Diagnostics of power transmissions system with tooth gear

• Autorzy: Wojnar G. , Łazarz B. , Madej H.

Warianty tytułu

PL

Diagnozowanie układów przeniesienia napędu z przekładniami zębatymi

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

This paper presents results of laboratory tests that were aimed at detecting early stages of various faults in toothed wheels by measurement and analysis of transverse vibration speed of the transmission gear shafts. In experimental investigation, cracking of the root tooth and chipping of the tooth were detected. The laser vibrometer Ometron VH300+ was used for non-contact measurement of shaft transversal vibration speed. Gear vibrations were recorded in selected points of gear housing and gear shafts at different speeds and gear loads. Results were analyzed and compared but in this paper is presented only selected examples. This paper shows that on the basis of the transverse vibration speed of transmission gear shafts, it is possible to detect defects at an earlier stage than on the basis of the housing vibration accelerations. In the case of measuring gear shaft vibration velocity, the way of the signal generated by the defect of a gear wheel (or bearing) is shortened as well as the influence of composed transmittance of the bearing-gear housing system is eliminated. WV time-frequency analysis and complex continuous wavelet transformations were used for detection. The authors introduced a measure of local tooth damage, which was proportional to the size of damage. The results of research presented in this paper confirmed that the defect's measure is very sensitive to the development of teeth faults.

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań doświadczalnych, których celem było diagnozowanie wczesnych stadiów uszkodzeń kół zębatych przez pomiar i analizę sygnału drganiowego przekładni. Do pomiarów zastosowano wibrometr laserowy Ometron VH300+, umożliwiający bezkontaktowy pomiar prędkości drgań poprzecznych wałów przekładni. Na podstawie przedstawionych badań i analiz można stwierdzić, że połączenie zaawansowanych metod przetwarzania sygnałów prędkości drgań poprzecznych wałów zmierzonych w kierunku działania siły międzyzębnej oraz analiz jednocześnie w dziedzinach czasu i częstotliwości lub czasu i skali, umożliwiło efektywne wykrywanie różnych rodzajów uszkodzeń kół zębatych, takich jak: wykruszenie wierzchołka zęba zębnika i pęknięcie u podstawy zęba koła.

Słowa kluczowe

EN

tooth wheel; laser vibrometer; power test ring; tooth topchipping

PL

koła zębate; wibrometr laserowy; układ mocy krążącej; wykruszenie wierzchnołka zębnika

• Wydawca: Wydawnictwo Politechniki Śląskiej
• Czasopismo: Transport Problems
• Rocznik: 2008
• Tom: T. 3, z. 1
• Strony: 29--34
• Opis fizyczny: bibliogr. 12 poz.

Twórcy

autor

Wojnar G.

autor

Łazarz B.

autor

Madej H.

• Silesian University of Technology, Faculty of Transport, Department of Automotive Vehicle Construction Krasińskiego St. 8, 40-019 Katowice,

Bibliografia

• Baydar N, Ball A.: Detection of gear failures via vibration and acoustic signals using wavelet transform. Mechanical Systems and Signal Processing, 17(4)/2003, p. 787-804.
• Cempel C.: Vibroacoustic diagnostics of machinery, Państwowe Wydawnictwo Naukowe, Warszawa, 1989.
• Dąbrowski Z., Radkowski S., Wilk A.: Dynamics of toothed gears. Investigations and simulation in operationally integrated designing, Instytut Technologii Eksploatacji, Warszawa-Katowice-Radom, 2000.
• Kim H., Melhem H.: Damage detection of structures by wavelet analysis. Mechanical Systems and Signal Processing, 26/2004, p. 347-362.
• Łazarz B.: Identified dynamical model of toothed gear as the basis for design, Biblioteka Problemów Eksploatacji, Katowice-Radom, 2001.
• Łazarz B., Wojnar G.: Detection of Early Stages of Pinion Tooth Chipping in Transmission Gear. Machine Dynamics Problems, vol. 27, No 3, 2003, p. 23-34.
• Peng Z. K., Chu F. L.: Application of the wavelet transform in machine condition monitoring and fault diagnostics. Mechanical Systems and Signal Processing, 18, 2004, p. 199-221.
• 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.
• Wilk A., Łazarz B., Madej H.: Vibration Processing Techniques for Fault Detection in Gearboxes, Proceedings of DETC'2003 ASME 2003 Design Engineering Technical Conferences and Computers and Information in Engineering Conference Chicago, Illinois, USA, 2003 p. 1-8.
• Wojnar G.: The damage diagnostics of toothed wheel by chosen methods of processing vibration signal. PhD thesis, the Silesian University of Technology, 2004.
• Zheng H., Li Z., Chen X.: Gear fault diagnosis based on continuous wavelet transform. Mechanical Systems and Signal Processing 16(2-3), 2002, p. 447-457.
• Batko W., Ziółko M.: Application of wavelet theory in technical diagnostics. AGH, Kraków 2002.