Wibroakustyczne metody diagnozowania przekładni zębatych

• Autorzy: Wilk A. , Łazarz B. , Madej H.

Warianty tytułu

EN

A vibroacoustics method for analyzing gearbox faults

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań symulacyjnych lokalnych uszkodzeń kół zębatych, przeprowadzonych z wykorzystaniem zidentyfikowanego modelu dynamicznego przekładni w układzie napędowym. Celem badań było określanie przydatności diagnostycznej i wrażliwości różnych metod analizy drgań na wykrywanie uszkodzeń. Wyniki tych badań weryfikowano w warunkach laboratoryjnych, modelując lokalne uszkodzenia kół zębatych. Uśrednione synchronicznie sygnały drganiowe analizowano poszukując symptomów uszkodzeń i stosując między innymi analizy czasowo-częstotliwościowe. Podano przykład diagnozowania zużycia pittingowego i zaproponowano nowe wskaźniki służące do diagnozowania tego procesu.

EN

The article presents numerical simulation and the laboratory examinations of some faults in spur and helical gears as well as investigation of industrial gearboxes operating under fluctuating load conditions. In case of spur gears two types of progressing local faults of cracked and chipped gear tooth were simulated and the smoothed pseudo Wigner-Ville distribution was used to demonstrate fault advancement via residual vibration signal analysis. Observing changes in the features of the WV distribution in the contour plots. In case of helical gears some signal changes of transverse vibration velocity of shafts during the process of pitting growth in the tooth working surface have been investigated. Some new indices of pitting wear have been suggested and compared with other non-dimensional discriminants.

Słowa kluczowe

PL

przekładnia zębata; diagnostyka; wibroakustyka; falki

EN

diagnostic; vibroacoustic; gearbox fault

• Wydawca: Wydawnictwo Naukowe Instytutu Technologii Eksploatacji - Państwowego Instytutu Badawczego
• Czasopismo: Problemy Eksploatacji
• Rocznik: 2005
• Tom: nr 3
• Strony: 257--268
• Opis fizyczny: Bibliogr. 21 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Wilk A.

• Politechnika Śląska, Katowice

autor

Łazarz B.

• Politechnika Śląska, Katowice

autor

Madej H.

• Politechnika Śląska, Katowice

Bibliografia

• 1. Batko W., Ziółko M.: Zastosowanie teorii falek w diagnostyce technicznej. AGH, Kraków 2002.
• 2. Cempel C.: Diagnostyka wibroakustyczna maszyn. Państwowe Wydawnictwo Naukowe, Warszawa 1989.
• 3. Dalpiaz, G., Rivola, A., and Rubini, R.: Effectiveness and Sensitivity of Vibration Processing Techniques for Local Fault Detection in Gears. Mechanical Systems and Signal Processing, Vol. 14 (3), 2000.
• 4. Dąbrowski Z., Radkowski S., Wilk A.: Dynamika przekładni zębatych - Badania i symulacja w projektowaniu eksploatacyjnie zorientowanym. Warszawa - Katowice - Radom 2000.
• 5. James, Li. C., and Limmer J. D.: Model - Based Condition Index for Tracking Gear Wear and Fatigue Damage. Wear 241, pp. 26-32, 2000.
• 6. Łazarz B.: Zidentyfikowany model dynamiczny przekładni zębatej jako podstawa projektowania. Monograficzna Seria Wydawnicza Biblioteka Problemów Eksploatacji - Studia Rozprawy, Katowice-Radom 2001.
• 7. Madej H., Czech P., Konieczny Ł.: Diagnostyka przekładni zębatych klatek walcowniczych. XI Seminarium Naukowe Nowe Technologie i Materiały w Metalurgii i Inżynierii Materiałowej. s. 199-202, Katowice 2003.
• 8. Mosher M., Pryor A.H., Huff, E.M.: Evaluation of Standard Gear Metrics in Helicopter Flight Operation. 56th Mechanical Failure Prevention Technology Conference, Virginia Beach USA, 2002.
• 9. Oehlmann H., Brie D., Tomczak M., Richard A.: A Method for Analyzing Gearbox Faults Using Time-Frequency Representations. Mechanical Systems and Signal Processing, Vol. 11 (4), 1997.
• 10. Pryor A.H., Mosher M., Lewicki D.G.: The Application of Time-Frequency Methods to HUMS. American Helicopter Society, 57th Annual Forum, Washington D.C, 2001.
• 11. Radkowski S., Zawisza M.: Wykorzystanie sygnału wibroakustycznego w powstawania i rozwoju pęknięcia zmęczeniowego u podstawy stopy zęba w przekładni zębatej. XXX Jubileuszowe Ogólnopolskie Sympozjum Diagnostyka Maszyn, 2003.
• 12. Randall R.B.: Developments in Digital Analysis Techniques for Diagnostics of Bearings and Gears. Fifth International Congress on Sound and Vibration, Adelaide, South Australia, 1997.
• 13. Staszewski W.J., Worden K., Tomlinson G.R.: Time-Frequency Analysis in Gearbox Fault Detection Using the Wigner-Vile Distribution and Patter Recognition. Mechanical Systems and Signal Processing, Vol. 11, 1997.
• 14. Stewart R. M.: Some Useful Data Analysis Techniques for Gearbox Diagnostics. Report MHM/R/10/77, Machine Health Monitoring Group, Institute of Sound and Vibration Research, University of Southampton, 1977.
• 15. Wang W.J., McFadden P.D.: Application of Wavelet to Gearbox Vibration Signals for Fault Detection. Journal of Sound and Vibration, Vol. 192, 1996.
• 16. Wang W.J., McFadden P.D.: Early Detection of Gear Failure by Vibration Analysis-II. Interpretation of the Time-Frequency Distribution Using Image Processing Techniques,” Mechanical Systems and Signal Processing, Vol 7, 1993.
• 17. Wilk A., Łazarz B., Madej H.: Diagnozowanie wczesnych stadiów rozwoju uszkodzeń kół zębatych. Diagnostyka vol. 24, 2001, s. 46-53.
• 18. Wilk A., Łazarz B., Madej H.: Metody wczesnego wykrywania uszkodzeń w przekładniach zębatych. Przegląd Mechaniczny, nr 3, 2002, s.14-18.
• 19. Wilk A., Łazarz B., and Madej H.: The Application of Wavelet Analysis in the Diagnosis of Toothed Wheel’s Damages. Proceed. Internoise’99, USA. pp. 933-938, 1999.
• 20. Wilk, A., Łazarz B.: Identification of Gear Dynamic Loads on the Basis of Measurement of the Gear Housing Vibrations. Machine Dynamics Prob- lems. Vol. 19, pp 87-93, 1998.
• 21. Wilk A., Łazarz B., Madej H.: Wavelet Analysis in Diagnosis of Selected Damages in Toothed Wheels. Machine Dynamic Problems, Vol. 23, No 2, pp. 45-53, 1999.