, 5 – HPC (high pressure turbine), 6 – LPC (low pressure turbine), 7 – PT (power turbine), 8 – lower connection gearbox, 9 – rotor of LPC, 10 – vanes of the air flow control system, 11 – inlet lemniscates

1 2 3 4 5 6 7

8 9

10 11

Analiza dynamiki układów wirnikowych silników turbinowych z wykorzystaniem śledzenia rzędów

oczekiwanego widma przemieszczeń, prędkości lub przyspieszeń drgań w zależności od oczekiwanych symptomów drganiowych [3, 6]. Zmiana parame-trów w czasie umożliwia również obserwację sy-mulowanych zmian parametrów drganiowych w stanach nieustalonych.

Model dynamiczny układu wirnikowego

Model dynamiczny układu wirnikowego powi-nien być jak najprostszy, a uproszczenia można stosować dopóki reaguje na przyjęte kryteria. Pod-stawowe czynniki, których uwzględnienie okazuje się celowe to w kolejności: tłumienie, elastyczność podpór i sztywność skrętna. Uwzględnienie tłumie-nia okazuje się niezbędne, gdy model ma służyć do klasycznego zadania diagnostycznego, czyli ciągłe-go odwzorowania symptom ↔ stan w sposób ilo-ściowy, a nie tylko w jakościowy. Uwzględnienie sprężystości podpór wbrew pozorom nie zawsze bywa niezbędne, gdyż obserwując obiekt najczę-ściej rejestrujemy drgania elementów mocujących lub obudów w przyjętym kierunku. Poza tym, sztywność tych elementów jest najczęściej wielo-krotnie większa od sztywności elementów wirują-cych, a tłumienie wewnętrzne na tyle małe, że drgania przenoszą się bez istotnej zmiany często-tliwości. Problem odwzorowania obserwacji spro-wadza się zatem do znalezienia funkcji przejścia (lub najczęściej transmitancji widmowej w dziedzi-nie częstotliwości) [5].

Konieczność uwzględnienia elastyczności za-mocowań występuje jedynie wówczas, gdy jest ona na tyle duża, że rzutuje w sposób jakościowy na dynamikę układu. Podobnie jest ze sztywnością skrętną pojedynczego członu. Wprowadzenie tego parametru jest niezbędne, gdy modelujemy jako jeden element układ kilkumasowy, w którym ob-serwowana jest różnica prędkości kątowych po-szczególnych tarcz bębnów wirnika, w pozostałych przypadkach wystarczy zwykle uwzględnienie po-datności skrętnej połączeń. W takim przypadku można rozpatrywać model części wirnikowej ni-skiego ciśnienia w postaci przedstawionej na

ry-sunku 3. Równania ruchu prezentowanego układu przedstawiono w postaci:













 

















M

 

t k I h v ke k k I M k I me kv v m me kh h m 2 2 3 32 3 3 2 2 3 2 32 2 1 31 2 2 1 2 1 31 1 1 2 2 sin cos sin cos cos sin                                                           (1) M₂(t) k_s1 ₁ M₁( )d_dt ₃ k_s2 h v I₃ I₁ I₂, m ₂

Rys. 3. Przykładowy model dynamiczny układu wirnikowego niskiego ciśnienia: I1  zredukowany moment bezwładności

napędu SNC; I2  moment bezwładności układu transmisji; I3 

zredukowany moment bezwładności TNC; m  masa niewy-równoważonego układu transmisji; ks1, ks2  sztywności sprzę-gieł; φ1,2,3  kąty obrotu; M1,2  moment napędowy i oporowy

Fig. 3. Exemplary dynamic model of rotor system: I1 

re-duced moment of inertia of the LPC; I2  moment of inertia

transmission system; I3  reduced moment of inertia of the

LPT; m  mass of unbalanced system; ks1, ks2  couplings stiffness; φ1,2,3  angles of rotation; M1,2  drive and anti-drive

torques

Równania mogą zostać rozbudowane o tłumie-nie, którego macierz ma identyczną postać jak ma-cierz sprężystości oraz o związki ilustrujące ugięcie podpór. Jak łatwo zauważyć, przyjęcie I1 = I3 = 0

sprowadza układ do prostego modelu jednego czło-nu z uwzględnieniem jego podatności skrętnej.

Silnik turbinowy + warunki okrętowe Model matematyczny silnika turbinowego Model fizyczny silnika Porównanie wyników Rozwiązanie równań ruchu – MES

Pomierzone przebiegi

czasowe i widmowe Obliczone przebiegi czasowe i widmowe

Ym(t) Y(t)

Y(t)

Rys. 2. Schemat modelu diagnostycznego okrętowego turbinowego silnika spalinowego Fig. 2. Schematic diagnostic model of the gas turbine engine

Identyfikacja modelu diagnostycznego

Rozpatrując uproszczony układ wirnikowy przedstawiony na rysunku 3, złożony z wału oraz dwóch bębnów odpowiadających za elementy ni-skiego ciśnienia wytwornicy spalin silnika DR 76, należy założyć, że przeprowadzona symulacja ma uwzględniać akcelerację i decelerację wirnika wy-twornicy spalin. W modelu założono, że przesunię-cie środka ciężkości spowodowane ubytkiem lub naddatkiem masy może występować na dowolnych wirnikach. Masy poszczególnych bębnów przyjęto zgodne z modelem przygotowanym w środowisku MES, którego metodykę przygotowania znaleźć można w pozycji [5]. Ze względu na ogromne sztywności skrętne tego typu napędów, w modelu uproszczonym ograniczyć się można jednie do drgań poprzecznych [7]. Korzystając ze sposobu wyznaczania współczynników sztywności dla ukła-dów statycznie niewyznaczalnych z wykorzysta-niem równania trzech momentów oraz metody We-reszczagina, wyznaczono współczynniki rij (będące

funkcjami współczynników Maxwella αij). Tym

samym otrzymano układ równań różniczkowych drugiego rzędu, opisujący ruch przedstawionego układu. Uszkodzenia wprowadzone są w postaci odpowiednich wymuszeń harmonicznych (jako prawe strony równań – Pi) zależnych od prędkości

obrotowej. Z uwagi na brak sprzężeń pomiędzy współrzędnymi w płaszczyźnie pionowej i pozio-mej, wystarczy zamodelowanie układu w jednej płaszczyźnie z tą różnicą, że w płaszczyźnie pio-nowej (v) działać będzie dodatkowo siła ciężkości, oraz że inne będą współczynniki sztywności i tłu-mienia w obu kierunkach. Układ równań ruchu (2) zamodelowano i rozwiązano w środowisku Matlab Simulink. ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( 6 2 66 1 65 4 64 3 63 2 62 1 61 2 2 2 2 5 2 56 1 55 4 54 3 53 2 52 1 51 1 1 1 1 4 2 46 1 45 4 44 3 43 2 42 1 41 4 4 4 4 3 2 36 1 35 4 34 3 33 2 32 1 31 3 3 3 3 2 2 26 1 25 4 24 3 23 2 22 1 21 2 2 2 2 1 2 16 1 15 4 14 3 13 2 12 1 11 1 1 1 1 t P v r v r v r v r v r v r v c v m t P v r v r v r v r v r v r v c v m t P v r v r v r v r v r v r v c v m t P v r v r v r v r v r v r v c v m t P v r v r v r v r v r v r v c v m t P v r v r v r v r v r v r v c v m w w w w w w w w w w w w w w w w w w w w                                                                         (2)

Uzyskane wyniki symulacji można w ten sposób porównać z wynikami badań eksperymentalnych,

a następnie przeprowadzić jakościową i ilościową identyfikację modelu w dziedzinie czasu, amplitudy oraz częstotliwości w stanach nieustalonych [3, 5].

Przebieg badań

Alternatywnym rozwiązaniem w stosunku do dotychczas realizowanych badań w stanach ustalo-nych jest ocena dynamiki układu wirnikowego w trybie off-line w procesie zimnego rozruchu oraz wybiegu. Przyjęcie takiej procedury umożliwia wykluczenie sygnałów zakłóceniowych pochodzą-cych od procesu spalania oraz pracy swobodnej turbiny napędowej. Celem badań było określenie przydatności procedur śledzenia rzędów, dotych-czas mało wykorzystywanych w diagnostyce okrę-towych turbinowych silników spalinowych, dla potrzeb wczesnej identyfikacji niewyrównoważenia oraz zmian podstawowych częstotliwości drgań własnych wirników wytwornicy spalin [8].

W procesie zimnego rozruchu rozrusznik elek-tryczny (silnik bocznikowo-szeregowy) rozpędzał wirnik SNC do prędkości około nSNC = 7200 obr/

min, utrzymując stałą prędkość przez około 80 s bez podawania paliwa do wtryskiwaczy oraz przy braku zapłonu. Wirnik SWC rozpędzał się na sku-tek oddziaływania aerodynamicznego wirnika SNC.

Przetworniki pomiarowe zamontowano wyko-rzystując wsporniki stalowe umieszczone na przed-nim kołnierzu SNC, nad łożyskiem nośnym. Zasto-sowane wsporniki zostały wykonane tak, aby czę-stotliwość rezonansowa wspornika nie nakładała się na podstawowe harmoniczne związane z prędko-ściami wirników silnika. Kierunek pomiaru okre-ślono jako prostopadły do osi wirowania wirników. Wyboru kierunku montażu akcelerometrów doko-nano z uwzględnieniem analizy teoretycznej wy-muszeń wynikających z wirowania niewyrówno-ważonego wirnika oraz w oparciu o dokonane wcześniej badania wstępne na obiekcie [2]. Ze względu na zmienną prędkość obrotową obu wirni-ków wytwornicy spalin, wszystkie badania wyko-nano z wykorzystaniem synchronizmu sygnałów drganiowych. Sygnałem synchronizującym było napięcie z prądnicy tachometrycznej mierzącej prędkość obrotową wirnika SNC.

Analiza wyników badań w procesie zimnego rozruchu

Pierwszym etapem badań w trakcie zimnego rozruchu była analiza śledzenia rzędów w procesie akceleracji wirnika SNC. W trakcie pomiarów za-montowano dwa przetworniki akcelerometryczne na kołnierzu przedniego łożyska SNC. Jeden z sy-gnałów pochodził od przetwornika umiejscowione-go nad sztywnym wspornikiem łożyskowym

(stan-Analiza dynamiki układów wirnikowych silników turbinowych z wykorzystaniem śledzenia rzędów

dardowe miejsce pomiarowe), natomiast drugi sy-gnał pozyskiwany był nad wspornikiem, w którym znajduje się odpowietrzenie łożyska (nietypowe miejsce pomiarowe). Przedstawiony wybór miejsc pomiarowych podyktowany był m.in. potrzebą określenia wpływu zakłóceń w kanale odpowie-trzenia na rejestrowane sygnały drganiowe oraz możliwością wykonania w dalszej części badań procedury autośledzenia.

Analiza sygnałów drganiowych w procesie szybkiej akceleracji rozrusznikiem elektrycznym jest trudna do zaakceptowania z punktu widzenia diagnostyki. Rozmycie się harmonicznych oraz ich zmiana wartości w dziedzinie częstotliwości utrud-nia wykonanie przydatnych analiz – rysunek 4. Należy jednak zwrócić uwagę na inny aspekt pre-zentowanej procedury pomiarów. Rozpoczęcie po-miarów na 7 sekund przed załączeniem rozrusznika elektrycznego pozwoliło na otrzymanie informacji dotyczących zewnętrznych oddziaływań w postaci wymuszeń harmonicznych widocznych w rejestro-wanym widmie. Pozwoliło to, przy użyciu innych metod analiz, zidentyfikować i wyeliminować sygnały niezwiązane z dynamiką wirników, np.:

f1 = 305 Hz, f2 = 600 Hz, f3 = 1,6 kHz i f4 = 2 kHz.

Rys. 4. Przebieg zmian RMS prędkości drgań w trakcie zimne-go rozruchu z widoczną zmianą struktury częstotliwości – pomiar synchroniczny

Fig. 4. Course of RMS speed vibration change during a cold start with a visible change in the frequency structure – syn-chronous measurement

Interesujące wyniki uzyskano wykorzystując procedurę śledzenia rzędów – ORDER TRAC-KING – rysunek 5 [8]. Cechą charakterystyczną procesu rozruchu są wysokoenergetyczne sygnały 4 i 12 rzędu (odpowiednio 0,5 i 1,5 harmonicznych prędkości i przyspieszeń drgań), których zmiany wskazują na wzrost odchyłek wzajemnej współo-siowości obu wirników wytwornicy spalin. Wzrost wartości 16 harmonicznej (odpowiednio 2 harmo-nicznej prędkości i przyspieszeń drgań) wskazuje

na niewielki wzrost niewyrównoważenia wirnika SNC [7].

Rys. 5. Analiza rzędów prędkości drgań w trakcie zimnego rozruchu (w funkcji czasu akceleracji wirnika SNC)

Fig. 5. Analisis of the vibration speed rows during a cold start (as a function of LPC rotor acceleration time)

Analiza wybiegu z zimnego rozruchu

Proces wybiegu wirnika SNC zarejestrowano od prędkości obrotowej, wynoszącej nSNC = 7200 obr/

min do nSNC = 1680 obr/min, co odpowiada po

przełożeniu prędkościom obrotowym prądnicy ta-chometrycznej od 915 obr/min do 210 obr/min. Analizując możliwości wykorzystania analizy śle-dzenia rzędów w procesie wybiegu, stwierdzono, że dominującym sygnałem przy analizie prędkości drgań jest podharmoniczna – 0,5 harmonicznej (4 rząd). Przedstawione na rysunkach 6 i 7 widmo rzędów wskazuje na dominację wartości 4 rzędu w całym zakresie prędkości obrotowych wybiegu. Jest to efektem spadku ciśnienia oleju smarowego w łożyskach nośnych i powstania luzów pomiędzy wirnikami SNC i SWC, które powodują odchyłki współosiowości.

Rys. 6. Analiza rzędów prędkości drgań w trakcie wybiegu z zimnego rozruchu, dziedzina czasu

Fig. 6. Analisis of the vibration speed rows in the range from a cold start the analysis field: time

Rys. 7. Analiza rzędów 0,5 i 1. harmonicznej (4 i 8 rząd) w procesie wybiegu ze startu zimnego, dziedzina analizy: prędkość obrotowa wirnika SNC

Fig. 7. Analysis of 0.5 and 1 harmonic (the fourth and eighth row) in the range from a cold start the analysis field: the LPC rotor rotational speed

Efektem tego jest spadek sztywności układu ło-żyskowego widoczny od 4 sekundy w postaci pasm wzmocnienia sygnałów w kierunku wyższych rzę-dów. Widoczne „prawostronne gałęzie” odchodzą od podstawowych harmonicznych, tj. 4, 8 i 12 rzę-du. Kolejnym potwierdzeniem wspomnianej sytu-acji jest dominacja wartości „głównej gałęzi” od 8 rzędu, a zatem 1. harmonicznej. Obserwacja dyna-miki wirnika SNC w stanach nieustalonych powin-na zatem obejmować apowin-nalizę zmian prędkości i przyspieszeń drgań 1. i 0,5 harmonicznej prędko-ści i przyspieszeń drgań odniesione do chwilowej prędkości wybiegu – rysunki 8–9.

Rys. 8. Analiza 8 rzędu prędkości drgań (1. harmoniczna) w trakcie wybiegu z zimnego rozruchu

Fig. 8. Analysis of the eighth vibration speed row (1 harmo-nic) in the range from a cold start

Uzyskane na rysunkach 8 i 9 charakterystyki 1. harmonicznej i podharmonicznej prędkości drgań w przypadku silników nowych powinny być przypi-sane jako charakterystyki wzorcowe, w stosunku do których analizować powinno się powstałe zmiany wartości w dziedzinie zmian prędkości w procesie

wybiegu. Należy przy tym szczegółowo zapoznać się z wynikami wstępnymi analiz rzędów oraz mo-delowania numerycznego, które mogą wskazywać na powstanie innych sygnałów charakteryzujących uszkodzenia niezwiązane z dynamiką układu wirni-kowego.

Rys. 9. Analiza 4 rzędu prędkości drgań (0,5 harmonicznej) w trakcie wybiegu z zimnego rozruchu

Fig. 9. Analysis of fourth vibration speed row (0.5 harmonic) in the range from a cold start

Wnioski

Analiza sygnałów drganiowych pozyskiwanych w stanach nieustalonych może być cennym narzę-dziem diagnostycznym w eksploatacji okrętowych turbinowych silników spalinowych. Systemy syn-chronizmu sygnałów wykorzystujące procedury śledzenia lub autośledzenia umożliwiają identyfi-kację indywidualnych cech dynamicznych, niewy-równoważenia układów wirnikowych, ale również zmian częstości drgań własnych oraz asymetrii układu sprężysto-tłumiącego. Przedstawione wyni-ki badań uzyskane w procesie zimnego obracania wirnikami umożliwiły uzyskanie charakterystyk, których cechy nie są obarczone zakłóceniami wy-nikającymi z procesów cieplnych oraz oddziaływa-nia dynamicznego turbiny napędowej. Przygotowa-nie charakterystyk poszczególnych harmonicznych w funkcji prędkości obrotowej może być traktowa-ne jako swoisty odcisk palca silnika turbinowego, którego cechy odpowiadać będą jego aktualnemu stanowi technicznemu. Porównanie wyników badań z wynikami symulacji numerycznych pozwala na ocenę stanu technicznego oraz umożliwia detekcję uszkodzeń i prognozowanie ich dalszego rozwoju, nawet do stanu awaryjnego. Przedstawione wyniki badań umożliwiają postawienie wstępnej diagnozy dotyczącej dynamiki układu wirnikowego przed właściwym uruchomieniem silnika, co zapobiec może potencjalnemu rozwojowi katastroficznych uszkodzeń podczas pracy na obciążeniu.

Autospectrum(Signal 3) - Input - slice1 Working : Input : tacho : Order Analyzer

400 600 800 1k 1,2k 1,4k 1,6k 1,8k 2k 0 100u 200u 300u 400u 500u 600u 700u 800u 900u 1m [RPM] (Speed Signal 1) [m/s] Autospectrum(Signal 3) - Input - slice1

Working : Input : tacho : Order Analyzer

400 600 800 1k 1,2k 1,4k 1,6k 1,8k 2k 0 100u 200u 300u 400u 500u 600u 700u 800u 900u 1m [RPM] (Speed Signal 1) [m/s]

Autospectrum(Signal 3) - Input - 4 order V Working : Input : tacho : Order Analyzer

400 600 800 1k 1,2k 1,4k 1,6k 1,8k 2k 0 400u 800u 1,2m 1,6m 2m 2,4m 2,8m [RPM] (Speed Signal 1) [m/s] Autospectrum(Signal 3) - Input - 4 order V

Working : Input : tacho : Order Analyzer

400 600 800 1k 1,2k 1,4k 1,6k 1,8k 2k 0 400u 800u 1,2m 1,6m 2m 2,4m 2,8m [RPM] (Speed Signal 1) [m/s]

Analiza dynamiki układów wirnikowych silników turbinowych z wykorzystaniem śledzenia rzędów

Bibliografia

1. ADAMCZYK J., CIOCH W., KRZYWORZEKA P., JAMRO E.: Monitoring of nonstationary states In rotating machinery. Wyd ITE, Radom 2006.

2. CHARCHALIS A.: System diagnozowania okrętowych ukła-dów napędowych z turbinowymi silnikami spalinowymi. Problemy eksploatacji 4’97 (27).

3. GOSIEWSKI Z.,MUSZYŃSKA A.: Dynamika maszyn wirni-kowych. WU WSI, Koszalin 1992.

4. MAJKUT L.: Vibration based damage detection using Laplace wavelet. Diagnostyka 1 (49)/2009, 79–82. 5. DEUSZKIEWICZ P., DOBROCIŃSKI S., DZIURDŹ J., FLIS L.,

GRZĄDZIELA A., PAKOWSKI R., SPECHT C.: Diagnostyka wibroakustyczna okrętowych turbinowych silników spali-nowych. Wyd ITE, Radom 2009.

6. KICIŃSKI J.,MARTENY P.: Modelowanie oddziaływań dy-namicznych złożonych układów wirnik – podpory. Mat. Krajowej Konferencji Naukowo-Technicznej „Inżynieria Łożyskowania ’96”. Gdańsk 1996, 3–22.

7. GRZĄDZIELA A.: Diagnosing of naval gas turbine rotors with the use of vibroacoustics parameters. Polish Maritime Researches, 2000, No 3, Gdańsk 2000, 14–17.

8. PEDERSEN T.F., GADE S., HARLUFSEN H., KONSTANTIN -HANSEN H.: Order tracking in Vibro-acoustic Measure-ments: A Novel Approach Eliminating the Tacho Probe. Technical Review, 2006, No 1, Brüel & Kjær, 15–28.

Recenzent: dr hab. inż. Zbigniew Matuszak profesor Akademii Morskiej w Szczecinie