Identyfikacja warunków eksploatacyjnych na potrzeby diagnostyki przekładni planetarnej do napędu koła czerpakowego

• Autorzy: Bartelmus W. , Zimroz R.

Warianty tytułu

EN

Identification of operation factors for planetary gearbox diagnostics used in bucket wheel excavator

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Niniejsza praca stanowi kontynuację rozpoznania problemu diagnostycznego i określenia właściwości sygnałów diagnostycznych generowanych przez przekładnię planetarną będącą elementem układu napędowego koła czerpakowego w koparce kołowej pracującej w polskim przemyśle wydobywczym. Obiekt diagnozowania wyposażony jest w nowoczesny, skomplikowany, wielokanałowy system diagnostyczny pracujący w trybie on-line z możliwością sterowania i diagnozowania przez Internet. Z diagnostycznego punktu widzenia system nie spełnia oczekiwania użytkowników. Jest to związane z jego złożonością (wymaga wykwalifikowanych służb do zarządzania systemem, interpretacji wyników itp.) oraz wyjątkowo trudnymi warunkami eksploatacyjnymi, w jakich pracuje koparka. Zauważono, że w czasie pracy systemu diagnostycznego dochodzi w pewnych przypadkach do generowania tzw. fałszywych alarmów - czyli zostaje wygenerowana informacja o przekroczeniu progów alarmowych świadczących o wystąpieniu uszkodzenia - mimo, że obiekt jest nadal w dobrym stanie technicznym. Wydaje się uzasadnione powiązanie faktu generowania fałszywych alarmów z warunkami eksploatacyjnymi, w jakich pracuje maszyna (a ściślej warunkami urabiania organu urabiającego). Z punku widzenia diagnostyki jest to analiza wpływu czynnika eksploatacyjnego, który wpływa na postać sygnału diagnostycznego. W pracy wykazano zmienny charakter obciążenia przekładni (zmienność zgodna z teoretycznym przebiegiem obciążenia koła czerpakowego) i wpływ tej zmienności na postać sygnału diagnostycznego (zmienność amplitudy i struktury częstotliwościowej widma).

EN

The paper gives continuation of introductory problem recognition of vibration signal properties generated by planetary gearbox that is the part of the driving system of a bucket wheel excavator used in the polish extractive industry. The object is diagnosed is by a modern elaborate multi-channel diagnostic system that work on-line with possibility to control and diagnosing by an Internet. From diagnostic point of view the does not fulfill its user expectations. It is related with system complexity and user qualification to manage it, and result interpretation, and hard digging condition of a bucket wheel excavator. It have been noticed at some condition the diagnostic system generates false alarms - its generated the information about limit exceeding that should give evidence on driving system faults but actually the planetary gearbox is in good condition. It seems to be that false alarms are related to exploration condition of a bucket wheel. From diagnostic point of view it is a diagnostic factor which is connected with outer load variability which have influence the diagnostic signal and the diagnostic signal analysis way. In the paper has shown that the identified load variability is compatible with theoretical one and it has influence on diagnostic signal (its amplitudes and a spectrum frequency composition).

Słowa kluczowe

PL

diagnozowanie; zmienne obciążenia; przekładnia planetarna

EN

condition monitoring; varying load; planetary gearbox

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Diagnostyki Technicznej
• Czasopismo: Diagnostyka
• Rocznik: 2006
• Tom: nr 1(37)
• Strony: 151--158
• Opis fizyczny: Bibliogr. 34 poz., rys.

Twórcy

autor

Bartelmus W.

autor

Zimroz R.

• Badawcze Laboratorium Diagnostyki i Wibroakustyki, Pl. Teatralny 2, 50-051 Wrocław,

Bibliografia

• [1] Hryniszyn S.: Wstęp do diagnostyki przekładni obiegowych napędu głównego koła Czerpakowego Koparki Schrs 4600 x 50, V Krajowa Konferencja Diagnostyka Techniczna Urządzeń i Systemów Ustroń 13-17 XI 2003.
• [2] Bartelmus W. Zimroz R., Sawicki W. Hryniszyn S.: Diagnostyka przekładni planetarnych Ogólnopolska Konferencja Diagnostyka Maszyn Węgierska Górka 2005.
• [3] Bartelmus W. Zimroz R.: Planetary gearbox vibration signal analysis for condition monitoring COMADEM Conference Cranfield 2005.
• [4] Randall R. B.: A new method of modeling gear faults. 1982 Journal of Mechanical Design 104, 259–267.
• [5] Bartelmus W.: Diagnostyka Maszyn Górnictwo Odkrywkowe wyd. Śląsk 2000.
• [6] Szepietowski M. Model obciążenia obwodowego koła czerpakowego w badaniach symulacyjnych napędu koła IV Międzynarodowa Konferencja Techniki Urabiania TUR 2005.
• [7] Radkowski S. Wibroakustyczna Diagnostyka Uszkodzeń niskoenergetycznych Wyd. ITE Radom 2002.
• [9] Safizadeh M.S., Lakis A.A., Thomas M. Using Short-Time Fourier Transforms in Machinery Fault Diagnosis International Journal of Comadem (2000) 3(1) pp5-16.
• [10] Baydar N., Ball A., A comparative study of acoustic and vibration signals in detection of gear failures using Wigner-Ville distribution, MSSP 2001 15(6) pp 1091-1107.
• [11] Radkowski S. Czasowo-częstotliwościowa analiza sygnału wibroakustycznego IV Krajowa Konferencja Diag’98, Szczecin 1998.
• [12] Staszewski W. J., Worden K. and Tomlinson G.R., 1997, Time-Frequency Analysis in Gearbox Fault Detection Using Wigner-Ville Distribution and Pattern Recognition, Mechanical Systems and Signal Processing, Vol. 11, No. 5, pp. 673-692.
• [13] Lee S.K. White P. The L-Wigner Distribution and its use as a Tool for condition monitoring International Journal of Comadem (2001) 4(1) pp5-11.
• [14] Peng Z. K. and Chu F. L. Application of the wavelet transform in machine condition monitoring and fault diagnostics: a review with bibliography Mechanical Systems and Signal Processing, Volume 18, Issue 2, March 2004, Pages 199-221.
• [15] Rubini R., Meneghetti U., Application of the envelope and wavelet transform analyses for diagnosis of incipient faults in ball bearings, MSSP 2001 15(2), 287-302.
• [16] Wang W. J., McFadden P. D. Application of the wavelet transform to gearbox vibration analysis, The 16th Annual Energy Source Technology Conference and Exhibition, Structural Dynamics and Vibraation Houston Texas 1993 USA.
• [17] Wilk A. Łazarz B. Madej H. Wavelet Analysis in diagnosis of selected damagesof toothed wheels, Machine Dynamic Problems vol 23 No2 1999 pp 54-53
• [18] Staszewski W.J. Application of the wavelet transform to fault detection in a spur gear. Mechanical Systems And Signal Processing, (8) 1994, Pp. 289-307.
• [19] Brie D., Tomczak M., Oehlmann H., Richard A.. Gear Crack Detection By Adaptive Amplitude And Phase Demodulation. Mechanical Systems and Signal Processing, v11, n1, January, 1997, p149-167.
• [20] Gelman L. Zimroz R. et al Adaptive vibration condition monitoring technology for local tooth damage in gearboxes Conference on Condition Monitoring , King's College, Cambridge 2005.
• [21] McFadden P. D. Detecting fatigue Cracks in gears by amplitude and Phase demodulation of the meshing vibration. Journal of Vibration, Acoustic, Stress and Reliability in Design vol 108 April 1986 s165-170.
• [22] Parker B. i inni Fault detection using statistical change detection in the bispectral domain MSSP 14(4)2000 pp561-570.
• [23] Ho D., Randall R. B., Optimisation of bearing diagnostic techniques using simulated and actual bearing fault signals, Mechanical Systems and Signal Processing 14 (5) (2000) 763–788.
• [24] Stander C. J., And Heyns P. S., Schoombie W. Using Vibration Monitoring For Local Fault Detection on Gears Operating Under Fluctuating Load Conditions Mechanical Systems And Signal Processing (2002) 16(6), 1005–1024.
• [25] Stander C.J., Heyns P. S., Fault detection on gearboxes operating at varying speeds and loads, Proceedings of the 13th International Congress on Condition Monitoring and Diagnostic Engineering Management, Houston, Texas, 3–8 December 2000, pp. 1011–1020.
• [26] Stander C. J., Heyns P. S. Instantaneous Angular Speed Monitoring Of Gearboxes Under Non-Cyclic Stationary Load Conditions Mechanical Systems And Signal Processing 19 (2005) 817–835.
• [27] Bonnardot F., El Badaoui M., Randall R. B., Daniere J., Guillet F. Use Of The Acceleration Signal Of A Gearbox In Order To Perform Angular Resampling (With Limited Speed .fluctuation) Mechanical Systems And Signal Processing 19 (2005) 766–785.
• [28] Baydar N. and Ball A. Detection of gear deterioration under varying load conditions by using the instantaneous power spectrum. 2000 Mechanical Systems and Signal Processing 14, 907–921.
• [29] Meltzer G., Ivanov Yu.Ye. Fault Detection In Gear Drives With Non-Stationary Rotational Speed Part II: The Time –Quefrency Approach Mechanical Systems And Signal Processing (2003) 17(2), 273–283.
• [30] Meltzer G. Ivanov Yu.Ye. Fault Detection In Gear Drives With Non-Stationary Rotational Speed Part I: The Time-Frequency Approach Mechanical Systems And Signal Processing (2003) 17(5), 1033–1047.
• [31] Cempel Cz., Tabaszewski M. Skalowanie obserwacji w wielowymiarowej diagnostyce maszyn Ogólnopolska Konferencja Diagnostyka MaszynWęgierska Górka 2005.
• [32] Adamczyk J., Krzyworzeka P. Cioch W. Możliwości neuronowej klasyfikacji stanu w zmiennych warunkach pracy obiektu —Eksploatacji Maszyn. — 1999 vol. 34 z. 2 s. 373–387.
• [33] Bartelmus W., Zimroz R., Hryniszyn S. Identyfikacja warunków eksploatacyjnych Na potrzeby diagnostyki przekładni planetarnej do napędu koła czerpakowego Ogólnopolska Konferencja Diagnostyka Maszyn Węgierska Górka 2006.
• [34] Wojnar G., Łazarz B, Madej H: Diagnozowanie przekładni zębatych w przypadku pracy ze zmiennymi w czasie prędkościami obrotowymi i obciążeniami Ogólnopolska Konferencja Diagnostyka Maszyn Węgierska Górka 2006.