李薇

（上（shàng）海航空（kōng）測控技術研究所，上海（hǎi）　201601）

　　摘　要：主軸軸承是航空發（fā）動機的重要零件之一，它的運行狀態直接影響著飛機的安全和（hé）飛行性能（néng）。為了實現航空發動機手動轉子試車時的軸間和其他（tā）滾（gǔn）動（dòng）軸承的故障檢（jiǎn）測，本設備通過測量振（zhèn）動加速度有效值和監聽耳機聲音來判斷軸承是否存在故障以及進行（háng）故障定（dìng）位。該設備還可擴展應用於燃汽輪機和其它機械手動轉子試車時的軸間和其它滾動軸（zhóu）承的振動檢測。

　　關鍵詞（cí）：航空發動機；軸承；故障
　　在飛機發動機中，Z關鍵（jiàn）的零部件之一（yī）是主軸（zhóu）軸承，根據統計，主軸軸承故障占飛機機械故障的60%以上，因（yīn）此，主軸軸承故障定期檢查（chá）和及時排除對飛機的性能和飛行安全有著直接影響，對提高飛機運行的可（kě）靠性（xìng）、降低維修費用也起到重要作用。
　　發動機軸承故障檢查儀通（tōng）過檢測和分析（xī）航空（kōng）發動機手動（dòng）轉子試車時的軸間和其他滾動軸承（chéng）的振動值，結合監聽耳機聲音的來判斷軸承是否存在故障以（yǐ）及（jí）進行故障定位。
　　1　項目方（fāng）案
　　發動機軸承故障檢查儀采用模塊化設計，係統電路（lù）設計分為5個模塊，即信號輸入模塊、信號調理（lǐ）模塊、數據處理模塊、顯示驅動模塊和電源模塊。在分別規（guī）定其相（xiàng）互間（jiān）的接口信號及要求後，對5個模塊進行設（shè）計，並按接口要（yào）求完成整個產品的整合與測試。其模塊結構如圖1所示。

　　2　硬件設計
　　2.1信號輸入（rù）模塊與信號調理（lǐ）模塊
　　信號輸入模塊（kuài）實現（xiàn）振動信號的采集、放大與放（fàng）大比例選擇，與信號調理模塊接口，並對信號按照用戶的選擇進行調理。
　　信號（hào）放大器根（gēn）據用戶選擇的“1：1”或“1：10”開關設定合適（shì）的放大倍數；濾波器的截止頻率可以通過編程來設定，這樣可以（yǐ）實現用戶對工作頻段的選擇（zé）；係統采用AD公司的AD736有效值轉換器（qì）將振（zhèn）動加速度信號轉（zhuǎn）換成有效值信號；AD轉換器采用AD公司的7822，用於將模擬信號轉換成數（shù）字信號傳輸給處理模（mó）塊。
　　2.2數據處理模塊
　　數據處理模塊根據頻率選擇按鈕選擇的頻段對濾波器的（de）截止頻率進（jìn）行設定，同時發送控製信號給AD轉換器，接（jiē）收AD轉換器的數據，進行振動加速度有效值的百（bǎi）分比轉換後，發送控製信號給LED驅動電路。
　　2.3顯示驅動模塊
　　該模塊根據數據處（chù）理模塊（kuài）計算的（de）結果點亮相對應的發光二極管，用來表示振動加速度（dù）的有效值大小，同時驅動用來指示用戶所選擇頻段的發光二極管。該模塊還（hái）將調理和匹配後的振（zhèn）動信號輸出到耳機，供判斷故障使用。
　　由於需要驅動的發光二極管較多，設計對單片機的IO口進行了擴展，擴展後驅（qū）動模塊可（kě）以滿足驅動發光二極（jí）管的需要。
　　2.4電源模塊
　　電源模塊主（zhǔ）要（yào）功（gōng）能是在麵板電源按鈕被按下後後，由按（àn）鈕控製芯片輸（shū）出使能信號，控製DC-DC轉換器開始工作（zuò），提供（gòng）給（gěi）電路+5V和-5V的穩定電壓。當麵板電源（yuán）按鈕再次按下後，按鈕控製芯片（piàn）切斷DC-DC轉換器的工作。
　　3　軟件設計（jì）
　　軟件為單（dān）片機（jī）程（chéng）序，采用C語言（yán）進行（háng）設（shè）計，軟（ruǎn）件的框（kuàng）圖如圖2所示。

　　4　測試情況
　　發動機軸承故（gù）障檢查儀測量數據見表1。

　　由表中數據可以看出，實測結果均與（yǔ）理論數值相符，該設備達到了設計要求。
　　5　結語
　　發動機軸承故障檢查儀操（cāo）作簡單、使用方便、性能穩定，為發動機維護（hù）提供了可靠的保證，目（mù）前已應用到了某型飛機發動機的軸（zhóu）承故障檢測中。該設備還可擴展應用於燃汽（qì）輪機和其（qí）它機械手動轉子試車時的軸間和其它滾動軸承的振動檢測。
　　參考（kǎo）文（wén）獻
　　[1]吉晨.《航空（kōng）發動（dòng）機軸承（chéng）故障智能診斷方法研究》.北（běi）京化工大學（xué），2014碩士論文，P4.

來源：《數字技術與應（yīng）用》2016年第5期