फील्ड कंडीशन में एयरक्राफ्ट प्रोपेलर के बैलेंसिंग के बारे में
BSTU "Voenmech" जेकर नाँव D.F. Ustinov के नाँव पर बा, फैकल्टी "E" (हथियार अवुरी शस्त्र प्रणाली)
विभाग E7 "डिफॉर्मेबल सॉलिड बॉडी के मैकेनिक्स"
संपादक N.A. Shelkovenko
सारांश: ई इंजीनियरिंग रिपोर्ट एयरक्राफ्ट प्रोपेलर के फील्ड बैलेंसिंग खातिर पोर्टेबल Balanset-1 डिवाइस के पहिला सफल इस्तेमाल के दस्तावेजीकरण करेला। मई–जुलाई 2014 में M-14P इंजन से लैस Yak-52 (दू-ब्लेड वाला प्रोपेलर) अवुरी Su-29 (तीन-ब्लेड वाला MTV-9-K-C/CL 260-27 प्रोपेलर) एयरक्राफ्ट पर काम कइल गइल। मुख्य निष्कर्ष: Yak-52 पर प्रोपेलर वाइब्रेशन 10.2 से घटाके 4.2 mm/sec हो गइल; Su-29 पर, 6.7 से घटाके 1.5 mm/sec (4× से अधिक कमी)। रिपोर्ट में कई ऑपरेटिंग मोड पर विस्तृत वाइब्रेशन स्पेक्ट्रम एनालिसिस भी देल गइल बा अवुरी क्रैंकशाफ्ट हार्मोनिक्स अवुरी स्ट्रक्चरल रेजोनेंस समेत प्रमुख वाइब्रेशन स्रोत के पहचान कइल गइल बा।
1. प्रस्तावना
ढाई साल पहिले, हमनी के एंटरप्राइज "Balanset-1" डिवाइस के सीरियल प्रोडक्शन शुरू कइलस, जवन अपना खुद के बेयरिंग में घूमे वाला मैकेनिज्म के बैलेंस करे खातिर डिजाइन कइल गइल बा।
आज ले, 180 से अधिक सेट बनल बा। इनहन के फैन, ब्लोअर, इलेक्ट्रिक मोटर, मशीन स्पिंडल, पंप, क्रशर, सेपरेटर, सेंट्रीफ्यूज, कार्डन अवुरी क्रैंकशाफ्ट असेंबली, अवुरी अइसने मैकेनिज्म के प्रोडक्शन अवुरी ऑपरेशन समेत कई उद्योग में प्रभावी ढंग से इस्तेमाल कइल जाला।
हाल में, Vibromera के फील्ड कंडीशन में एयरक्राफ्ट अवुरी हेलीकॉप्टर के प्रोपेलर बैलेंस करे खातिर हमनी के इक्विपमेंट के संभावना के बारे में संगठन अवुरी व्यक्ति दुनु से बहुत सारा पूछताछ मिलल बा।
दुर्भाग्य से, हमनी के विशेषज्ञ, विभिन्न मशीन के बैलेंस करे में कई साल के अनुभव के बावजूद, एह खास समस्या से पहिले कबो ना जूझल रहलें। हमनी के ग्राहकन के जवन सलाह अवुरी सिफारिश दिहल जा सकत रहल ऊ एह से काफी सामान्य रहल अवुरी हमेशा उनुका के काम के प्रभावी ढंग से हल करे के अनुमति ना देत रहल।
ई स्थिति एह बसंत से बेहतरी के दिशा में बदले लागल, V.D. Chvokov के सक्रिय भागीदारी के कारण, जे Yak-52 अवुरी Su-29 एयरक्राफ्ट के प्रोपेलर के बैलेंसिंग के काम में हमनी के साथे मिलके भाग लिहलें अवुरी आयोजित कइलें, जेकरा के ऊ खुद उड़ावेलें।
एह काम के दौरान, कुछ कौशल हासिल भइल अवुरी "Balanset-1" डिवाइस के इस्तेमाल से फील्ड कंडीशन में एयरक्राफ्ट प्रोपेलर के बैलेंस करे खातिर एगो तकनीक विकसित भइल, जेह में शामिल बा:
- एयरक्राफ्ट पर वाइब्रेशन अवुरी फेज एंगल सेंसर के इंस्टॉल (माउंट) करे के जगह अवुरी तरीका के निर्धारण करल;
- एयरक्राफ्ट के कई संरचनात्मक तत्व (इंजन सस्पेंशन, प्रोपेलर ब्लेड) के रेजोनेंस फ्रीक्वेंसी के निर्धारण करल;
- बैलेंसिंग के दौरान न्यूनतम प्राप्त करे लायक रेसिड्यूअल इम्बैलेंस सुनिश्चित करे वाला इंजन रोटेशन फ्रीक्वेंसी (ऑपरेटिंग मोड) के पहचान करल;
- प्रोपेलर के रेसिड्यूअल इम्बैलेंस खातिर टॉलरेंस के स्थापना करल।
एकरा अलावे, M-14P इंजन से लैस हवाई जहाजन के कंपन स्तर पर दिलचस्प आंकड़ा भी मिलल।
नीचे एह काम के परिणाम से तइयार कइल रिपोर्ट सामग्री देल बा। बैलेंसिंग के परिणाम के अलावा, इनहन में जमीन अवुरी उड़ान परीक्षण के दौरान प्राप्त Yak-52 अवुरी Su-29 एयरक्राफ्ट के वाइब्रेशन सर्वे के डेटा भी देल गइल बा। ई डेटा एयरक्राफ्ट पायलट अवुरी उनुकर मेंटेनेंस में शामिल विशेषज्ञ दुनु खातिर रुचिकर हो सकेला।
2. Yak-52 के बैलेंसिंग अवुरी वाइब्रेशन सर्वे
2.1. परिचय
मई–जुलाई 2014 में, M-14P एविएशन इंजन से लैस Yak-52 एयरक्राफ्ट के वाइब्रेशन सर्वे अवुरी एकर दू-ब्लेड वाला प्रोपेलर के बैलेंसिंग के काम कइल गइल।
बैलेंसिंग "Balanset-1" किट, सीरियल नंबर 149 के इस्तेमाल से एक प्लेन में कइल गइल।
मापन योजना चित्र 2.1 में देखावल गइल बा। बैलेंसिंग के दौरान, वाइब्रेशन सेंसर (एक्सेलेरोमीटर) 1 के खास तौर पर डिजाइन कइल ब्रैकेट पर मैग्नेटिक माउंट के इस्तेमाल से इंस्टॉल कइल गइल। लेजर फेज एंगल सेंसर 2 के गियरबॉक्स कवर पर भी इंस्टॉल कइल गइल अवुरी प्रोपेलर के एगो ब्लेड पर लगावल रिफ्लेक्टिव मार्क के दिशा में ओरिएंट कइल गइल।
सेंसर से एनालॉग सिग्नल केबल के माध्यम से "Balanset-1" डिवाइस के मापन यूनिट में भेजल गइल, जहाँ प्रारंभिक डिजिटल प्रोसेसिंग कइल गइल। ई सिग्नल डिजिटल रूप में तब कंप्यूटर में गइल, जहाँ सॉफ्टवेयर प्रोसेसिंग कइल गइल अवुरी प्रोपेलर के इम्बैलेंस के भरपाई करे खातिर जरूरी करेक्शन वेट के मास अवुरी एंगल के गणना कइल गइल।
Zk — मुख्य गियर व्हील; Zs — उपग्रह; Zn — स्थिर गियर व्हील।
बैलेंसिंग उपकरण
- Balanset-1A €1,975
- Balanset-1A OEM €1,735
- Balanset-4 €6,803
सहायक उपकरण
- कंपन सेंसर €90
- लेजर टैकोमीटर €124
- चुंबकीय स्टैंड €46
- रिफ्लेक्टिव टेप €10
एह काम के दौरान, Su-29 अवुरी Yak-52 दुनो के प्रोपेलर के बैलेंसिंग से मिलल अनुभव के ध्यान में रखत, कई गो अतिरिक्त अध्ययन कइल गइल:
- Yak-52 के इंजन अवुरी प्रोपेलर के दोलन के प्राकृतिक आवृत्ति के निर्धारण;
- प्रोपेलर बैलेंसिंग के बाद उड़ान के दौरान दूसरा पायलट के केबिन में कंपन के मात्रा अवुरी वर्णक्रमीय संरचना के मापन;
- प्रोपेलर बैलेंसिंग के बाद अवुरी इंजन शॉक एब्जॉर्बर के कसाव बल के समायोजन के बाद कंपन के मापन।
2.2. इंजन अवुरी प्रोपेलर के दोलन के प्राकृतिक आवृत्ति
विमान के बॉडी में शॉक एब्जॉर्बर पर लगावल इंजन के दोलन के प्राकृतिक आवृत्ति के निर्धारण A&D (जापान) के स्पेक्ट्रम एनालाइजर AD-3527 के इस्तेमाल से इम्पैक्ट एक्साइटेशन के माध्यम से कइल गइल।
Yak-52 इंजन सस्पेंशन के प्राकृतिक दोलन के स्पेक्ट्रम में (चित्र 2.2), चार गो मुख्य आवृत्ति के पहचान कइल गइल: 20 Hz, 74 Hz, 94 Hz, 120 Hz.
74 Hz, 94 Hz, अवुरी 120 Hz के आवृत्ति संभवतः विमान के बॉडी से इंजन के माउंटिंग (सस्पेंशन) के विशेषता से जुड़ल बा। 20 Hz के आवृत्ति सबसे अधिक संभावना विमान के लैंडिंग गियर चेसिस पर ओकर प्राकृतिक दोलन से जुड़ल बा।
प्रोपेलर ब्लेड के प्राकृतिक आवृत्ति के भी इम्पैक्ट एक्साइटेशन विधि के इस्तेमाल से निर्धारित कइल गइल। चार गो मुख्य आवृत्ति के पहचान कइल गइल: 36 Hz, 80 Hz, 104 Hz, and 134 Hz.
इंजन सस्पेंशन अवुरी प्रोपेलर ब्लेड के दोलन के प्राकृतिक आवृत्ति के डेटा मुख्य रूप से बैलेंसिंग के दौरान प्रोपेलर के घूर्णन आवृत्ति के चयन खातिर महत्वपूर्ण बा। ई आवृत्ति के चयन में मुख्य शर्त बा विमान के संरचनात्मक तत्वन के दोलन के प्राकृतिक आवृत्ति से अधिकतम डिट्यूनिंग सुनिश्चित करल, काहेकि अनुनाद (रेजोनेंट) आवृत्ति पर कंपन मापन के सटीकता अवुरी पुनरावृत्तिशीलता में काफी कमी आ सकेला।
एकरा अलावे, अलग-अलग घटकन के प्राकृतिक आवृत्ति के जानकारी विमान के संचालन के दौरान उत्पन्न होखे वाला विभिन्न इंजन गति मोड पर कंपन में तेज वृद्धि (अनुनाद परिघटना) के कारण के पहचान करे में उपयोगी हो सकेला।
2.3. बैलेंसिंग के परिणाम
जइसे ऊपर बतावल गइल बा, प्रोपेलर बैलेंसिंग एक प्लेन में कइल गइल, जेकरा से प्रोपेलर के फोर्स अनबैलेंस के गतिशील रूप से क्षतिपूर्ति भइल।
दू प्लेन में डायनामिक बैलेंसिंग (जेकरा से मोमेंट अनबैलेंस के भी अतिरिक्त क्षतिपूर्ति होखत) संभव ना रहे, काहेकि Yak-52 पर प्रोपेलर के डिजाइन सिर्फ एक करेक्शन प्लेन के अनुमति देला।
बैलेंसिंग 1150 rpm (60%) के घूर्णन आवृत्ति पर कइल गइल, जेकरा पर हर रन से रन में आयाम अवुरी फेज दुनो में सबसे स्थिर कंपन मापन प्राप्त भइल।
क्लासिक "टू-रन" योजना के इस्तेमाल कइल गइल:
- पहिला रन के दौरान, प्रारंभिक स्थिति में प्रोपेलर घूर्णन आवृत्ति पर कंपन के आयाम अवुरी फेज के निर्धारण कइल गइल।
- दूसरा रन के दौरान, प्रोपेलर पर 7 g के ट्रायल मास लगावे के बाद कंपन के आयाम अवुरी फेज के निर्धारण कइल गइल।
- ए डेटा के आधार पर, सॉफ्टवेयर से गणना कइल गइल: करेक्शन मास M = 19.5 g कोण पर F = 32°.
प्रोपेलर के डिजाइन विशेषता के कारण, जे आवश्यक 32° के कोण पर करेक्शन वेट लगावे के अनुमति ना देत रहे, दू गो समतुल्य वेट लगावल गइल:
- M1 = 14 g, कोण F1 = 0° पर
- M2 = 8.3 g, कोण F2 = 60° पर
नतीजा: करेक्शन वेट लगावे के बाद, 1150 rpm पर कंपन एह से घटल 10.2 mm/sec तक 4.2 mm/sec. वास्तविक अनबैलेंस 2340 g·mm से घटके 963 g·mm हो गइल।
2.4. अन्य ऑपरेटिंग मोड पर कंपन
ग्राउंड टेस्ट के दौरान अन्य इंजन ऑपरेटिंग मोड पर कंपन जांच के परिणाम तालिका 2.1 में देखावल गइल बा। जइसन कि देखल जा सकेला, बैलेंसिंग से Yak-52 के सभ मोड पर कंपन पर सकारात्मक असर पड़ल।
| # | पावर, % | RPM | RMS कंपन वेग, mm/sec |
|---|---|---|---|
| 1 | 60 | 1153 | 4.2 |
| 2 | 65 | 1257 | 2.6 |
| 3 | 70 | 1345 | 2.1 |
| 4 | 82 | 1572 | 1.25 |
एकरा अलावे, ग्राउंड टेस्ट के दौरान, प्रोपेलर घूर्णन आवृत्ति बढ़े के साथ कंपन में काफी कमी के स्पष्ट प्रवृत्ति के पहचान भइल। एकरा के एह से समझावल जा सकेला कि उच्च घूर्णन आवृत्ति पर, प्रोपेलर घूर्णन आवृत्ति चेसिस पर विमान के प्राकृतिक दोलन आवृत्ति (संभवतः 20 Hz) से अधिक डिट्यून हो जाला।
2.5. शॉक एब्जॉर्बर समायोजन से पहिले अवुरी बाद के इन-फ्लाइट कंपन
प्रोपेलर बैलेंसिंग के बाद ग्राउंड कंपन टेस्ट (खंड 2.3) के अलावा, Yak-52 के कंपन मापन उड़ान में भी कइल गइल।
उड़ान में कंपन के मापन दूसरा पायलट के केबिन में ऊर्ध्वाधर दिशा में A&D (जापान) के पोर्टेबल स्पेक्ट्रम एनालाइजर AD-3527 के इस्तेमाल से 5 से 200 (500) Hz के आवृत्ति रेंज में कइल गइल। मापन पांच मुख्य इंजन गति मोड पर लिहल गइल: अधिकतम घूर्णन आवृत्ति के 60%, 65%, 70%, 82%, अवुरी 94%।
शॉक एब्जॉर्बर समायोजित करे से पहिले प्राप्त परिणाम तालिका 2.2 में देखावल गइल बा।
| # | प्रोपेलर स्पीड | कंपन स्पेक्ट्रम के घटक, फ्रीक्वेंसी (CPM) / एम्प्लीट्यूड (mm/sec) |
VΣ, mm/sec |
||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| % | RPM | Vp1 | Vn | Vc1 | Vp2 | Vc2 | Vp4 | Vc3 | Vp5 | ||
| 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 | ||
Vp = प्रोपेलर हार्मोनिक्स (1st, 2nd, 4th, 5th) Vn = कंप्रेसर/फ्रीक्वेंसी सेंसर Vc1, Vc2, Vc3 = क्रैंकशाफ्ट 1st, 2nd, 3rd ऊपर वाला मान = फ्रीक्वेंसी (CPM), नीचे वाला = एम्प्लीट्यूड (mm/sec).
जइसन कि टेबल 2.2 से देखल जा सकेला, मुख्य कंपन घटक प्रोपेलर घूर्णन फ्रीक्वेंसी Vp1, क्रैंकशाफ्ट फ्रीक्वेंसी Vc1, एयर कंप्रेसर (आ/या फ्रीक्वेंसी सेंसर) ड्राइव Vn, आ इनकर उच्च हार्मोनिक्स पर देखाई देला।
अधिकतम कुल कंपन VΣ 82% (1580 rpm) आ 94% (1830 rpm) मोड सभ पर पावल गइल। एह मोड सभ पर प्रमुख घटक क्रैंकशाफ्ट घूर्णन फ्रीक्वेंसी V के दूसरा हार्मोनिक पर देखाई देलाc2, जे 4800 cycles/min पर 12.5 mm/sec आ 5520 cycles/min पर 15.8 mm/sec तक पहुँचेला।
ई मानल जा सकेला कि ई घटक पिस्टन समूह से जुड़ल बा (एक क्रैंकशाफ्ट परिक्रमा में पिस्टन सभ के दुगो गति के दौरान होखे वाला प्रभाव प्रक्रिया)। 82% (पहिला नॉमिनल) आ 94% (टेक-ऑफ) मोड पर तेज बढ़ोतरी पिस्टन समूह के दोष से ना, बलुक इंजन के शॉक एब्जॉर्बर पर अनुनादी दोलन से होखे के संभावना बेसी बा। ई निष्कर्ष के समर्थन प्राकृतिक फ्रीक्वेंसी मापन से मिलेला, जेमें इंजन सस्पेंशन फ्रीक्वेंसी 74 Hz (4440 cycles/min), 94 Hz (5640 cycles/min), आ 120 Hz (7200 cycles/min) पर पावल गइल। इनमें से दूगो — 74 Hz आ 94 Hz — पहिला नॉमिनल आ टेक-ऑफ ऑपरेटिंग मोड पर क्रैंकशाफ्ट के दूसरा हार्मोनिक फ्रीक्वेंसी सभ के लगे बा।
V पर पावल गइल महत्वपूर्ण कंपन के कारणc2, इंजन शॉक एब्जॉर्बर सभ के कसाव बल के जांच आ समायोजन कइल गइल। तुलनात्मक परिणाम टेबल 2.3 में देखावल गइल बा।
| # | % | RPM (पहिले / बाद) |
Vp1 | Vc2 | ||
|---|---|---|---|---|---|---|
| पहिले | बाद | पहिले | बाद | |||
| 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 |
ऊपर वाला मान = फ्रीक्वेंसी (CPM), नीचे वाला = एम्प्लीट्यूड (mm/sec).
जइसन कि टेबल 2.3 से देखल जा सकेला, एब्जॉर्बर समायोजन से विमान के मुख्य कंपन घटक सभ में कवनो महत्वपूर्ण बदलाव ना आइल।
ई भी ध्यान देवे लायक बा कि प्रोपेलर असंतुलन घटक Vp1 82% आ 94% मोड सभ पर क्रमशः V से 3–7 गुना कम बाc2 उहे मोड सभ पर बा। बाकी उड़ान मोड सभ पर, Vp1 2.8 से 4.4 mm/sec के बीच रहेला, आ मोड सभ के बीच एकर बदलाव मुख्य रूप से बैलेंसिंग के गुणवत्ता से ना, बलुक विमान के संरचनात्मक तत्व सभ के प्राकृतिक फ्रीक्वेंसी से डिट्यूनिंग के डिग्री से तय होखेला।
2.6. निष्कर्ष
2.6.1.
यक-52 के प्रोपेलर के 1150 rpm (60%) के घूर्णन फ्रीक्वेंसी पर बैलेंस कइला से प्रोपेलर घूर्णन फ्रीक्वेंसी पर कंपन 10.2 mm/sec से घटके 4.2 mm/sec हो गइल। "Balanset-1" डिवाइस के इस्तेमाल से यक-52 आ सू-29 दुनों विमान के प्रोपेलर बैलेंसिंग में हासिल कइल अनुभव के ध्यान में राखत, कंपन स्तर के आउर भी कमी करे के वास्तविक संभावना बा — खासकर, बैलेंसिंग के दौरान प्रोपेलर के उच्चतर घूर्णन फ्रीक्वेंसी के चयन से, जेकरा से माप के दौरान पहचानल गइल विमान के 20 Hz (1200 cycles/min) पर दोलन के प्राकृतिक फ्रीक्वेंसी से बेसी डिट्यूनिंग हो सकेला।
2.6.2.
जइसन कि उड़ान कंपन परीक्षण देखावेला (टेबल 2.2 आ 2.3 देखीं), यक-52 विमान के कंपन स्पेक्ट्रम सभ में, प्रोपेलर घूर्णन फ्रीक्वेंसी V पर होखे वाला कंपन के अलावाp1, कई गो अउरी महत्वपूर्ण घटक बा — जे क्रैंकशाफ्ट V से जुड़ल बाc1, Vc2, Vc3, इंजन पिस्टन समूह, आ एयर कंप्रेसर (आ/या फ्रीक्वेंसी सेंसर) ड्राइव V सेn.
60%, 65%, आ 70% के स्पीड मोड सभ पर, ई घटक सभ परिमाण में प्रोपेलर असंतुलन घटक V के बराबर बाp1। एह से, प्रोपेलर असंतुलन से होखे वाला कंपन के पूरा तरह से खतम कइला से भी एह मोड सभ पर विमान के कुल कंपन लगभग 1.5 गुना से बेसी ना घट सकेला।
2.6.3.
अधिकतम कुल कंपन VΣ यक-52 विमान के 82% (प्रोपेलर के 1580 rpm) आ 94% (प्रोपेलर के 1830 rpm) स्पीड मोड सभ पर पावल गइल। एह कंपन के प्रमुख घटक क्रैंकशाफ्ट घूर्णन फ्रीक्वेंसी V के दूसरा हार्मोनिक पर देखाई देलाc2, क्रमशः 4800 cycles/min आ 5520 cycles/min फ्रीक्वेंसी पर, जहाँ ई 12.5 mm/sec आ 15.8 mm/sec के मान तक पहुँचेला।
जइसन कि खंड 2.5 आ 2.2 में देखावल गइल बा, बतावल गइल मोड सभ पर एह घटक में तेज बढ़ोतरी पिस्टन समूह के दोष से ना, बलुक इंजन के शॉक एब्जॉर्बर पर अनुनादी दोलन से होखे के संभावना बेसी बा। परीक्षण के दौरान कइल गइल एब्जॉर्बर कसाव बल के समायोजन से कंपन स्तर में कवनो महत्वपूर्ण बदलाव ना आइल।
एह स्थिति के शायद एगो डिजाइन चूक मानल जा सकेला (konstruktivny proschet) विमान डेवलपर सभ के, जे विमान के बॉडी में इंजन माउंटिंग (सस्पेंशन) सिस्टम के चयन के दौरान भइल।
2.6.4.
प्रोपेलर बैलेंसिंग के दौरान मिलल डेटा आ अतिरिक्त रूप से कइल गइल कंपन परीक्षण सभ से पता चलेला कि नियमित कंपन निगरानी विमान इंजन के तकनीकी स्थिति के डायग्नोस्टिक मूल्यांकन खातिर उपयोगी हो सकेला, जेमें पिस्टन समूह, क्रैंकशाफ्ट, इंजन बेयरिंग, आ एयर कंप्रेसर ड्राइव के स्थिति के मूल्यांकन शामिल बा।
अइसन काम, उदाहरण खातिर, "Balanset-1" डिवाइस के इस्तेमाल से कइल जा सकेला (जे अभी एह रूप में बनावल जाला Balanset-1A), जेकर सॉफ्टवेयर में स्पेक्ट्रल कंपन विश्लेषण के फंक्शन लागू कइल गइल बा।
3. MTV-9-K-C/CL 260-27 प्रोपेलर के बैलेंसिंग आ Su-29 के वाइब्रेशन सर्वे
3.1. परिचय
15 जून 2014 के, Su-29 एरोबेटिक विमान के M-14P एविएशन इंजन पर लागल MTV-9-K-C/CL 260-27 टाइप के तीन-ब्लेड वाला प्रोपेलर के बैलेंसिंग के काम कइल गइल।
निर्माता (MT-Propeller) द्वारा देल गइल डेटा के अनुसार, ई प्रोपेलर पहिले से स्टैटिक रूप से बैलेंस कइल गइल रहे, जेकर सबूत ई बा कि प्रोपेलर के प्लेन 1 में निर्माण संयंत्र में लगावल गइल एगो करेक्टिव वेट मौजूद बा।
प्रोपेलर के बैलेंसिंग, जे Su-29 के गियरबॉक्स के आउटपुट शाफ्ट पर सीधे लागल रहे (यानी ओकर स्थायी इंस्टॉलेशन के जगह पर), "Balanset-1" वाइब्रेशन बैलेंसिंग किट, सीरियल नं. 149 के इस्तेमाल से कइल गइल।
मापन योजना (चित्र 3.1) आम तौर पर Yak-52 खातिर इस्तेमाल कइल गइल योजना से मिलत-जुलत रहे। वाइब्रेशन सेंसर (एक्सेलेरोमीटर) 1 के एगो खास डिजाइन कइल ब्रैकेट पर मैग्नेटिक माउंट के इस्तेमाल से इंजन गियरबॉक्स के हाउसिंग पर लगावल गइल। लेजर फेज एंगल सेंसर 2 के भी ओही तरह गियरबॉक्स हाउसिंग पर लगावल गइल आ ओकरा प्रोपेलर के एगो ब्लेड पर लगावल गइल परावर्तक चिन्ह (रिफ्लेक्टिव मार्क) के ओर उन्मुख कइल गइल। सेंसर सभ से एनालॉग सिग्नल केबल के माध्यम से "Balanset-1" डिवाइस के मापन इकाई तक भेजल गइल, जहाँ प्रारंभिक डिजिटल प्रोसेसिंग कइल गइल। एकरा बाद, डिजिटल रूप में सिग्नल कंप्यूटर में गइल, जहाँ सॉफ्टवेयर प्रोसेसिंग कइल गइल आ प्रोपेलर के अनबैलेंस के भरपाई खातिर जरूरी करेक्शन वेट के मास आ एंगल के गणना कइल गइल।
Zk — मुख्य गियर व्हील; Zc — उपग्रह; Zn — स्थिर गियर व्हील।
एह काम से पहिले, आ Yak-52 प्रोपेलर के बैलेंसिंग से मिलल अनुभव के ध्यान में रखत, अतिरिक्त अध्ययन कइल गइल:
- Su-29 इंजन आ प्रोपेलर के दोलन (ऑसिलेशन) के प्राकृतिक आवृत्ति (नेचुरल फ्रीक्वेंसी) के निर्धारण;
- बैलेंसिंग से पहिले दूसरा पायलट के केबिन में बेसलाइन वाइब्रेशन के परिमाण आ स्पेक्ट्रल संरचना के जाँच।
3.2. इंजन आ प्रोपेलर के दोलन के प्राकृतिक आवृत्ति
AD-3527 एनालाइजर के साथ ओही इम्पैक्ट एक्साइटेशन विधि के इस्तेमाल से, इंजन सस्पेंशन के स्पेक्ट्रम (चित्र 3.2) में छह मुख्य आवृत्ति के पहचान कइल गइल: 16 Hz, 22 Hz, 37 Hz, 66 Hz, 88 Hz, 120 Hz.
आवृत्ति 66 Hz, 88 Hz, आ 120 Hz संभवतः विमान के बॉडी में इंजन माउंटिंग (सस्पेंशन) सिस्टम के विशेषता से सीधे जुड़ल बा। 16 Hz आ 22 Hz के आवृत्ति सबसे ज्यादा संभावना बा कि विमान के अपना चेसिस पर समग्र रूप से होखे वाला प्राकृतिक दोलन से जुड़ल बा। जहाँ तक 37 Hz के आवृत्ति के बात बा, ई शायद विमान के प्रोपेलर ब्लेड के दोलन के प्राकृतिक आवृत्ति से जुड़ल बा।
ई अंतिम धारणा प्रोपेलर ब्लेड सभ के दोलन के प्राकृतिक आवृत्ति के मापन के नतीजा (चित्र 3.3) से पुष्ट होला, जेकर स्पेक्ट्रम में तीन मुख्य आवृत्ति के पहचान कइल गइल: 37 Hz, 100 Hz, आ 174 Hz.
Su-29 के इंजन सस्पेंशन आ प्रोपेलर ब्लेड सभ के प्राकृतिक आवृत्ति के जानकारी के व्यावहारिक महत्व बहुत बा। पहिला, ई बैलेंसिंग खातिर प्रोपेलर के घूर्णन आवृत्ति के उचित चयन में मदद करेला, जेकरा से विमान के संरचनात्मक अनुनाद (रेजोनेंस) से अधिकतम डिट्यूनिंग सुनिश्चित होला। दूसरा, ई विभिन्न इंजन ऑपरेटिंग मोड सभ पर देखल गइल वाइब्रेशन के कारण के सही व्याख्या आ निदान खातिर जरूरी आधार देला, जइसन कि एह रिपोर्ट के अगिला खंड सभ में देखावल जाई।
3.3. बैलेंसिंग से पहिले केबिन के बेसलाइन वाइब्रेशन
बैलेंसिंग प्रक्रिया करे से पहिले, Su-29 के दूसरा पायलट के केबिन में बेसलाइन वाइब्रेशन स्तर के मापन कइल गइल। Yak-52 के मामिला जइसन, वाइब्रेशन के मापन ऊर्ध्वाधर (वर्टिकल) दिशा में A&D (जापान) के पोर्टेबल स्पेक्ट्रम एनालाइजर AD-3527 के इस्तेमाल से 5 से 200 Hz के आवृत्ति रेंज में कइल गइल। मापन चार मुख्य इंजन स्पीड मोड पर कइल गइल, जे प्रोपेलर के अधिकतम घूर्णन आवृत्ति के 60%, 65%, 70%, आ 82% के अनुरूप रहे।
एह मापन सभ के नतीजा तालिका 3.1 में देल गइल बा।
| # | प्रोपेलर स्पीड | कंपन स्पेक्ट्रम के घटक, फ्रीक्वेंसी (CPM) / एम्प्लीट्यूड (mm/sec) |
VΣ, mm/sec |
||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| % | RPM | Vp1 | Vn | Vc1 | Vp3 | Vc2 | Vp4 | Vc3 | V? | ||
| 1 | 60 | 1150 | 1150 5.4 |
1560 2.6 |
1740 2.0 |
3450 | 3480 4.2 |
6120 2.8 |
8.0 | ||
| 2 | 65 | 1240 | 1240 5.7 |
1700 2.4 |
1890 1.3 |
3720 | 3780 8.6 |
10.6 | |||
| 3 | 70 | 1320 | 1320 2.8 |
1800 2.5 |
2010 0.9 |
3960 | 4020 10.8 |
11.5 | |||
| 4 | 82 | 1580 | 1580 3.2 |
2160 1.5 |
2400 3.0 |
4740 | 4800 8.5 |
9.7 | |||
Vp = प्रोपेलर हार्मोनिक्स (1st, 3rd, 4th) Vn = कंप्रेसर/फ्रीक्वेंसी सेंसर Vc1, Vc2 = क्रैंकशाफ्ट 1st, 2nd V? = अज्ञात घटक। ऊपर वाला मान = आवृत्ति (CPM), नीचे वाला = आयाम (mm/sec)।
मुख्य वाइब्रेशन घटक प्रोपेलर घूर्णन आवृत्ति Vp1, क्रैंकशाफ्ट Vc1, कंप्रेसर ड्राइव Vn, आ दूसरा क्रैंकशाफ्ट हार्मोनिक Vc2 (जे तीन-ब्लेड वाला प्रोपेलर के मामिला में ब्लेड-पास आवृत्ति Vp3).
60% मोड स्पेक्ट्रम में, 6120 साइकिल/मिनट पर एगो अज्ञात घटक भी मिलल, जे शायद लगभग 100 Hz पर अनुनाद (रेजोनेंस) से पैदा होला — जे प्रोपेलर ब्लेड के प्राकृतिक आवृत्ति सभ में से एगो बा।
अधिकतम कुल वाइब्रेशन (11.5 mm/sec) 70% मोड पर मिलल। एह मोड में प्रमुख घटक Vc2 4020 साइकिल/मिनट पर बा, जे 10.8 mm/sec तक पहुँचेला। 70% पर ई तेज बढ़ोतरी शायद 67 Hz (4020 साइकिल/मिनट) के आसपास इंजन सस्पेंशन के अनुनादी दोलन के कारण बा।
ई भी गौर करे लायक बा कि पिस्टन समूह से होखे वाला इम्पैक्ट एक्साइटेशन के अलावा, एह आवृत्ति क्षेत्र में वाइब्रेशन प्रोपेलर के ब्लेड-पास आवृत्ति (Vp3) घटक में उल्लेखनीय बढ़ोतरी से भी प्रभावित हो सकेला। 65% आ 82% मोड पर, Vc2 (Vp3) घटक भी देखल गइल, जेकरा के भी विमान के अलग-अलग घटक सभ के अनुनादी दोलन से समझावल जा सकेला।
प्रोपेलर अनबैलेंस घटक Vp1 बैलेंसिंग से पहिले विभिन्न मोड सभ में 2.4 से 5.7 mm/sec के बीच रहल, जे आमतौर पर Vc2 पर संबंधित मोड सभ में मिलल मान से कम रहल। मोड सभ के बीच एकर बदलाव न केवल बैलेंसिंग के गुणवत्ता से, बलुक विमान के संरचनात्मक तत्व सभ के प्राकृतिक आवृत्ति से डिट्यूनिंग के डिग्री से भी तय होला।
3.4. बैलेंसिंग के परिणाम
प्रोपेलर के बैलेंसिंग एक प्लेन में 1350 rpm के घूर्णन आवृत्ति पर, दू मापन रन (प्रभाव गुणांक के क्लासिक विधि) के इस्तेमाल से कइल गइल। बैलेंसिंग के पूरा प्रोटोकॉल एह में देल गइल बा परिशिष्ट 1.
बैलेंसिंग प्रक्रिया में निम्नलिखित ऑपरेशन शामिल रहे:
- पहिला रन (प्रारंभिक अवस्था) के दौरान, प्रोपेलर घूर्णन आवृत्ति पर वाइब्रेशन के आयाम आ फेज के निर्धारण कइल गइल।
- दूसरा रन के दौरान, प्रोपेलर पर ज्ञात भार वाला ट्रायल मास लगावे के बाद वाइब्रेशन के आयाम आ फेज के निर्धारण कइल गइल।
- एह मापन नतीजा सभ के आधार पर, सॉफ्टवेयर प्लेन 1 में करेक्टिव वेट के मास आ इंस्टॉलेशन एंगल के गणना कइल, जे प्रोपेलर अनबैलेंस के भरपाई खातिर जरूरी रहे।
नतीजा: करेक्टिव वेट लगावे के बाद 40.9 g, वाइब्रेशन घटके 6.7 mm/sec तक 1.5 mm/sec. स्पीड के दोसर मोड सभ में, प्रोपेलर के असंतुलन से जुड़ल कंपन एह सीमा में रहल 1–2.5 mm/sec.
ट्रेनिंग फ्लाइट के दौरान प्रोपेलर में अचानक भइल नुकसान के चलते उड़ान में संतुलन के गुणवत्ता के सत्यापन ना कइल जा सकल।
फैक्ट्री बैलेंसिंग से महत्वपूर्ण विचलन। ई ध्यान देवे लायक बा कि फील्ड बैलेंसिंग के दौरान मिलल परिणाम, निर्माण संयंत्र में कइल गइल बैलेंसिंग के परिणाम से काफी अलग बा:
- स्थायी इंस्टॉलेशन के जगह पर (Su-29 गियरबॉक्स के आउटपुट शाफ्ट पर) फील्ड बैलेंसिंग के बाद प्रोपेलर घूर्णन आवृत्ति पर कंपन, शुरुआती स्थिति (यानी फैक्ट्री-बैलेंस्ड स्थिति) के तुलना में 4 गुना से जादे कम हो गइल;
- फील्ड बैलेंसिंग के दौरान लगावल गइल करेक्टिव वेट के लगभग 130° निर्माण संयंत्र (MT-Propeller) में लगावल करेक्टिव वेट के सापेक्ष खिसकावल गइल।
निर्माण संयंत्र में लगावल गइल करेक्टिव वेट के ना हटावल गइल अतिरिक्त फील्ड बैलेंसिंग के दौरान प्रोपेलर से।
एह बतावल गइल विसंगति के कारण निम्नलिखित हो सकेला:
- निर्माण संयंत्र में बैलेंसिंग स्टैंड के मापन प्रणाली के त्रुटि सभ (ई कारण सबसे कम संभावित लागत बा);
- निर्माण संयंत्र में बैलेंसिंग मशीन के स्पिंडल के माउंटिंग सतह सभ के ज्यामितीय त्रुटि (अशुद्धता), जेकरा से स्पिंडल पर प्रोपेलर के रेडियल रनआउट होला;
- Su-29 विमान पर गियरबॉक्स के आउटपुट शाफ्ट के माउंटिंग सतह सभ के ज्यामितीय त्रुटि (अशुद्धता), जेकरा से गियरबॉक्स शाफ्ट पर लगावल जाए पर प्रोपेलर के रेडियल रनआउट होला।
3.5. निष्कर्ष
3.5.1.
1350 rpm (70%) के प्रोपेलर घूर्णन आवृत्ति पर Su-29 विमान के प्रोपेलर के एगो प्लेन में बैलेंस कइला से प्रोपेलर घूर्णन आवृत्ति पर कंपन शुरुआती स्थिति के 6.7 mm/sec से घटके बैलेंसिंग के बाद 1.5 mm/sec हो गइल। इंजन के दोसर स्पीड मोड सभ में प्रोपेलर असंतुलन से जुड़ल कंपन भी काफी कम हो गइल आ 1–2.5 mm/sec के भीतर रहल।
3.5.2.
निर्माण संयंत्र (MT-Propeller) में प्रोपेलर के बैलेंसिंग के असंतोषजनक परिणाम सभ के कारण साफ करे खातिर, Su-29 विमान के इंजन गियरबॉक्स के आउटपुट शाफ्ट पर प्रोपेलर के रेडियल रनआउट के जांच कइल जरूरी बा।
परिशिष्ट 1: बैलेंसिंग प्रोटोकॉल
बैलेंसिंग प्रोटोकॉल
Su-29 एरोबेटिक हवाई जहाज के MTV-9-K-C/CL 260-27 प्रोपेलर
1. ग्राहक: V.D. Chvokov
2. इंस्टॉलेशन साइट: Su-29 गियरबॉक्स के आउटपुट शाफ्ट
3. प्रोपेलर प्रकार: MTV-9-K-C/CL 260-27
4. बैलेंसिंग विधि: साइट पर असेंबल कइल गइल (आपन बेयरिंग सभ में), एगो प्लेन
5. बैलेंसिंग RPM: 1350
6. बैलेंसिंग डिवाइस: "Balanset-1", सीरियल नंबर 149, Vibromera
7. इस्तेमाल कइल गइल मानक: ISO 1940-1 — कठोर रोटर सभ खातिर बैलेंस गुणवत्ता के जरूरत।
8. तारीख: 15.06.2014
9. बैलेंसिंग परिणाम सभ के सारांश:
| # | मापन | कंपन, mm/sec | असंतुलन, g·mm |
|---|---|---|---|
| 1 | बैलेंसिंग से पहिले * | 6.7 | 6135 |
| 2 | बैलेंसिंग के बाद | 1.5 | 1350 |
| क्लास G 6.3 खातिर ISO 1940 सहनशीलता | 1500 | ||
* बैलेंसिंग फैक्ट्री में लगावल करेक्टिव वेट के प्रोपेलर पर रहते कइल गइल।
10. निष्कर्ष:
10.1. Su-29 गियरबॉक्स के आउटपुट शाफ्ट पर प्रोपेलर के बैलेंसिंग के बाद अवशिष्ट कंपन (असंतुलन) शुरुआती स्थिति के तुलना में 4 गुना से जादे कम हो गइल।
10.2. करेक्टिव वेट के पैरामीटर (द्रव्यमान, कोण) निर्माता (MT-Propeller) द्वारा लगावल गइल पैरामीटर सभ से काफी अलग बा। फैक्ट्री वेट से 130° खिसकल एगो अतिरिक्त 40.9 g के करेक्टिव वेट लगावल गइल। फैक्ट्री वेट ना हटावल गइल।
सही कारण के पहचान करे खातिर ई जरूरी बा:
- निर्माता के बैलेंसिंग मशीन पर मापन प्रणाली आ स्पिंडल माउंटिंग के ज्यामितीय सटीकता के जांच कइल;
- Su-29 गियरबॉक्स के आउटपुट शाफ्ट पर प्रोपेलर के रेडियल रनआउट के जांच कइल।
निष्पादक:
चीफ स्पेशलिस्ट, Vibromera
V.D. Feldman
अक्सर पूछल जाए वाला सवाल
फील्ड प्रोपेलर बैलेंसिंग का होला आ ई काहे जरूरी बा?
फील्ड प्रोपेलर बैलेंसिंग तब कइल जाला जब प्रोपेलर विमान पर लगावल होला आ ऑपरेशनल स्पीड पर चलत होला। विमान से बाहर कइल जाए वाला फैक्ट्री स्टैटिक बैलेंसिंग से अलग, ई असली इंस्टॉलेशन के स्थिति सभ के ध्यान में राखेला: गियरबॉक्स सहनशीलता, माउंटिंग ज्यामिति, आ पूरा विमान गतिक प्रणाली। हमनी के Su-29 के मामिला में, फील्ड में जरूरी करेक्टिव वेट, फैक्ट्री में लगावल वेट से 130° खिसकल रहल — जे ई देखावेला कि अकेले फैक्ट्री बैलेंसिंग बेहतरीन परिणाम खातिर पर्याप्त ना हो सकेला।
एयरक्राफ्ट प्रोपेलर बैलेंसिंग खातिर कवन उपकरण के जरूरत बा?
Balanset-1A बैलेंसिंग किट में एगो वाइब्रेशन सेंसर (एक्सेलेरोमीटर), एगो लेजर फेज एंगल सेंसर (टैकोमीटर), डिजिटल सिग्नल प्रोसेसिंग खातिर एगो USB इंटरफेस यूनिट, आ बैलेंसिंग सॉफ्टवेयर चलावे वाला एगो कंप्यूटर शामिल बा। सेंसर सभ के मैग्नेटिक स्टैंड आ ब्रैकेट के इस्तेमाल से इंजन गियरबॉक्स हाउसिंग पर लगावल जाला। एगो प्रोपेलर ब्लेड पर रिफ्लेक्टिव टेप मार्क फेज संदर्भ के रूप में काम करेला।
बैलेंसिंग RPM कइसे चुनल जाला?
बैलेंसिंग खातिर घूर्णन आवृत्ति के विमान के संरचनात्मक अवयवन (इंजन सस्पेंशन, प्रोपेलर ब्लेड, चेसिस पर विमान) के प्राकृतिक आवृत्तियन से अधिकतम डिट्यूनिंग देवे के चाहीं। एकरा अलावा, चुनल गइल RPM से हर रन में आयाम आ फेज में स्थिर कंपन माप मिलल चाहीं। Yak-52 खातिर 1150 rpm (60%) चुनल गइल; Su-29 खातिर 1350 rpm (70%)।
बैलेंसिंग के बाद कवन कंपन स्तर स्वीकार्य बा?
ISO 1940 के Class G 6.3 के अनुसार, अवशिष्ट असंतुलन 1500 g·mm से जादे ना होखे के चाहीं। व्यवहार में, बढ़िया परिणाम में प्रोपेलर घूर्णन आवृत्ति पर कंपन 2.5 mm/sec RMS से कम रहेला। Su-29 पर, बैलेंसिंग से 1350 g·mm अवशिष्ट असंतुलन के साथ 1.5 mm/sec हासिल भइल — जे ISO सहनशीलता के भीतर बा।
का प्रोपेलर बैलेंसिंग से एयरक्राफ्ट के सगरी वाइब्रेशन खतम हो सकेला?
नाहीं। पिस्टन विमान के कंपन स्पेक्ट्रम में क्रैंकशाफ्ट, पिस्टन समूह, एयर कंप्रेसर ड्राइव, आ संरचनात्मक अनुनाद के घटक शामिल रहेला। हमनी के Yak-52 विश्लेषण से पता चलल कि प्रोपेलर असंतुलन के पूरा तरह से खतम कइला से भी अधिकतर संचालन मोड में कुल कंपन में लगभग 1.5 गुना से जादे कमी ना आई। 82% आ 94% मोड में, दूसरा क्रैंकशाफ्ट हार्मोनिक कुल कंपन में प्रोपेलर घटक के मुक़ाबले 3–7 गुना हावी रहल।
एयरक्राफ्ट प्रोपेलर के कतना बेर बैलेंस कइल जाय के चाहीं?
प्रोपेलरन के बड़हन निरीक्षण के दौरान, मरम्मत भा क्षति के बाद, आ जब भी अत्यधिक कंपन देखल जाय त बैलेंस करे के चाहीं। एरोबेटिक विमानन के अधिक तनाव भार के कारण जादे बार बैलेंसिंग के जरूरत पड़ सकेला। स्पेक्ट्रल विश्लेषण (Balanset-1A सॉफ्टवेयर में उपलब्ध) के इस्तेमाल से आवधिक कंपन निगरानी इंजन के स्थिति के आकलन खातिर भी एगो निदान उपकरण के काम कर सकेला।
प्रोपेलर बैलेंसिंग खातिर कवन-कवन Balanset मॉडल उपलब्ध बा?
Vibromera प्रोपेलर आ रोटर बैलेंसिंग खातिर उपयुक्त कई गो मॉडल पेश करेला: Balanset-1A (€1,975) एगो दू-चैनल पोर्टेबल सिस्टम बा जेकर इस्तेमाल एह अध्ययन में भइल बा; Balanset-1A OEM (€1,735) वर्कशॉप आ रखरखाव संगठनन खातिर एकीकरण-तैयार संस्करण बा; Balanset-4 (€6,803) जटिल मल्टी-प्लेन बैलेंसिंग कार्य खातिर एगो चार-चैनल सिस्टम बा। सगरी मॉडल में स्पेक्ट्रल कंपन विश्लेषण के क्षमता शामिल बा आ इनका साथे कंपन सेंसर, लेजर टैकोमीटर, चुंबकीय माउंटिंग हार्डवेयर, आ पीसी सॉफ्टवेयर दिहल जाला।
का Vibromera सेवा के रूप में ऑन-साइट प्रोपेलर बैलेंसिंग कर सकेला?
हँ। बैलेंसिंग उपकरण के निर्माण आ बिक्री के अलावा, Vibromera घूर्णन मशीनरी खातिर फील्ड बैलेंसिंग सेवा भी देला। जिन संगठनन के अपना खुद के बैलेंसिंग उपकरण के जरूरत नइखे, भा जटिल एक बेर के कार्य खातिर, Vibromera के विशेषज्ञ एह रिपोर्ट में बतावल गइल ओही Balanset उपकरण के इस्तेमाल से ऑन-साइट डायनामिक बैलेंसिंग कर सकेलें। सेवा से जुड़ल पूछताछ खातिर संपर्क पेज.