Application of entropy-based analysis of signals to identification of rolling element bearings faults

• Autorzy: Wysogląd B.

Warianty tytułu

PL

Zastosowanie wykorzystujących entropię analiz sygnałów do identyfikacji niesprawności łożysk tocznych

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The paper deals with an application of entropy of signal in frequency domain to vibroacoustical diagnostics of ball bearings. Crossing of rolling elements over a crack located at one of the raceways is a reason of appearance of a sequence of shocks. Presented method of diagnosing is based on an assumption that impulses, which are results of bearing faults cause instantaneous changes of signal in frequency domain. This changes of signal are estimated with use of entropy of signal in frequency domain. During the research the Shannon entropy and the relative 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 on efficiency of proposed method were presented.

PL

Artykuł poświęcony jest zastosowaniu entropii widma sygnału do wibroakustycznej diagnostyki łożysk tocznych. Przetaczanie się elementów tocznych przez lokalne uszkodzenie jednej z bieżni łożyska powoduje wystąpienie szeregu uderzeń. Prezentowana metoda diagnozowania bazuje na założeniu, że impulsy które są wynikiem uszkodzeniem łożyska wywołują chwilowe zmiany sygnału w dziedzinie częstotliwości. Te zmiany są oceniane z wykorzystaniem entropii widma sygnału. W badaniach zastosowano entropię Sharona i entropię względną. Rozkład sygnału 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 na wyniki zaproponowanej metody.

Słowa kluczowe

EN

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

PL

drgania; diagnostyka; analiza sygnałów; entropia; łożysko toczne

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Diagnostyki Technicznej
• Czasopismo: Diagnostyka
• Rocznik: 2009
• Tom: nr 3(51)
• Strony: 65--68
• Opis fizyczny: Bibliogr. 8 poz., rys.

Twórcy

autor

Wysogląd B.

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

Bibliografia

• [1] Cempel Cz.: The vibroacoustical diagnostics of machinery. (in Polish) WNT, Warszawa 1989.
• [2] Białasiewicz J.T.: Wavelet and approximations. (in Polish) WNT, Warszawa 2000.
• [3] 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.
• [4] Mączak J.: On a certain method of using local measures of fatigue-related damage of teeth in a toothed gear. COMADEM, Cambridge 2003.
• [5] 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.
• [6] Radkowski S.: Wibroakustyczna diagnostyka uszkodzeń niskoenergetycznych. Instytut Technologii Eksploatacji, Warszawa-Radom 2002.
• [7] Scheithe W.: A method for early detection of rolling element bearing failures. Proceedings of Carl Schenck AG, Darmstadt.
• [8] 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.