Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Wasserstein Distance-EEMD Enhanced Multi-Head Graph Attention Network for Rolling Bearing Fault Diagnosis Under Different Working Conditions

Wang Xingbing, Yao Yunfeng, Gao Chen

Eksploatacja i Niezawodność

|

2024

|

Vol. 26, no. 2

art. no. 184037

EN

Traditional fault diagnosis models often overlook the interconnections between segments of vibration data, resulting in the loss of critical feature information. Additionally, the vibration signals of rolling bearings exhibit non-linear behaviors during operation. Therefore, an efficient fault diagnosis model tailored for rolling bearings is proposed in this paper. In the proposed model, the 1D vibration signals are first preprocessed using ensemble empirical mode decomposition (EEMD). This technique generates multiple intrinsic mode functions (IMF) as individual nodes. The percentage distance between each node is calculated using the Wasserstein distance (WD) to capture the relationships between nodes and use it as the edge weights to construct a node graph. This unique approach enhances the transformation of 1D vibration signals into a node graph representation, preserving important information. An improved multi-head graph attention network (MGAT) model is established to extract features and perform classification on the node graph. This MGAT model effectively utilizes the relationships between nodes and enhances the accuracy of fault diagnosis. The experimental results demonstrate that the proposed method achieves higher accuracy compared to similar modelswhile requiring less processing time. The proposed approach contributes significantly to the field of fault diagnosis for rolling bearings and provides a valuable tool for practical applications.

2

Fault diagnosis model of rolling bearing based on parameter adaptive VMD algorithm and Sparrow Search Algorithm-Based PNN

Li Junxing, Liu Zhiwei, Qiu Ming, Niu Kaicen

Eksploatacja i Niezawodność

|

2023

|

Vol. 25, no. 2

art. no. 163547

EN

Fault diagnosis of rolling bearings is essential to ensure the proper functioning of the entire machinery and equipment. Variational mode decomposition (VMD) and neural networks have gained widespread attention in the field of bearing fault diagnosis due to their powerful feature extraction and feature learning capacity. However, past methods usually utilize experiential knowledge to determine the key parameters in the VMD and neural networks, such as the penalty factor, the smooth factor, and so on, so that generates a poor diagnostic result. To address this problem, an Adaptive Variational Mode Decomposition (AVMD) is proposed to obtain better features to construct the fault feature matrix and Sparrow probabilistic neural network (SPNN) is constructed for rolling bearing fault diagnosis. Firstly, the unknown parameters of VMD are estimated by using the genetic algorithm (GA), then the suitable features such as kurtosis and singular value entropy are extracted by automatically adjusting the parameters of VMD. Furthermore, a probabilistic neural network (PNN) is used for bearing fault diagnosis. Meanwhile, embedding the sparrow search algorithm (SSA) into PNN to obtain the optimal smoothing factor. Finally, the proposed method is tested and evaluated on a public bearing dataset and bearing tests. The results demonstrate that the proposed method can extract suitable features and achieve high diagnostic accuracy.

3

System for the Assessment of the Dynamic State of Ball Bearings with Respect to Vibration They Generate

Piotrowicz Grzegorz, Adamczak Stanisław

Advances in Science and Technology. Research Journal

|

2023

|

Vol. 17, no 4

168--178

EN

Bearings are important components of many structures. Their reliability is a prerequisite for the correct operation of designed and operated equipment. This is why bearing manufacturers want to produce bearings with greater load-carrying capacity, durability and bearings that generate as little vibration as possible. In the paper, a newly developed device for measurements of the level of vibrations produced by ball bearings was described. Basic requirements for such devices, their suitability for the bearing industry applications, and the mechanical construction of the most important units were discussed.

4

Wybrane wady sprzęgieł jednokierunkowych na przykładzie śmigłowca Mi-24 – przyczyny, skutki, diagnozowanie

Tokarski Tomasz, Obłąkowski Krzysztof, Parucki Janusz, Kucharzewski Tomasz, Kwiatkowski Tadeusz

Journal of KONBiN

|

2022

|

Vol. 52, iss. 1

87--105

PL

W pracy przedstawiono autorską metodę diagnozowania sprzęgieł jednokierunkowych śmigłowca Mi-24 na etapie wczesnego stadium ich zużywania, co jest trudne do wykrycia metodami tradycyjnymi (wibroakustycznymi). Metoda FAM-C oparta jest na analizie modulacji częstotliwości prądnicy pokładowej napędzanej z badanego zespołu napędowego. Umożliwia obserwację oddziaływania innych elementów mechanicznych na pracę tego sprzęgła: monitoruje praktycznie wszystkie obrotowe podzespoły statku powietrznego związane z przesyłem mocy mechanicznej. Celem pracy jest przegląd typowych uszkodzeń sprzęgieł jednokierunkowych w układzie napędowym śmigłowców, przedstawienie metody FAM-C jako podstawowej na etapie wczesnego diagnozowania tych uszkodzeń oraz potwierdzenie jej skuteczności na podstawie przytoczonych wyników.

EN

This manuscript describes the proprietary method of diagnosing one-way clutches of Mi-24 at their earlier wearing stage, which is challenging to diagnose with traditional methods (vibroacoustic). The FAM-C method is based on the analysis of frequency modulation of the on-board generator driven from the examined power unit. It enables to observe the influence of other mechanical elements on the operation of this clutch: it monitors all rotary subassemblies of aircraft connected with mechanical power transmission. The manuscript aims to review the typical defects of one-way clutches in helicopter propulsion systems, describe the FAM-C method as a basic method at the early diagnosing stage and confirm its efficiency based on the provided results.

5

Rolling Bearing Fault Diagnosis Method Based on Improved Variational Mode Decomposition and Information Entropy

Ge Liang, Fan Wen, Xiao Xiaoting, Gan Fangji, Lai Xin, Deng Hongxia, Huang Qi

Engineering Transactions

|

2022

|

Vol. 70, iss. 1

23--51

EN

Due to the complex randomness and nonlinearity of rolling bearing vibration signal, it is challenging to extract fault features effectively. By analyzing the vibration mechanism of rolling bearing, it is found that the vibration signal of local damage defects of rolling bearing has the characteristics of periodic impact and amplitude modulation. The variational mode decomposition (VMD) algorithm has a good advantage in dealing with nonlinear and nonstationary signals and decomposing a signal into different modes. However, VMD has the problem of parameter selection, which directly affects the performance of VMD processing, and causes mode aliasing. Therefore, a rolling bearing fault diagnosis method based on improved VMD is proposed. A new fitness function combining differential evolution (DE) algorithm with gray wolf optimization (GWO) algorithm is proposed to form a new hybrid optimization algorithm, named DEGWO. The simulation results show that the improved VMD method based on DEGWO can adaptively remove the noise according to the characteristics of the signal and restore the original characteristics of the vibration signal. Finally, in order to verify the advantages of the research, the information entropy is extracted from the data of 1000 samples in the bearing database of Case Western Reserve University as the feature set, which is input into support vector machine (SVM) for fault diagnosis test. The results show that the diagnostic accuracy of this method is 96.5%, which effectively improved the accuracy of rolling bearing fault diagnosis.

6

Failure analysis of a high-speed induction machine driven by a SiC-inverter and operating on a common shaft with a high-speed generator

Breńkacz Łukasz, Bagiński Paweł, Adamowicz Marek, Giziewski Sebastian

Eksploatacja i Niezawodność

|

2022

|

Vol. 24, no. 1

177--185

EN

Due to ongoing research work, a prototype test rig for testing high speed motors/generators has been developed. Its design is quite unique as the two high speed machines share a single shaft with no support bearings between them. A very high maximum operating speed, up to 80,000 rpm, was required. Because of the need to minimise vibration during operation at very high rotational speeds, rolling bearings were used. To eliminate the influence of higher harmonics of supply voltage and current on the formation of torque oscillations on the shaft and excessive losses in the form of heat, a voltage source inverter with high switching silicon carbide (SiC) power transistors characterizing high precision of the output voltage generation with a fundamental harmonic frequency of several kilohertz has been used. During the first start-ups, it turned out that the system was not stable, and a failure occurred. The paper presents the consequences that may arise when a machine operating at a speed of about 70,000 rpm fails. The article contains pictures of a generator failure that occurred at a high rotational speed.

7

Effectiveness Analysis of Rolling Bearing Fault Detectors Based On Self-Organising Kohonen Neural Network – A Case Study of PMSM Drive

Jankowska Kamila, Ewert Pawel

Power Electronics and Drives

|

2021

|

Vol. 6 (41)

100--112

EN

Due to their many advantages, permanent magnet synchronous motors (PMSMs) are increasingly used in not only industrial drive systems but also electric and hybrid vehicle drives, aviation and other applications. Unfortunately, PMSMs are not free from damage that occurs during their operation. It is assumed that about 40% of the damage that occurs is related to rolling bearing damage. This article focuses on the use of Kohonen neural network (KNN) for rolling bearing damage detection in a PMSM drive system. The symptoms from the fast Fourier transform (FFT) and Envelope (ENV) Analysis of the mechanical vibration acceleration signal were analysed. The signal ENV was obtained by applying the Hilbert transform (HT). Two neural network functions are discussed: a detector and a classifier. The detector detected the damage and the classifier determined the type of damage to the rolling bearing (undamaged bearing, damaged rolling element, outer or inner race). The effectiveness of the analysed networks from the point of view of the applied signal processing method, map size, type of neighbourhood radius, distance function and the influence of input data normalisation are presented. The results are presented in the form of a confusion matrix, together with 2D and 3D maps of active neurons.

8

The causes and prevention of rolling bearing overheating of the axle box in the freight wagons while driving

Sobaś Marek

Pojazdy Szynowe

|

2021

|

Nr 1

44--57

EN

The article presents the problems related to the reasons of rolling bearings overheating of the freight wagons during operation. This question is significant as being related to driving safety. It affects the safety of the rolling stock and railway infrastructure. Hence, it may be concluded that attention should be paid to the quality of the bearing node assembly and to a diagnostic system located along the railway infrastructure, designed to detect the overheated rolling bearings.

PL

W artykule przedstawiono problematykę związaną z przyczynami przegrzania łożysk tocznych w wagonach towarowych podczas eksploatacji. Zagadnienie to jest o tyle ważne, że związane jest ono z bezpieczeństwem jazdy. Wpływa ono na bezpieczeństwo kursującego taboru oraz infrastruktury kolejowej. Stąd wynika następny wniosek, aby zwrócić uwagę na jakość montażu węzła łożyskowego oraz na system diagnostyczny, przeznaczony do wykrywania przegrzanych łożysk tocznych, rozmieszczony wzdłuż infrastruktury.

9

The use of FEM to evaluate the influence of logarithmic correction parameters of roller generators on the axle box bearing life

Chudzik Agnieszka, Warda Bogdan

Mechanics and Mechanical Engineering

|

2021

|

Vol. 25, nr 1

53--61

EN

In the roller-raceway contacts of the radial cylindrical roller bearing used in the axle boxes of a railway bogie, pressure accumulation may occur, reducing the fatigue life. This accumulation can be eliminated by applying logarithmic correction of generators and in particular varieties of the modified logarithmic correction. The correction parameters should be adapted to the operating conditions of the bearing. This article presents a comparison of the predicted fatigue life of an axle box bearing on correctly selected correction parameters with bearing life, in which correction of roller generators was used, typical for cylindrical roller bearings of general application. The finite element method was used to determine the subsurface stress distributions necessary to calculate the fatigue life.

10

Investigation of rolling bearing lubrication condition

Jałowiecki Andrzej, Fidali Marek, Krol Adrian

Diagnostyka

|

2021

|

Vol. 22, No. 4

51--58

EN

The research aimed to assess the lubrication condition of rolling bearings dismounted from previously operated passenger car alternators. The tests measured the vibrations and evaluated the technical condition of the bearings based on selected estimators of the vibration acceleration signal subjected to earlier band-pass filtration in the high-frequency range of 8-10kHz. Next, the bearings have been disassembled, allowing inspection of the lubricant condition for each measured bearings and the visual assessment of individual components. Based on the test results, it was observed that the mean value and standard deviation of considered features of vibration acceleration signals in the 8-10kHz band might be helpful in the classification of the lubrication condition.

PL

Celem badań była ocena stanu nasmarowania łożysk tocznych wymontowanych z wcześniej eksploatowanych alternatorów samochodów osobowych. Badania polegały na pomiarze drgań i ocenie stanu technicznego łożysk w oparciu o wybrane estymatory sygnału przyspieszeń drgań poddawanego wcześniejszej filtracji pasmowo przepustowej w zakresie wysokich częstotliwości 8-10kHz. Następnie łożyska zostały zdemontowane, co pozwoliło na zbadanie stanu smaru każdego łożyska i ocenę wizualną poszczególnych elementów. Na podstawie wyników badań zaobserwowano, że wartość średnia i odchylenie standardowe wybranych cech sygnałów przyspieszeń drgań w paśmie 8-10kHz mogą być przydatne w klasyfikacji stanu nasmarowania.

11

Assessment of changes in microstructure and hardness of bearing steel for operation at a high temperature caused by short-term overheating

Łęczycki Krzysztof, Gronek Sebastian

Journal of KONBiN

|

2020

|

Vol. 50, iss. 4

89--110

EN

The paper presented research results of the impact of short-term overheating of samples collected from the outer bearing ring suitable for the operation at elevated temperature installed in the turbine engine on the microstructure and hardness of the material. The samples were annealed at the following temperatures: 500, 600, 700, 800, 900 and 1000°C; and then cooled in still air. Microstructure examinations were conducted under metallographic microscope and transmission electron microscope.

PL

W publikacji przedstawiono wyniki badań wpływu krótkotrwałego nagrzewania próbek pobranych z pierścienia zewnętrznego łożyska przeznaczonego do pracy w podwyższonej temperaturze z silnika turbinowego na mikrostrukturę oraz twardość jego materiału. Próbki wygrzewano w temperaturach: 500, 600, 700, 800, 900 i 1000°C, następnie studzono na spokojnym powietrzu. Badania mikrostruktury przeprowadzono, wykorzystując mikroskop metalograficzny oraz transmisyjny mikroskop elektronowy.

12

Fatigue life prediction of a radial cylindrical roller bearing subjected to a combined load using FEM

Chudzik Agnieszka, Warda Bogdan

Eksploatacja i Niezawodność

|

2020

|

Vol. 22, no. 2

212--220

EN

The article presents the results of studies on the impact of a combined load of a radial cylindrical roller bearing for its predicted fatigue life. The distributions of maximum equivalent subsurface stresses and their depths, necessary during calculations of fatigue life, were determined using the finite element method, using the basic package of the ANSYS program. The calculations took into account the geometrical parameters of the bearing, including radial clearance and the shape of the rolling elements generators. The calculation results showed that the axial load of the radial cylindrical roller bearing and the tilt of the rollers associated with its operation reduces fatigue life. The obtained results were compared with the results of calculations according to the SKF catalogue method, obtaining satisfactory compliance.

PL

W artykule zaprezentowano wyniki badań wpływu złożonego obciążenia promieniowego łożyska walcowego na jego prognozowaną trwałość zmęczeniową. Rozkłady maksymalnych zastępczych naprężeń podpowierzchniowych oraz głębokości ich występowania, niezbędne podczas obliczeń trwałości zmęczeniowej, określono za pomocą metody elementów skończonych, z wykorzystaniem pakietu podstawowego programu ANSYS. W obliczeniach uwzględniono geometryczne parametry łożyska, w tym luz promieniowy i kształt tworzących elementów tocznych. Wyniki obliczeń wykazały, że obciążenie osiowe promieniowego łożyska walcowego i przechylenie wałeczków towarzyszące jego działaniu powoduje zmniejszenie trwałości zmęczeniowej. Otrzymane wyniki porównano z wynikami obliczeń według katalogowej metody firmy SKF, otrzymując zadowalającą zgodność.

13

Badanie rezonansów lokalnych i złożonych w lotniczych zespołach napędowych z wykorzystaniem metod FAM-C i FDM-A

Lewitowicz Jerzy, Szelmanowski Andrzej, Gębura Andrzej, Pazur Andrzej, Franczuk Edyta

Przegląd Elektrotechniczny

|

2019

|

R. 95, nr 11

59--62

PL

W artykule przedstawiono zagadnienia związane z badaniami lotniczych zespołów wirnikowych, a w szczególności ich łożysk tocznych i elementów przekładni zębatych. Opisano również podstawy teoretyczne badań i analizy zjawisk rezonansowych, identyfikowanych przy pomocy metod diagnostycznych FAM-C i FDM-A. Metody te oparte są na analizie modulacji napięcia wyjściowego prądnic i zapewniają monitorowanie zjawisk dynamicznych wszystkich podzespołów występujących w lotniczym zespole napędowym.

EN

The article presents the issues related to the research of aerodynamic rotor assemblies, in particular their rolling bearings and toothed gear components. The theoretical foundations of research and analysis of resonance phenomena, identified using the FAM-C and FDM-A diagnostic methods are also described. These methods are based on the analysis of generator output voltage modulation and provide monitoring of dynamic phenomena of all components found in the aviation power unit.

14

Zabezpieczenie drganiowe łożyskowań silników elektrycznych

Lipiński Jan Marek, Woźniak Artur

Napędy i Sterowanie

|

2019

|

R. 21, nr 2

22--26

PL

Awaria łożyska w silniku elektrycznym może mieć różne skutki. W najlepszym przypadku będzie konieczna wymiana tylko samego łożyska. Jest tu mowa o awarii łożyska, a nie o planowanej wymianie łożyska wskutek wyników prowadzonego monitoringu stanu łożyska. Chociaż często zdarzają się awarie łożysk niewynikające ze złego stanu łożyska, lecz z innych przyczyn, co będzie zobrazowane przykładami awarii w dalszej części artykułu. W najgorszym przypadku awaria łożyska może prowadzić do zniszczenia łożyska, elementów łożyskowania i zatarcia wirnika o stojan.

15

Effect of radial internal clearance on the fatigue life of the radial cylindrical roller bearing

Chudzik Agnieszka, Warda Bogdan

Eksploatacja i Niezawodność

|

2019

|

Vol. 21, no. 2

211--219

EN

The paper presents result of the research on influence of internal radial clearance in radial cylindrical roller bearing on its fatigue durability. By solving the Boussinesq problem for the elastic half-space and finite elements method, stress distributions were determined, necessary to estimate predicted fatigue life of the bearing. The calculations took into account geometrical parameters of the bearing: its radial clearance and shape of rolling parts. Predicted radical clearance was computed by using the Lundberg and Palmgren model. ANSYS program allowed to introduce the analysis of von Mises stress distribution in any plane of cooperating components. The outcome revealed, radial cylindrical roller bearing will have highest endurance with slight radial clearance.

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań wpływu wewnętrznego luzu promieniowego w promieniowym łożysku walcowym na jego prognozowaną trwałość zmęczeniową. Wykorzystując zagadnienie Boussinesqa dla półprzestrzeni sprężystej i metodę elementów skończonych, określono rozkłady naprężeń podpowierzchniowych niezbędne do oszacowania prognozowanej trwałości zmęczeniowej łożyska. W obliczeniach uwzględniono geometryczne parametry łożyska: jego luz promieniowy i kształt części tocznych. Do określenia wartości luzu promieniowego wykorzystano model Lundberga i Palmgrena. Zastosowanie programu ANSYS pozwoliło na przeprowadzenie analizy rozkładu naprężeń von Misesa w dowolnej płaszczyźnie współpracujących ze sobą elementów tocznych łożyska. Analiza obliczeń wykazała, że promieniowe łożysko walcowe będzie miało najwyższą wytrzymałość z niewielkim luzem promieniowym.

16

New edition of European regulations concerning axle boxes, rolling bearings and greases in the aspect of operational safety : greases for rolling bearings

Sobaś M.

Pojazdy Szynowe

|

2018

|

Nr 4

14--26

EN

The article presents the currently valid regulations concerning axle boxes, bearings and greases for running gear systems of rail vehicles in the aspect of operational safety, running in the domestic and cross-border traffic. The article deals with the significant problems regarding the approval process of individual components, i.e. bearing greases, bearings and axle boxes. The new European standards are an important guarantor of the comprehensive safety of wheelsets and running gear systems of railway vehicles. This article deals with rolling bearings greases used in the country.

PL

W artykule przedstawiono aktualnie obowiązujące przepisy dotyczące maźnic, łożysk oraz smarów dla układów biegowych pojazdów szynowych w aspekcie bezpieczeństwa eksploatacyjnego, kursującym w ruchu krajowym oraz transgranicznym. Artykuł porusza istotne problemy dotyczące procesu homologacji poszczególnych elementów tzn. smarów łożyskowych, łożysk oraz maźnic. Nowe normy europejskie są istotnym gwarantem kompleksowego bezpieczeństwa zestawów kołowych oraz układów biegowych pojazdów szynowych. W tym artykule zajęto się smarami do łożysk tocznych, używanymi w kraju.

17

Przyczyny szybkiego uszkodzenia łożysk tocznych w silnikach elektrycznych

Lipiński J. M., Woźniak A.

Napędy i Sterowanie

|

2018

|

R. 20, nr 4

36--39

PL

Powszechnie wiadomo, że na niezawodną pracę i dużą trwałość łożysk tocznych ważny wpływ mają prawidłowy montaż i właściwa obsługa polegająca na dosmarowywaniu odpowiednim gatunkiem smaru pozbawionym zanieczyszczeń, usuwaniem nadmiaru zużytego smaru, okresową wymianą całości smaru z łożysk na nowy.

18

Badania porównawcze wybranych systemów pomiarowych drgań łożysk tocznych

Adamczak S., Wrzochal M.

Mechanik

|

2018

|

R. 91, nr 7

498--500

PL

Producenci łożysk tocznych mają własne systemy kontroli drgań łożysk, składające się z kilku kluczowych podzespołów. Chociaż zasada działania tych systemów jest taka sama, różnią się one od siebie niektórymi rozwiązaniami konstrukcyjnymi, z kolei rodzaj zastosowanej konstrukcji ma wpływ na dokładność pomiaru drgań łożyska tocznego.

EN

Roller bearing manufacturers have individual bearing vibration monitoring systems, consisting of several key components. Despite the fact that the principle of operation of these systems is the same, they differ from each other with some constructional solutions, whereas the type of construction used has an impact on the accuracy of measuring vibrations of a rolling bearing.

19

Wykorzystanie MES w pracach inżynierskich

Chudzik A.

Przegląd Mechaniczny

|

2017

|

nr 6

21--23

PL

W pracy zaprezentowano zastosowanie metody elementów skończonych (MES) w badaniu łożysk tocznych. Przedstawiono przykładowe wyniki obliczeń numerycznych na modelu najbardziej zbliżonym do rzeczywistej konstrukcji elementów łożyska tocznego w warunkach jego pracy. Obliczenia wykonano, stosując profesjonalny pakiet ANSYS.

EN

The paper presents the application of FEM in the research of rolling bearings. The exemplary results of numerical calculations are presented on the model closest to the real design of rolling bearing elements in the operating conditions. Presented modeling integral part of the contact zone reinforcement using MES, professional package ANSYS.

20

Vibration Diagnostics as an effective Tool for Testing Engines of Internal Combustion

Domotor F., Szabo J. Z.

Production Engineering Archives

|

2017

|

Vol. 16

3--6

EN

There are several methods of automotive diagnostics used in services to detect a large variety of faults and damages of various parts of engines of internal combustion. Undoubtedly, they are effective, but they are simply unable to find all types of mechanical faults occurring during the operation. This is the reason why authors of this paper tried to use a special tool, which has been proven for years for detecting faults of rolling element bearing in rotating machinery. During their research, the authors tried to find valuable results by measuring vibration of various parts of engines. Three items were tested, a Diesel engine and two Otto motors. A large number of measurements have been taken at various speed, at different points, in different directions, with different parameter setup, etc. However, there was one setup which has been applied to all three engines. It is the measurement setup of vibration velocity, in the frequency range of 2 Hz-300 Hz. Valuable consequences have been found regarding the clogging of the air filters and the exhaust systems. As a conclusion the authors expressed their opinion, that, apart from the traditional diagnostic methods used in services, vibration measurements can also be useful, especially for detecting faults of rolling element bearings.