Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Condition monitoring indicators for pitting detection in planetary gear units

Berlato Francesco, D’elia Gianluca, Battarra Mattia, Dalpiaz Giorgio

Diagnostyka

|

2020

|

Vol. 21, No. 1

3--10

EN

In industrial field, there is an increasing demand for monitoring systems enabling predictive maintenance programs. In this context, the present work concerns the monitoring of distributed wear (pitting) in planetary gearboxes. For this purpose, some metrics of the synchronous average of the vibration signal, based on the statistical moment of the fourth order, are present in literature; in this paper, a new indicator is proposed, namely NA4mod. The effectiveness of this metric in identifying the early stage of pitting has been evaluated by conducting an accelerated life test of about 700 hours on a test bench using a back-to-back configuration. The paper introduces the proposed metric, describes the test, presents and dis-cusses the results. Metric NA4mod exhibits satisfactory capability to detect pitting with better reliability than other metrics in literature. In addition, the metric is shown to be sensitive to both early stage damage and pitting severity in the final stage. Results are verified by means of wavelet-transform analysis.

2

Analysis of the impact of oil viscosity on the vibroacoustic signal of a planetary gearbox operating at variable load

Pawlik Paweł

Diagnostyka

|

2020

|

Vol. 21, No. 4

43--49

EN

The paper presents the analysis of the impact of oil viscosity on the vibroacoustic signal generated by a planetary gearbox operating at variable load. A diagnostic experiment was conducted at the laboratory rig for testing planetary gearbox which was lubricated with a dedicated ISO 150 viscosity class oil and much lower viscosity class 5W40 oil. The gearbox was subjected to two types of sinusoidal load and to a random load corresponding to the load of the main gearbox of the KWK 1500s bucket wheel excavator used in opencast mining. The diagnostic method was proposed based on the analysis of the dependence of the gearbox characteristic orders amplitudes on the load. The effectiveness of the method in detecting the changes in vibration acceleration signals caused by the oil viscosity changes was proved.

PL

Praca przedstawia analizę wpływu lepkości oleju na sygnał wibroakustyczny generowany przez przekładnię planetarną pracującą przy zmiennym obciążeniu. Przeprowadzono eksperyment diagnostyczny na stanowisku laboratoryjnym do badania przekładni planetarnej, która smarowana była olejem dedykowanym o klasie lepkości ISO 150 oraz olejem o dużo niższej klasie lepkości 5W40. Przekładnię poddano dwóm typom obciążenia o charakterze sinusoidalnym oraz dla losowego obciążenia odpowiadającego obciążeniu przekładni głównej koparki kołowej KWK 1500s występującej w przemyśle odkrywkowym. Do analizy zaproponowano metodę diagnozowania bazującą na analizie zależności amplitudy rzędów charakterystycznych przekładni od obciążenia. Wykazano skuteczność metody w wykrywaniu zmian w sygnale przyśpieszenia drgań spowodowanych zmianą lepkości oleju.

3

Analysis of the Possibility of Applying Epi- and Hypocycloid in Planetary Transmissions

Bednarczyk S.

Machine Dynamics Research

|

2017

|

Vol. 41, No. 1

113--128

EN

The paper describes the fundamentals of designing cycloidal gears and their use in planetary gear boxes (transmissions), showing the differences between them as well as their limitations. The characteristics and principles of shaping a particular gearing and, consequently, a gear set are indicated. A comparison of both gearing types in terms of intertooth forces and thrust generated by the system, and also power loss observed in the gearing is made. Verification of the gearing types was made on the basis of the designed gear sets used in the gear boxes with identical gear ratios.

4

Diagnosing the technical condition of planetary gearbox using the artificial neural network based on analysis of non-stationary signals

Popiołek K., Pawlik P.

Diagnostyka

|

2016

|

Vol. 17, No. 2

57--64

EN

This paper deals with the problem of diagnosing the technical condition of a planetary gearbox operating at variable load. The severity of the subject and related difficulties were discussed. Theoretical basis of analysis of non-stationary signals (order analysis) and its use in signal resampling was also presented. The paper tests the functionality of the planetary gearbox diagnostics method. The Multilayer Perceptron Network was used to identify and classify the damage. The network’s learning vectors were built on the basis of order analysis results and measurements of the planetary gearbox load. The functionality of two-layer and three-layer unidirectional artificial neural network was also analysed for potential use in diagnosing the technical condition of planetary gears.

PL

Praca podejmuje tematykę diagnostyki stanu technicznego przekładni planetarnej pracującej przy zmiennych warunkach obciążenia. Omówiono w niej istotność podjętego tematu i trudności z nim związane. Przedstawiono również teoretyczne podstawy metody analizy sygnałów niestacjonarnych - analizy rzędów oraz jej zastosowanie przy użyciu metody przepróbkowania sygnału. W artykule zbadano funkcjonalność metody diagnozowania stanu technicznego przekładni planetarnej. Do identyfikacji oraz klasyfikacji uszkodzeń wykorzystano wielowarstwową sieć perceptronową. Wektory uczące sieci zbudowano na podstawie wyników analizy rzędów oraz pomiarze obciążenia przekładni. Przeprowadzono również analizę funkcjonalności sztucznej sieci neuronowej o architekturze dwuwarstwowej oraz trójwarstwowej jednokierunkowej, pod kątem wykorzystania do diagnozowania stanu technicznegoprzekładni planetarnej.

5

Drivetrain of a Wind Turbine

Gawarkiewicz R., Wasilczuk F., Wasilczuk M.

Machine Dynamics Research

|

2015

|

Vol. 39, No. 2

83-95

EN

In a most commonly met design of a wind turbine the power is transmitted from the rotor to the generator through the system composed of the main shaft, friction connection, multiplying gearbox and a flexible coupling. The driving system comprises almost a complete set of the machine elements being described during machine design lectures and can serve as an interesting illustration of the lectures.

6

Robust mechatronic condition monitoring and diagnostic method for gearboxes

Bartelmus W., Zimroz R.

Prace Naukowe Instytutu Górnictwa Politechniki Wrocławskiej. Studia i Materiały

|

2010

|

Vol. 131, nr 38

5-14

EN

In the paper is discussed the new gearbox model which may be used for condition monitoring for faults detection. The model should develop for each stage of a gearbox. The model is obtained from results of measurements. The measurements are done on real object after its run in. The model is obtained by linear regression analysis. The new concept of gearbox model is especially suitable for the case of varying load condition. The model is developed for planetary gearbox, which is incorporated in the system consisting of many stages as a bevel stage, and cylindrical stages. The discussion shows the possibility of replacement the analytical model into the physical model. The simplicity of this model quarantines its robustness.

PL

W pracy przedstawiono nowy model, który można wykorzystać dla monitorowania i wykrywania uszkodzeń przekładni zębatych. Należy utworzyć model dla każdego stopnia przekładni. Model otrzymuje w wyniku pomiarów na obiekcie rzeczywistym po dotarciu obiektu. Do określenia modelu wykorzystuje się analizę liniowej regresji. Koncepcja modelu przekładni jest szczególnie przydatna przy zmiennych warunkach obciążenia. Model otrzymano dla przekładni planetarnej, która stanowi zwięzłą całość z innymi stopniami systemu przekładni zębatych składającego się z przekładni stożkowej i przekładni walcowych. Dyskusja pokazuje, możliwość zastąpienia modelu analitycznego modelem fizycznym. Mała złożoność modelu gwarantuje jego niezawodne funkcjonowanie.

7

Metoda diagnostyki przekładni planetarnej

Bartelmus W., Zimroz R.

Prace Naukowe Instytutu Górnictwa Politechniki Wrocławskiej. Studia i Materiały

|

2007

|

Vol. 118, nr 33

3-15

PL

W pracy przedstawiono metodę diagnostyki technicznej przekładni planetarnej z nieruchomym wieńcem zębatym o uzębieniu wewnętrznym. Przekładnie planetarne stanowią pierwsze stopnie wielosilnikowego układu napędowego koła czerpakowego koparki kołowej. W pracy zaproponowano metodę diagnostyki przekładni planetarnej wychodząc z analizy czynników wpływających na postać sygnału diagnostycznego. Wykazano, że przy doborze procedury diagnostycznej należy brać pod uwagę czynniki konstrukcyjne, eksploatacyjne oraz zmianę stanu technicznego przekładni.

EN

In paper is given planetary gearbox condition monitoring that has a standstill ring. Planetary gearboxes are first stages of the multi-motor drive of the bucked wheel drive of an excavator. In the paper is proposed the planetary gearbox condition monitoring method which is developed from factors having influence on the diagnostic signal. It is given the prove that for the diagnostic procedure choice should taken design, operation and change of condition factors.

8

Wybrane zagadnienia diagnostyki wielostopniowej przekładni zębatej ze stopniem planetarnym w układzie napędowym koparki kołowej

Bartelmus W., Zimroz R., Sawicki W., Maniak M., Woźniak Z., Furmaniak K.

Górnictwo i Geoinżynieria

|

2007

|

R. 31, z. 2

75-86

PL

W artykule przedstawiono wybrane zagadnienia diagnozowania newralgicznego elementu układu KTZ, jakim jest wielostopniowa przekładnia zębata pracująca w układzie napędowym koparki kołowej typu SRs 1200 stosowanej w KWB "Konin" w Kleczewie. Praca jest efektem wspólnych działań podjętych przez Instytut Górnictwa Politechniki Wrocławskiej i KWB "Konin", mających na celu opracowanie procedur diagnostycznych umożliwiających ocenę stanu technicznego układu napędowego koła czerpakowego koparki. Cechą charakterystyczną podjętego zadania jest zmienny charakter obciążenia zewnętrznego przekładni zębatej, wynikający z pracy organu urabiającego. Zmienne obciążenia znacząco wpływają na cały proces diagnozowania obejmujący etap rejestracji, wstępnego przetwarzania sygnałów diagnostycznych, ekstrakcję cech diagnostycznych (informacji) i wreszcie podejmowanie decyzji o stanie technicznym. Brak uwzględniania informacji o warunkach eksploatacyjnych jest najczęstszą przyczyną niepowodzeń i błędnych diagnoz (co zostanie wykazane w czasie prezentacji). Omówiono konfigurację toru pomiarowego, koncepcję przetwarzania sygnałów pomocniczych (tzw. sygnał tacho, pomiar prądu pobieranego przez silnik) i głównych (przyspieszenia drgań) oraz strukturę i zasadę działania proponowanego systemu diagnostycznego z uwzględnieniem warunków eksploatacyjnych.

EN

The papers deals with selected issues of diagnostics of multistage gearbox with planetary stage used in driving system for bucket wheel excavator SRs 1200. This paper is one of results of cooperation between Wrocław University of Technology and Open Cast Mine "Konin" that is focused on diagnostic procedures for supporting maintenance of this strategic object. One of the most important issue is time varying external load that is observed during normal operation, it affects all stages of diagnostics process (measurements, signal preprocessing, feature extraction and reasoning). Diagnostics without load monitoring very often gives incorrect results (no detection of failures or false alarms). In the frame of mentioned cooperation a few experiments has been carried out, the idea of a diagnostic system with load as the criterion of adaptation of diagnostics has been proposed. In this paper the basic ideas of this system and initial results have been presented.

9

Wpływ zmiennych warunków eksploatacji na proces oceny stanu przekładni planetarnych w układach napędowych koła czerpakowego koparek kołowych

Bartelmus W., Zimroz R., Sawicki W.

Diagnostyka

|

2007

|

nr 1(41)

91-100

PL

W pracy przedstawiono wybrane aspekty diagnozowania wielostopniowych przekładni zębatych ze stopniem planetarnym stosowanych w układzie napędowym koła czerpakowego koparki kołowej. Kluczowym zagadnieniem jest identyfikacja warunków eksploatacyjnych, które mają wpływ na postać sygnału i wartości cech diagnostycznych. Zaproponowano dwa modele oddziaływań, wskazano wpływ struktury jako trzecie znaczące źródło modyfikujące sygnał odbierany na obudowie. Opisano cztery podejścia w identyfikacji warunków eksploatacyjnych - wykorzystujące informację z dodatkowych torów pomiarowych (pomiar prądu, analiza prędkości chwilowej) lub informacje zawartą w sygnale drganiowym (obwiednia, częstotliwość chwilowa) Wykazano ograniczenia analizy rzędów jako metody pozyskiwania cech diagnostycznych dla dużych zmienności warunków eksploatacyjnych rozumianych jako zmiany prędkości i obciążenia zewnętrznego.

EN

The paper deals with some aspects of diagnostics of multi-stage gearboxes with a planetary stage that are used for driving bucket wheel excavator under varying operation factors. A crucial issue is identification of operational factors that significantly influence signal properties and values of diagnostic features. A two models of this influence are proposed, and significance of transmission path as a third factor that can modify signal is also underlined. Four approaches for operational condition identification are presented: two of them utilize information from additional channels (load/speed measurement), another two extract information directly from vibration signals (instantaneous frequency, load-related envelope) Additionally, application of order analysis as a tool for feature extraction under speed fluctuation condition and limitation of this method for wide range simultaneous load and speed variation are presented.

10

Time varying outer load and speed estimation by vibration analysis - application to planetary gearbox diagnosis in a mining bucket wheel excavator

Zimroz R., Combet F.

Diagnostyka

|

2006

|

nr 4(40)

7-14

EN

In this paper we attempt to retrieve information about the time varying load/speed condition of a planetary gearbox used in mining excavator system from the vibration measurement. We first define the Instantaneous Power (IP) of the signal, which reflects the global amplitude modulation. For the Instantaneous Speed (IS) an original approach is proposed based on the estimation of a local time-scaling factor, which is well adapted to systems submitted to higher speed variations. Both approaches are applied to two gearboxes, one being in a presumably faulty condition and a new one after replacement. The study of the IS showed that, contrary to the new gearbox, the higher frequency speed variation is highly dependent on the load for the used gearbox, thus indicating a backlash due to wear in the gear/bearing mechanism. Our results also show that IS estimation technique is more reliable than IP approach for outer load estimation. We conclude that while a fault could be detected from the strong amplitude modulation at the arm frequency observed for the used gearbox, the study of the instantaneous speed and outer load variation helped us to refine the diagnosis of this fault.

PL

W artykule przedstawiono metody przetwarzania sygnału drganiowego w celu ekstrakcji informacji o zmienności obciążenia zewnętrznego w przekładni planetarnej w układzie napędowym koła czerpakowego. Zastosowane metody to analiza mocy chwilowej i analiza chwilowej prędkości. Ze względu na duży zakres zmienności obciążeń metoda proponowana przez Bonnardot'a nie może być zastosowana, zatem zaproponowano nowy algorytm wyznaczania prędkości chwilowej. Przeanalizowano dwie przekładnie: w złym stanie technicznym oraz nową, po wymianie uszkodzonej. Wyniki analizy prędkości chwilowej dla przekładni nowej pokazują: niewielką amplitudę i małą zmienność dla częstotliwości drugiej harmonicznej jarzma, dla przekładni uszkodzonej składowe silnie zależą od chwilowej wartości obciążenia, co wskazuje na przekroczoną wartość luzu w przekładni/łożyskach. Wykazano zalety wynikające z analizy chwilowej prędkości w porównaniu do chwilowej mocy. Zauważono również, że o ile nieprawidłową pracę jarzma można wykryć przy użyciu analizy modulacji AM to zastosowanie dodatkowo analizy chwilowej prędkości może zwiększyć wiarygodność diagnozy.

11

Modelowanie sygnałów drganiowych generowanych przez przekładnie planetarne w warunkach zmiennego obciążenia

Zimroz R.

Diagnostyka

|

2006

|

nr 3(39)

219-228

PL

W pracy przedstawiono uproszczony model sygnału generowanego przez przekładnie planetarną pracującą w warunkach zmiennego obciążenia. Model bazuje na zjawiskach modulacji: amplitudowej (której przyczyną jest okresowa zmienność obciążenia a także nieprawidłowa praca jarzma) oraz modulacji częstotliwościowej (spowodowanej cyklicznymi zmianami obciążenia, a co za tym idzie zmianami prędkości obrotowej na wejściu przekładni). Zastosowanie modelu pozwala na identyfikację struktury częstotliwościowej, testowanie procedury normalizacyjnej zaproponowanej przez Standera oraz ocenę przydatności analiz sygnałowych stosowanych na potrzeby diagnozowania przekładni planetarnej.

EN

A model of signal generated by planetary gearbox working under time varying load conditions is presented. Model based on modulation phenomena. Both, amplitude and frequency modulation is considered. AM modulation is related to time varying load condition and improper arm behaviour and FM is connected to variation of load that causes variation of rotational speed on the input of planetary gearbox. Proposed model can be used for identification of frequency structure of signal testing normalization procedure proposed by Stander and assessment of signal processing techniques that are using for diagnostics purposes.

12

Identyfikacja warunków eksploatacyjnych na potrzeby diagnostyki przekładni planetarnej do napędu koła czerpakowego

Bartelmus W., Zimroz R.

Diagnostyka

|

2006

|

nr 1(37)

151-158

PL

Niniejsza praca stanowi kontynuację rozpoznania problemu diagnostycznego i określenia właściwości sygnałów diagnostycznych generowanych przez przekładnię planetarną będącą elementem układu napędowego koła czerpakowego w koparce kołowej pracującej w polskim przemyśle wydobywczym. Obiekt diagnozowania wyposażony jest w nowoczesny, skomplikowany, wielokanałowy system diagnostyczny pracujący w trybie on-line z możliwością sterowania i diagnozowania przez Internet. Z diagnostycznego punktu widzenia system nie spełnia oczekiwania użytkowników. Jest to związane z jego złożonością (wymaga wykwalifikowanych służb do zarządzania systemem, interpretacji wyników itp.) oraz wyjątkowo trudnymi warunkami eksploatacyjnymi, w jakich pracuje koparka. Zauważono, że w czasie pracy systemu diagnostycznego dochodzi w pewnych przypadkach do generowania tzw. fałszywych alarmów - czyli zostaje wygenerowana informacja o przekroczeniu progów alarmowych świadczących o wystąpieniu uszkodzenia - mimo, że obiekt jest nadal w dobrym stanie technicznym. Wydaje się uzasadnione powiązanie faktu generowania fałszywych alarmów z warunkami eksploatacyjnymi, w jakich pracuje maszyna (a ściślej warunkami urabiania organu urabiającego). Z punku widzenia diagnostyki jest to analiza wpływu czynnika eksploatacyjnego, który wpływa na postać sygnału diagnostycznego. W pracy wykazano zmienny charakter obciążenia przekładni (zmienność zgodna z teoretycznym przebiegiem obciążenia koła czerpakowego) i wpływ tej zmienności na postać sygnału diagnostycznego (zmienność amplitudy i struktury częstotliwościowej widma).

EN

The paper gives continuation of introductory problem recognition of vibration signal properties generated by planetary gearbox that is the part of the driving system of a bucket wheel excavator used in the polish extractive industry. The object is diagnosed is by a modern elaborate multi-channel diagnostic system that work on-line with possibility to control and diagnosing by an Internet. From diagnostic point of view the does not fulfill its user expectations. It is related with system complexity and user qualification to manage it, and result interpretation, and hard digging condition of a bucket wheel excavator. It have been noticed at some condition the diagnostic system generates false alarms - its generated the information about limit exceeding that should give evidence on driving system faults but actually the planetary gearbox is in good condition. It seems to be that false alarms are related to exploration condition of a bucket wheel. From diagnostic point of view it is a diagnostic factor which is connected with outer load variability which have influence the diagnostic signal and the diagnostic signal analysis way. In the paper has shown that the identified load variability is compatible with theoretical one and it has influence on diagnostic signal (its amplitudes and a spectrum frequency composition).