Ekstrakcja sygnału informacyjnego na potrzeby wykrywania uszkodzeń lokalnych

• Autorzy: Bartelmus W. , Zimroz R.

Warianty tytułu

EN

Information signal extraction for local damage detection

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule przedstawiono wyniki aktualnie prowadzonych prac dotyczących detekcji i diagnozowania uszkodzeń lokalnych w elementach układów napadowych maszyn górniczych. Uszkodzenia lokalne stanowią jedno z najważniejszych wyzwań współczesnej diagnostyki ze wzglądu na niskoenergetyczny charakter zaburzeń i bardzo szybki rozwój uszkodzenia do fazy krytycznej. Ze względu na maskowanie sygnału informacyjnego (tj. zawierającego informacje o uszkodzeniu) poprzez zakłócenia o różnym charakterze i zwykłe wielokrotnie większej energii podstawowego znaczenia nabierają procedury eliminacji zakłóceń i ekstrakcji sygnału informacyjnego. W artykule przedstawiono wybrane zagadnienia dotyczące tej problematyki tj. filtrację pasmowo--zaporową, uśrednianie synchroniczne, optymalizację filtracji z wykorzystaniem 2 różnych kryteriów, metody analizy czasowo--częstotliwościowej Wignera- Ville 'a i filtrację Wienera wykorzystującą cyklo-stacjonarne właściwości sygnału drganiowego. Podkreślono, że integrowanie różnych technik przetwarzania wstępnego i analizy sygnałów może pozytywnie wpłynąć na wyniki diagnozy. Ostateczny dobór metod zależy od stopnia złożoności problemu które można rozpatrywać przez pryzmat czynników konstrukcyjnych, eksploatacyjnych i zmiany stanu badanego obiektu.

EN

The paper deals with current results of research related to local tooth damage detection in driving units used in mining machines. Local faults seem to be one of the most important challenge in the contemporary diagnostics due to low-energy character of the signal and very quick propagation of a crack until its critical phase. Due to of masking of interest signal (that contains information about fault) by interference that have bigger energy the signal enhancement becomes a fundamental issue. A several techniques are presented in the paper, namely: different form of filtering, time synchronous averaging, Wigner Ville analysis and cyclic Wiener filtering. It was underlined that integration of different techniques can bring the new quality of results. Final selection of approaches depends on the complexity of a machine and it could be viewed by influence of design, operation and change of condition factors.

Słowa kluczowe

PL

maszyna górnicza; układ napędowy; uszkodzenia

EN

mining machines; drive unit; damage

• Wydawca: Instytut Górnictwa Odkrywkowego "Poltegor-Instytut"
• Czasopismo: Górnictwo Odkrywkowe
• Rocznik: 2007
• Tom: R. 49, nr 3-4
• Strony: 181--190
• Opis fizyczny: Bibliogr. 26 poz.

Twórcy

autor

Bartelmus W.

autor

Zimroz R.

• Badawcze Laboratorium Diagnostyki i Wibroakustyki, Instytut Górnictwa Politechniki Wrocławskiej, Pl. Teatralny 2, 50-051 Wrocław,

Bibliografia

• [1] Radkowski S., Wibroakustyczna diagnostyka uszkodzeń niskoenergetycznych, Wyd ITE Radom 2002
• [2] Wilk A. Madej H. Łazarz B., Diagnozowanie wczesnych stadiów rozwoju uszkodzeń kół zębatych. Diagnostyka vol. 24 2001
• [3] R.B. Randall, Detection and diagnosis of incipient bearing failure in helicopter gearboxes. Engineering Failure Analysis 11(2004)177-190
• [4] Bartelmus W Zimroz R Hryniszyn S., Diagnostyka uszkodzeń lokalnych na podstawie sygnału drgań w maszynach górniczych. Górnictwo Odkrywkowe nr 4-5 2005
• [5] J. Antoni, F. Bonnardot, A. Raad and M. El Badaoui, Cyclostationary Modelling of Rotating Machine Vibration Signals, Mechanical Systems and Signal Processing, Vol. 18, No. 6, Nov. 2004, pp. 1285-1314
• [6] R. M. STEWART 1977, Applications of time Series Analysis, ISVR, University of Southampton: Some useful data analysis techniques for gearbox diagnostics
• [7] BRAUN, S., The extraction of periodic waveforms by time domain averaging, Acustica 1975 pp. 69-77
• [8] RD. McFadden, Mechanical Systems and Signal Processing 7(1)(1987) 83-95. A revised model for the extraction of periodic waveforms by time-domain averaging
• [9] F. Bonnardot, M. El Badaoui, R.B. Randall, J. Daniere, F. Guillet, Mechanical Systems and Signal Processing 19 (2005) 766--785. Use of the acceleration signal of a gearbox in order to perform angular resampling (with limited speed uctuation)
• [10] Combet F., Gelman L., An automated methodology for performing time synchronous averaging of a gearbox signal without speed sensorMSSP (in press)
• [11] ZIMROZ R., Metoda diagnostyki wielostopniowych przekładni zębatych w układach napędowych przenośników taśmowych z zastosowaniem modelowania, rozprawa doktorska. Politechnika Wrocławska, Wrocław 2002
• [12] Tomasz Figlus, Andrzej Wilk, Zastosowanie metod wibroakustycznych do diagnozowania złożonych przypadków uszkodzeń przekładni zębatych, 3rd International Congress of Technical Diagnostics. Diagnostics'2004, Poznań, Poland, September 6-9, 2004. Warszawa, Polskie Towarzystwo Diagnostyki Technicznej, 2004, s. 171-174, Diagnostyka, vol. 30, t. 1
• [13] Bartelmus W., Zimroz R., Zajda R, Detekcja lokalnych uszkodzeń w łożyskach bębnów napędowych przenośników taśmowych. Transport Przemysłowy nr 1(23) 2006
• [14] ZIMROZ R., Optymalizacja procedury demodulacji z wykorzystaniem unormowanej sumy amplitud wstęg bocznych jako kryterium decyzyjne. Prace naukowe Instytutu Górnictwa seria Górnictwo i Geologia 2007
• [15] ZIMROZ R., Optymalizacja wyboru szerokości pasma do demodulacji sygnału do wykrywania uszkodzeń lokalnych w elementach maszyn górniczych. Transport Przemysłowy Grudzień 2006
• [16] BARTELMUS W., ZIMROZ R., Optymalny zakres częstotliwości w procedurze demodulacji amplitudy w zastosowaniu do uszkodzeń lokalnych. Diagnostyka l(37)/2006
• [17] Bartelmus W., Zimroz R., Zastosowanie analizy bispektrum w diagnostyce przekładni zębatych - część 1: charakterystyka sygnałów generowanych przez przekładnie i analizy sygnałów modelowych, DIAG 2003
• [18] Antoni J., Guillet F., ElBadaoui M. and Bonnardot F., Blind separation of convolved cyclostationary processes. Signal Processing, 85 (2005), 51-66
• [19] Boustany R., Antoni J., A subspace method for the blind extraction of a cyclostationary source: Application to rolling element bearing diagnostics. Mechanical Systems and Signal Processing, Volume 19, Issue 6, November 2005, Pages 1245-1259
• [20] Antoni J., Blind separation of vibration components: Principles and demonstrations. Mechanical Systems and Signal Processing, Volume 19, Issue 6, November 2005, Pages 1166-1180.
• [21] Boustany R., Antoni J., Blind extraction of a cyclostationary signal using reduced-rank cyclic regression - A unifying approach, accepted for publication in Mechanical Systems and Signal Processing
• [22] Boustany R., Antoni J., Separation of rotating machines vibration signals. Proc. of the 12th International Congress on Sound and Vibration, Lisbon, July 11-14, 2005
• [23] Bartelmus W., Boustany R., Zimroz R., Antoni J, Application of spectral correlation techniques on mining machine signals: Identification of faulty components, prepared for Second World Congress on Engineering Asset Management and the Fourth International Conference on Condition Monitoring, 11-14 June 2007, The Cairn Hotel, Harrogate, United Kingdom
• [24] Boustany R., Bartelmus W., Antoni J Zimroz R., Application of spectral correlation techniques on mining machine signals: Extraction of fault signatures, prepared for Second World Congress on Engineering Asset Management and the Fourth International Conference on Condition Monitoring, 11-14 June 2007, The Cairn Hotel, Harrogate, United Kingdom
• [25] Bartelmus W., Condition monitoring of open cast mining machinery. Oficyna Wydawnicza Politechniki Wrocławskiej Wrocław 2006
• [26] Bartelmus, W., Root cause and vibration signal analysis for gearbox condition monitoring prepared for Second World Congress on Engineering Asset Management and the Fourth International Conference on Condition Monitoring, 11-14 June 2007, The Cairn Hotel, Harrogate, United Kingdom ( reprinted in INSIGHT, International Journal of BINT)