Diagnozowanie stanu technicznego przekładni zębatych pracujących w zmiennych warunkach obciążenia z wykorzystaniem badań eksperymentalnych i symulacji komputerowej

• Autorzy: Bartelmus W. , Zimroz R.

Warianty tytułu

EN

Diagnosis of gearboxes under time varying load using modeling and experimental investigations

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Wielu badaczy w kraju i za granicą zajmowało się rozwiązaniem problemu diagnozowania stanu maszyn przy zmiennych obciążeniach, lecz żaden z nich nie uzyskał zadowalających wyników. Były to wyłącznie badania laboratoryjne przy uproszczonych formach zmian obciążenia. Autorzy przedstawili rozwiązanie tego problemu i zweryfikowali je na obiektach rzeczywistych, charakteryzujących się bardzo skomplikowaną budową i szybkozmiennymi zmianami obciążenia możliwymi do sprowadzenia ich do zmian około jednosekundowych. W prowadzonych przez autorów pracach naukowo badawczych stwierdzono, że nie ma jednopunktowego reprezentanta sygnału odniesienia, może być tylko funkcja odniesienia. Nazwano ją charakterystyką podatności na zmiany obciążenia. Przy budowie tych charakterystyk należy uwzględniać zmienność obciążenia i zmienność prędkości obrotowych poprzez dobór odpowiednich krótko czasowych estymat sygnałów. Aby wyznaczyć charakterystykę odniesienia, należy poddać wartości tych estymat analizie regresji. W wyniku tej analizy, otrzymano liniową charakterystykę obiektu, której istotnym są parametry regresji czyli wartość przecięcia osi rzędnych i współczynnik kierunkowy linii prostej. W miarę zmiany stanu początkowo może zmieniać się współczynnik kierunkowy linii regresji. Jest ona spowodowana zmianami stanu łożysk tocznych takich jak nierównomierne zużycie ścierne łożysk podtrzymujących wały lub uszkodzenia bieżni. W obu przypadkach następuje praca wałów w warunkach ukosowania. Praca wałów z ukosowaniem powoduje, że przy zmiennym obciążeniu sygnał diagnostyczny jest funkcją jego stanu technicznego i funkcją obciążenia.

EN

Many researchers in Poland and abroad were investigating the problem of machinery diagnosing,which work under condition of varying external load, but none has solved the problem. The researcherswere concentrated on laboratory investigations and under condition of simplified form of load varying. The authors showed the solution of the problem and verified it on real objects, which characterized with the complex design and fast varying external load with possibility to reduce to one second variations. In the author's results of investigations it is stated that there is not one point which is the signal represent but it is a reference function. It is called yielding characteristic, which shows the influence load variation on the characteristic. When preparing the characteristic one has to take into consideration the external load variation or the velocity variation and coming from this using short time signal estimators. To obtain the characteristic one ought to make the regression analysis for signal estimators. From the analysis the linear regression has obtained, for which parameters of the regression as the value of a slope and a vertical coordinate intercept are obtained. At beginning as a machine condition is worsen the slope of regression line increasing. It is caused by bearing condition change by friction wear or a bearing race fault. In both cases it causes shafts run under misalignment. Under the varying external load condition the parameters of the vibration signal is the function of the external load and function of machine condition change.

Słowa kluczowe

PL

przekładnia zębata; diagnostyka; zmienne obciążenia; badania eksperymentalne; symulacja komputerowa

EN

diagnostics; pilot research; computer malingering

• Wydawca: Oficyna Wydawnicza Politechniki Wrocławskiej
• Czasopismo: Prace Naukowe Instytutu Górnictwa Politechniki Wrocławskiej. Studia i Materiały
• Rocznik: 2010
• Tom: Vol. 131, nr 38
• Strony: 15--23
• Opis fizyczny: Bibliogr. 10 poz.

Twórcy

autor

Bartelmus W.

autor

Zimroz R.

• Politechnika Wrocławska, Wydział Geoinżynierii Górnictwa i Geologii, Instytut Górnictwa, pl. Teatralny 2, 50-051 Wrocław.

Bibliografia

• [1] BARTELMUS W., Vibration condition monitoring of gearboxes, Machine Vibration, 1992, nr 1, s. 178–189.
• [2] BARTELMUS W., ZIMROZ R., A new feature for monitoring the condition of gearboxes in nonstationary operation conditions, Mechanical Systems and Signal Processing, 2009, nr 23, s. 1528–1534.
• [3] BARTELMUS W., Mathematical Modelling and Computer Simulations as an Aid to Gearbox Diagnostics, Mechanical Systems and Signal Processing, 2001, Vol. 15, nr 5, s. 855–871.
• [4] BARTELMUS W., Mathematical Modelling of Gearbox Vibration for Fault Diagnosis, International Journal of COMADEM, 2000, Vol. 3, No. 4, pp. 5–15.
• [5] BARTELMUS W., Computer-aided multistage gearbox diagnostic inference by computer simulation, Scientific Papers of the Institute of Mining of Wrocław University of Technology, 2002, No. 100, pp. 3–115.
• [6] BARTELMUS W., Condition monitoring of open cast mining machinery, Oficyna Wydawnicza Politechniki Wrocławskiej, Wrocław 2006.
• [7] CHAARI F., HBAEIB R., FAKHFAKH T., HADDAR M., Dynamic response simulation of planetary gears by the iterative spectral method, Int. J. Simul. Model., 2005, 4(1), s. 35–45.
• [8] CHAARI F., FAKHFAKH T., HBAIEB R., LOUATI J., HADDAR M., Influence of manufacturing errors on the dynamic behaviour of planetary gears, Int. J. Adv. Manuf. Tech., 2006, 27, pp.738–746.
• [9] BARTELMUS W., CHAARI R., ZIMROZ R., HADDAR M., Modelling of gearbox dynamics under time varying non-stationary operation for distributed fault detection and diagnosis, European Journal of Mechanics (w druku).
• [10] BARTELMUS W., Vibration diagnostic method for planetary gearboxes under varying external load with regard to cyclostationary analysis, Oficyna Wydawnicza Politechniki Wrocławskiej Wrocław 2009.