O problemie detekcji uszkodzeń łożysk tocznych w układach napędowych przenośnika taśmowego

• Autorzy: Zimroz R.
• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule przedstawiono wybrane metody detekcji uszkodzeń łożysk w układach napędowych przenośnika taśmowego. Sformułowano problemy towarzyszące diagnostyce łożysk w bębnach i przekładniach, wykazano skalę problemu dla układów napędowych przenośnika. Zaprezentowano także przegląd metod analizy sygnałów umożliwiających ekstrakcję sygnału informacyjnego, tj. zawierającego informację o uszkodzeniu, opracowanych między innymi przez wiodące ośrodki na świecie na potrzeby złożonych układów mechanicznych (np. helikoptery). Wydobycie sygnału informacyjnego z sygnału rejestrowanego na obudowie badanego obiektu zdefiniowano jako kluczowe zadanie - w artykule podjęto próbę adaptacji istniejących technik na potrzeby diagnozowania maszyn górniczych. W kolejnym kroku zaleca się stosowanie analizy obwiedni. W zależności od obiektu i właściwości sygnału zarejestrowanego na tym obiekcie (wpływ czynników konstrukcyjnych/technologicznych, eksploatacyjnych i zmiany stanu) skuteczność przedstawionych metod może być różna. Zilustrowano ten problem praktycznymi przykładami dla obiektów, w których wykryto uszkodzenia na podstawie sygnałów drganiowych zarejestrowanych w czasie normalnej eksploatacji.

EN

The paper deals with local damage detection problem associated with rolling element bearings used in pulleys and gearboxes in mining industry. The extraction of the signal of interest from raw vibration was defined as a crucial problem. It was also shown that local damage detection in these objects is an important issue. The paper presents selected signal processing techniques widely used for the local damage detection in other applications (i.e. helicopters). In the paper an attempt to adopt these approaches for machines used in mining industry is given. After successful detection the еnvеlоре analysis is advised for fault type recognition and localization. Depending on object and vibration signal’s properties (influence of design/technology, operation and change of condition) effectiveness of these techniques may be different.

Słowa kluczowe

PL

przenośnik taśmowy; łożysko toczne; układ napędowy; detekcja uszkodzeń

EN

band conveyor; rolling element bearing; power transmission system

• Wydawca: Wydawnictwo HMR-TRANS Sp. z o.o.
• Czasopismo: Transport Przemysłowy i Maszyny Robocze
• Rocznik: 2008
• Tom: Nr 2
• Strony: 36--43
• Opis fizyczny: Bibliogr. 28 poz., rys.

Twórcy

autor

Zimroz R.

• Politechnika Wrocławska

Bibliografia

• [1] Antoni J.: The spectral kurtosis: a useful tool for characterising nonstationary signals, Mechanical Systems and Signal Processing, vol. 20, iss. 2 , Febvuatv s. 282-307.
• [2] Antoni J., Bonnardot F., Raad A., El Badaoui М.: Cyclostationary Modelling of Rotating Machine Vibration Signals, Mechanical Systems and Signal Processing, vol. 18, no. 6, Nov. 2004, s. 1285-1314.
• [3] Antoni J., Randall R.B.: Differential diagnosis of gear and bearing faults, ASME Journal of Vibration and Acoustics 124(2), 2002, s. 165-171.
• [4] Antoni J., Randall R.B.: Unsupervised noise cancellation for vibration signals, Part I - evaluation of adaptive algorithms, Mechanical Systems and Signal Processing, 2003, s. 89-101.
• [5] Bartelmus W., Zimroz R., Hryniszyn S.: Diagnostyka uszkodzeń lokalnych na podstawie sygnału drgań w maszynach górniczych, Górnictwo Odkrywkowe, 2005.
• [6] Bartelmus W.: Diagnostyka maszyn górniczych, Górnictwo Odkrywkowe, Wyd. Śląsk, Katowice 1998.
• [7] Bartelmus W., Zimroz R.: Ekstrakcja sygnału informacyjnego na potrzeby wykrywania uszkodzeń lokalnych, Górnictwo Odkrywkowe, nr 3/4, 2007, 49, s. 181-190.
• [8] Bartelmus W., Zimroz R.: Optymalny zakres częstotliwości w procedurze demodulacji amplitudy w zastosowaniu do uszkodzeń lokalnych, Diagnostyka, nr 1, Warszawa 2006, s. 141-150.
• [9] Bartelmus W., Zimroz R., Zajda Р.: Detekcja lokalnych uszkodzeń w łożyskach bębnów napędowych przenośników taśmowych, Transport Przemysłowy, nr 1, 2006, s. 32-38.
• [10] 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 King-dom.
• [11] Bartelmus W., Zimroz R., Hryniszyn S.: Diagnostyka uszkodzeń lokalnych na podstawie sygnału drgań w maszynach górniczych, Górnictwo Odkrywkowe, nr 4/5, 47, 2005, s. 22-31.
• [12] Bartelmus W., Zimroz R.: Diagnozowanie systemu przekładnia bęben napędowy przenośnika taśmowego, Transport Przemysłowy, wrzesień 2006.
• [13] Boustany R., Antoni J.: BIind extraction of a cyclostationary signal using reduced-rank cyclic regression - A unifying approach, Mechanical Systems and Signal Processing, vol. 22, iss. 3, s. 520-541.
• [14] Boustany R., Bartelmus W., Antoni J., Zimroz R.: Application of spectral correlation techniques on mining machinę 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 Kingdоm.
• [15] Ho D., Randall R.B.: Optimization of bearing diagnostic techniques using simulated and actual bearing fault signals, Mechanical Systems and Signal Processing, 14(5), 2000, s. 763-788.
• [16] Klewin Ł.: Elementy diagnostyki krótkich przenośników taśmowych w szybkozmiennych stanach obciążenia, praca dyplomowa na Wydziale Geoinżynierii, Górnictwa i Geologii, prom. R. Zimroz, Wrocław 2008.
• [17] Kostański D.: Analiza awaryjności systemów transportowych na przykładzie odkrywki Lubstów w KWB Konin, praca dyplomowa na Wydziale Geoinżynierii, Górnictwa i Geologii, prom. W. Zimroz, Wrocław 2008.
• [18] Matuszewski Р., praca dyplomowa na Wydziale Geoinżynierii, Górnictwa i Geologii, prom. prof. W. Bartelmus, Wrocław 2007.
• [19] Randall R.B.: Detection and diagnosis of incipient bearing failure in helicopter gearboxes, Engineering Failure Analysis 11, 2004, s. 177-190.
• [20] Widrow B., Stearns S.: 1985 Adaptive Signal Processing. Englewood Сlis NJ: Prentice-Hall, s. 349-351.
• [21] Zajda Р.: Diagnostyka przekładni zębatych przenośników taśmowych i łożysk bębnów - analiza przypadków, praca dyplomowa na Wydziale Geoinżynierii, Górnictwa i Geologii, prom. prof. W. Bartelmus, Wrocław 2005.
• [22] Zimroz R.: Ekstrakcja sygnału informacyjnego na potrzeby diagnostyki łożysk bębnów napędowych przenośnika taśmowego z wykorzystaniem filtru adaptacyjnego realizującego liniową predykcję, Prace Naukowe Politechniki Wrocławskiej, Seria Górnictwo i Geologia 2008, w druku.
• [23] Zimroz R.: Metoda diagnozowania wielostopniowej przesadni zębatych w napędach przenośników taśmowych z zastosowaniem modelowania, Rozprawa doktorska, Wrocław 2002.
• [24] Zimroz R. : Optymalizacja procedury demodulacji z wykorzystaniem unormowanej sumy amplitud wstęg bocznych jako kryterium decyzyjne, Górnictwo i Geologia IX, Wrocław: Oficyna Wydaw. PWr, 2007, s. 151-161.
• [25] Zimroz R.: Optymalizacja wyboru szerokości pasma w demodulacji sygnału do wykrywania uszkodzeń lokalnych w elementach maszyn górniczych, Transport Przemysłowy, 2006, nr 4, s. 67-73.
• [26] Zych L: Diagnostyka układów napędowych przenośnika w zmiennych warunkach obciążenia, praca dyplomowa na Wydziale Geoinżynierii Górnictwa i Geologii, prom. dr inż. R. Zimroz.
• [27] Peng Z.K, Chu F.L., Peter W. Tse: Detection of the rubbing-caused impacts for rotor-stator fault diagnosis using re-assigned scalogram, Mechanical Systems and Signal Processing, 19, 2005, s. 391-409.
• [28] Safizadeh M.S., Lakis A.A., Thomas М.: Using short-time fourier transforms in machinery fault diagnosis, International Journal of Comadem 3(1), 2000, s. 5-16.