Bearing condition diagnostics using entropy of signal in frequency domain

• Autorzy: Wysogląd B.

Warianty tytułu

PL

Diagnozowanie łożysk z zastosowaniem entropii sygnału w dziedzinie częstotliwości

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

This paper focuses on the application of entropy of the vibration signal in frequency domain for rolling element bearing defect detection and diagnosis. Impacts, which are results of bearing faults, cause instantaneous changes of vibration signal in frequency domain. Presented method of diagnosing is based on an assumption that mentioned above changes of signal can be estimated with use of entropy of signal in frequency domain. During the research the Shannon entropy and the relative entropy (Kullback - Leibler entropy) were applied. Distribution of signal in frequency domain was estimated with use Fourier Transform (normalized Power Spectrum Density) or Discrete Wavelet Transform. In the paper the influence of: rotational speed of shaft, radial load of bearing and additional noise of signal on efficiency of proposed method was presented.

PL

Artykuł przedstawia przykłady zastosowania entropii widma sygnału do wibroakustycznej diagnostyki łożysk tocznych. Impulsy drgań, które są wynikiem uszkodzeniem łożyska wywołują chwilowe zmiany sygnału w dziedzinie częstotliwości. Prezentowana metoda diagnozowania bazuje na założeniu, że te zmiany sygnału mogą być oceniane z wykorzystaniem entropii widma sygnału. W badaniach zastosowano entropię Shanona i entropię względną (Kullback - Leibler entropy). Rozkłady sygnałów w dziedzinie częstotliwości wyznaczano z zastosowaniem transformacji Fouriera (znormalizowane widmo mocy sygnału) albo dyskretnej transformacji falkowej. W artykule przedstawiono wyniki opisujące wpływ: prędkości obrotowej wału, obciążenia promieniowego łożyska i zakłóceń sygnału na wyniki zaproponowanej metody.

Słowa kluczowe

EN

diagnostics; vibrations; signal processing; entropy; rolling element bearing

PL

diagnostyka; drgania; analiza sygnałów; entropia; łożysko toczne

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Diagnostyki Technicznej
• Czasopismo: Diagnostyka
• Rocznik: 2009
• Tom: nr 2(50)
• Strony: 65--68
• Opis fizyczny: Bibliogr. 7 poz., rys.

Twórcy

autor

Wysogląd B.

• Department of Fundamentals of Machine Design, Silesian University of Technology, Konarskiego 18a, 44-100 Gliwice,

Bibliografia

• [1] Białasiewicz J. T.: Wavelet and approximations. (in Polish) WNT, Warszawa 2000.
• [2] Majera J., McCowan I., Bourland H.: Speech/music segmentation using entropy and dynamism features in a HMM classification framework. Speech Communication 40 (2003) pp. 351-363.
• [3] Mączak J.: On a certain method of using local measures of fatigue-related damage of teeth in a toothed gear. COMADEM, Cambridge 2003.
• [4] Mori K., Kasashima N., Yoshioka T., Ueno Y.: Prediction of spalling on ball bearing by applying the discrete wavelet transform to vibration signals. Wear 195(1996), pp.162-165.
• [5] Radkowski S.: Wibroakustyczna diagnostyka uszkodzeń niskoenergetycznych. Instytut Technologii Eksploatacji, Warszawa-Radom 2002.
• [6] Scheithe W.: A method for early detection of rolling element bearing failures. Proceedings of Carl Schenck AG, Darmstadt.
• [7] Tandon N., Choudhury A.: A review of vibration and acoustic measurement methods for the detection of defects in rolling element bearings. Tribology Int. 32(1999), 469-480.