W artykule przedstawiono wyniki badań laboratoryjnych, z których wynika, że emisja akustyczna (EA) może być uznana za sygnał diagnostyczny, przydatny do identyfikacji stanu technicznego łożysk głównych i korbowych okrętowych silników o zapłonie samoczynnym. Wykazano w nim bowiem, że parametry emisji akustycznej takie jak: czas rejestracji, energia sygnału, amplituda sygnału, ilość przekroczeń poziomu dyskryminacji, czas narastania, RMS –pochodna energii, pozycja w domenie częstotliwości, rozkład wartości szczytowych amplitud, widmo częstotliwości uzyskane poprzez transformację Fouriera, przemieszczenia dominującej częstotliwości w czasie, mogą być parametrami diagnostycznymi, gdyż odwzorowują one uszkodzenia warstw ślizgowych panwi wspomnianych łożysk. Wykazano, że zastosowana w badaniach aparatura należącą do rodziny AMSY-5 Vallen Systeme GmbH jest przydatna do badania EA generowanej w panwiach łożysk silników spalinowych tłokowych. Scharakteryzowano ogólnie stanowisko laboratoryjne przysposobione do prowadzenia badań zmęczeniowych łożysk ślizgowych. Przedstawiono fotografie uszkodzonych panwi oraz opisy tych uszkodzeń i odpowiadające im rejestracje parametrów EA. Artykuł zawiera także analizę rezultatów badań, z których wynika, że istnieje możliwość wyselekcjonowania parametrów EA, które umożliwiają wykrywanie zmian stanu technicznego panwi łożysk ślizgowych silników spalinowych na wczesnym etapie inicjacji tych uszkodzeń. Zaproponowano hipotezę, która umożliwia sformułowania odpowiedniej diagnozy o stanie technicznym panwi łożysk ślizgowych.
2
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
In this paper, the possibilities of rolling bearing diagnostics, according to the PN and ISO standards, utilising the dimensionless discriminants of vibroacoustic processes, CPB frequency analysis and envelope detection methods are presented. The test bench, the measuring system, as well as the obtained results are described in detail. The authors’ own algorithm for the course of action during the process of detecting damage torolling bearings, involving the multi-criterion diagnostic utilising the afore methods is also described.
PL
W artykule przedstawiono możliwości: diagnostyki łożysk tocznych z użyciem metod PN i ISO, wykorzystania amplitudowych dyskryminant bezwymiarowych procesów wibroakustycznych, analizy częstotliwościowej CPB i analizy obwiedni. Opisano szczegółowo stanowisko pomiarowe, na którym przeprowadzono badania, układ pomiarowy oraz uzyskane wyniki analizy. Zaprezentowano też autorski algorytm postępowania podczas wykrywania uszkodzeń łożysk tocznych obejmujący diagnostykę multikryterialną z zastosowaniem powyższych metod.
Silniki elektryczne są coraz częściej stosowane na Ziemi, w gospodarstwach domowych, przemyśle itp., ich liczba wzrasta z każdym rokiem na całym świecie. To wszystko wymusza pewne podejście do ich diagnostyki, zwłaszcza w takich miejscach, gdzie ich niezawodność jest kluczowa, tzn. w zastosowaniach strategicznych czy wojskowych. Następnie należy zastosować odpowiedni rodzaj diagnostyki oparty na sygnale czasowym, częstotliwościowym, bądź innym. W szczególności istotne jest badanie silników synchronicznych z magnesami trwałymi (PMSM), gdyż mając wiele zalet (jak stosunek oddawanej mocy do ich masy) i stają się bezkonkurencyjnie stosowane w każdej gałęzi przemysłu. Z uszkodzeń mechanicznych najbardziej im grożących wymienia się ekscentryczność (mimośrodowość) statyczną i dynamiczną, demagnetyzację (rozmagnesowanie), uszkodzenia łożyska czy uszkodzenia międzyzwojowe. W przemyśle każde przewidzenie takiej awarii może zapobiec ogromnym stratom finansowym albo narażeniem na niebezpieczeństwo pracowników.
EN
Electric motors are being increasingly utilized on Earth, in the households, industry etc., their number is augmenting every year worldwide. This enforces a certain procedure at the approach to the diagnosis of such motors, especially in locations where their reliability is very important, i.e. in strategic or military applications. Then one must apply the right kind of diagnosis based on the frequency or time signal, or another type. In particular, synchronous motors with permanent magnets (PMSM) should be examined, because of the many advantages they possess (such as the ratio of power output to its mass) and they become unrivaled in every industry aspect. The most common mechanical failures which are a jeopardy for them are static and dynamic eccentricity, demagnetization of the magnet, bearing damage or inter-turn faults. In the industry it is very crucial to predict such failures in order to avoid huge human or financial losses.
It is known that electrical and mechanical failures appearing in the induction motor cause increased vibration emission of the machine. This phenomenon is commonly used to identify condition of the motor using diagnostic devices equipped with accelerometers. It can be noted that vibration phenomenon is often accompanied by increased noise in the faulty motor, which can be used as a symptom of failure. Contrary to the vibration signals, measurement of acoustic signals does not require installing any sensors in the machine and can be performed non-invasively from a distance. This paper presents the possibility of using the analysis of acoustic signal emitted by the working motor for detection of bearings failures and broken rotor bars. Also the construction details of designed acoustic analyzer, which was utilized in experimental research were presented.
The use of variable-frequency drives (VFDs) to control AC motors has increased dramatically in recent years. In addition to their low operating cost and high performance, they save energy. Today, the challenge facing system designers and engineers is to minimize damage to AC motors from shaft current. From its first minute of operation, a VFD induces destructive voltages that build up on the motor shaft until they find discharge paths to the frame (ground). In most cases, the motor bearings present the path of least resistance. Once voltage is sufficient to overcome the resistance of the oil film layer in the bearing, shaft current discharges, causing electrical discharge machining (EDM) pits and fusion craters in the race wall and ball bearings. This phenomenon continues until the bearings become so severely pitted that fluting, excessive noise, and failure occur. Mitigation of this damage is possible through various strategies. Some are narrow in application, and most are costly. Many are not technically feasible. However, a new technology employs a circumferential ring of conductive micro fibers to discharge harmful currents and provide a low-cost solution to the problem.
The negative influence of bearing currents on the durability of rolling bearings in the alternating current electric motors are shown. The reasons of bearing current formation in electric motors are given. Examples of bearing races damages of cooperating rolling bearing elements are presented. Analysis of dents distribution in the roller, roll-neck and ball bearing races are made. Conclusions drawn from laboratory researches are presented in chapter 6.
7
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Uszkodzenia kół zębatych i łożysk tocznych zakłócają prawidłową pracę przekładni. W artykule przedstawiono wpływ kilku, najbardziej interesujących (z punktu widzenia eksploatacji przekładni) uszkodzeń, na zmiany sił dynamicznych w zazębieniu. Uwzględniono następujące defekty: lokalne uszkodzenie bieżni zewnętrznej łożyska tocznego, pękniecie podstawy zęba oraz częściowe wykruszenie wierzchołka zęba. Do określenia sił w zazębieniu wykorzystano model dynamiczny, którego najważniejsze parametry zidentyfikowano, ponieważ jedynie użycie takiego modelu pozwala na osiągnięcie wiarygodnych wyników.
EN
The identified model of power transmission system with toothed gear was used to determination of influence of gear elements failure on the dynamic forces in meshing. The investigations included influence following damages: local damage of external race of rolling bearing, crack of root tooth and chipping of tooth.