Diagnostics and evaluation of the technical state of roller bearings is one of the topical problems of in the evaluation of a machine's technical condition. Many of methods applied for the diagnostics of bearings are time-consuming and therefore could not be applied for the evaluation of a technical condition in real time. From the other hand, the development of such methods is necessary when considering the possibilities of breakdowns of whole machines caused by the defects of bearings. The presented method is based on simple statistical measure, the Hurst exponent, which is very sensitive to the changes in the signals. The method was introduced and tested on real experimental data. Due to the computational simplicity, the Hurst exponents could be applied for on-line condition monitoring of roller bearings as well.
PL
Diagnostyka i ocena stanu technicznego łożysk tocznych jest jednym z głównych problemów przy ocenie stanu technicznego maszyn. Wiele metod stosowanych do diagnostyki łożysk są czasochłonne i zatem nie mogą być zastosowane do oceny stanu technicznego w czasie rzeczywistym. Z drugiej strony opracowanie takich metod jest niezbędne, biorąc pod uwagę możliwości zniszczenia całych maszyn na skutek niesprawności łożysk. Przedstawiona metoda opiera się na prostej mierze statystycznej, wykładniku Hursta, która jest bardzo wrażliwa na zmiany w sygnałach. Metodę przedstawiono i przetestowano na rzeczywistych danych eksperymentalnych. Ze względu na prostotę obliczeniową wykładniki Hursta mogą być z powodzeniem stosowane do monitorowania stanu łożysk tocznych w trybie on-line.
This paper focuses on the application of entropy of the vibration signal in frequency domain for rolling element bearing defect detection and diagnosis. Impacts, which are results of bearing faults, cause instantaneous changes of vibration signal in frequency domain. Presented method of diagnosing is based on an assumption that mentioned above changes of signal can be estimated with use of entropy of signal in frequency domain. During the research the Shannon entropy and the relative entropy (Kullback - Leibler entropy) were applied. Distribution of signal in frequency domain was estimated with use Fourier Transform (normalized Power Spectrum Density) or Discrete Wavelet Transform. In the paper the influence of: rotational speed of shaft, radial load of bearing and additional noise of signal on efficiency of proposed method was presented.
PL
Artykuł przedstawia przykłady zastosowania entropii widma sygnału do wibroakustycznej diagnostyki łożysk tocznych. Impulsy drgań, które są wynikiem uszkodzeniem łożyska wywołują chwilowe zmiany sygnału w dziedzinie częstotliwości. Prezentowana metoda diagnozowania bazuje na założeniu, że te zmiany sygnału mogą być oceniane z wykorzystaniem entropii widma sygnału. W badaniach zastosowano entropię Shanona i entropię względną (Kullback - Leibler entropy). Rozkłady sygnałów w dziedzinie częstotliwości wyznaczano z zastosowaniem transformacji Fouriera (znormalizowane widmo mocy sygnału) albo dyskretnej transformacji falkowej. W artykule przedstawiono wyniki opisujące wpływ: prędkości obrotowej wału, obciążenia promieniowego łożyska i zakłóceń sygnału na wyniki zaproponowanej metody.
The paper deals with an application of entropy of signal in frequency domain to vibroacoustical diagnostics of ball bearings. Crossing of rolling elements over a crack located at one of the raceways is a reason of appearance of a sequence of shocks. Presented method of diagnosing is based on an assumption that impulses, which are results of bearing faults cause instantaneous changes of signal in frequency domain. This changes of signal are estimated with use of entropy of signal in frequency domain. During the research the Shannon entropy and the relative entropy were applied. Distribution of signal in frequency domain was estimated with use Fourier Transform (normalized Power Spectrum Density) or Discrete Wavelet Transform. In the paper the influence of rotational speed of shaft on efficiency of proposed method were presented.
PL
Artykuł poświęcony jest zastosowaniu entropii widma sygnału do wibroakustycznej diagnostyki łożysk tocznych. Przetaczanie się elementów tocznych przez lokalne uszkodzenie jednej z bieżni łożyska powoduje wystąpienie szeregu uderzeń. Prezentowana metoda diagnozowania bazuje na założeniu, że impulsy które są wynikiem uszkodzeniem łożyska wywołują chwilowe zmiany sygnału w dziedzinie częstotliwości. Te zmiany są oceniane z wykorzystaniem entropii widma sygnału. W badaniach zastosowano entropię Sharona i entropię względną. Rozkład sygnału w dziedzinie częstotliwości wyznaczano z zastosowaniem transformacji Fouriera (znormalizowane widmo mocy sygnału) albo dyskretnej transformacji falkowej. W artykule przedstawiono wyniki opisujące wpływ prędkości obrotowej wału na wyniki zaproponowanej metody.
A robot destined for inspection of ventilation ducts is introduced. The robot consists of two platforms that are able to move in relation to each other. The main problem is to overcome long vertical fragments of ventilation ducts and obstacles such as differently shaped ducts and elbows of various cross sections. Since duct sides are made of steel sheets, the robot climbs vertical parts by using permanent magnets. The structure of the robot applied consists of two platforms placed one above the other. Both platforms are equipped with four immobile columns. At the end of each column a permanent magnet is fixed, driven by servomechanisms, allowing it to descend or lift from the plane of the conduits. An analysis of a minimal number of motions of the upper and lower platform has been carried out, with consideration of obstacles the robot has to overcome. Four motions of the platform meet the requirements mentioned above. Motions of the robot are carried out by using servomechanisms and screw drive mechanisms.
PL
W artykule przedstawiono robota przeznaczonego do inspekcji przewodów wentylacyjnych o nietypowym rozwiązaniu konstrukcyjnym. Podstawowym problem jest pokonywanie długich pionowych fragmentów przewodów i przeszkód, jakimi są różnego rodzaju łączniki kształtowe. Ponieważ przewody wentylacyjne wykonywane są z blachy stalowej do utrzymywania robota na pionowych ścianach zastosowano magnesy stałe. Przyjęto konstrukcje robota składającego się z dwóch platform umieszczonych jedna pod drugą, które mogą się wzajemnie przemieszczać. Każda z platform wyposażona jest w cztery nieruchome słupy na końcach, których umieszczone są magnesy stałe, które za pomącą specjalnych napędów przykładane są lub odrywane do ścianki. W oparciu o przeszkody, które pokonywać ma robot dokonano analizy koniecznych ruchów (minimalnej liczby) platformy dolnej i górnej względem siebie, przy których robot będzie mógł pokonać wszystkie przeszkody. Przyjęto cztery ruchy platform spełniające powyższy warunek, które realizowane są przy pomocy serwomechanizmów i mechanizmów śrubowych.
5
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
In the paper an intelligent monitoring system of local water supply system is described. The main task of this system concerns water leakages detecting. For inputs, this system uses information from few pressure or flow sensors, mounted on the pipeline network, the output is a piece of information about leakage detection and localization. A heuristic model of water supply network makes the main part of intelligent diagnostic system. The model was built with the use of artificial neural networks. This paper presents the structure and optimization of a heuristic model. The authors took advantage of methods of artificial intelligence and methods known from model-based process diagnostics to increase the accuracy with which system detects of water leakages.
The paper presents the method of optimization of heuristic model of water supply system with Genetic Algorithm. This model is an essential part of intelligent diagnostic system of local water supply system. The main task of this system is water leakage detecting and localization. For inputs, this system uses information from pressure or flow sensors, mounted on the pipeline network, the output is a piece of information about leakage detection and localization. The main advantage of this system is a possibility of approximate leakage localization using only a limited number of installed sensors. The first problem which should be solved to apply this system in practice is to find the best localization of sensor which should be installed on water pipeline. The method of solving this problem was described in the paper.
PL
W artukule przedstawiono sposób optymalizacji heurystycznego modelu sieci wodociągowej, opartego o sztuczne sieci neuronowe, z zastosowaniem algorytmu genetycznego. Model ten stanowi zasadniczy element inteligentnego układu diagnozustyki sieci wodociągowej, mającego za zadanie wykrywanie przecieków sieci wodociągowej. Wejściami do modelu są dane z czujników ciśnienia lub przepływu zainstalowanych na sieci, zaś wyjściami informacja o lokalizacji potencjalnych przecieków. Podstawową zaletą tej koncepcji systemu diagnozowania sieci wodociągowej jest możliwość przybliżonej lokalizacji uszkodzeń sieci w oparciu o ograniczoną liczbę czujników na niej zainstalowanych. Istotnym problemem który należy rozwiązać w pierwszym etapie budowy systemu, jest wybór lokalizacji ograniczonej liczby czujników, zapewniających jednak identyfikowanie jak największej liczby potencjalnych awarii. Artykuł przedstawia sposób rozwiązania tego problemu poprzez optymalizację rozmieszczenia czujników z zastosowaniem algorytmu genetycznego.
Jednym z podstawowych pojęć w diagnostyce maszyn jest sygnał diagnostyczny, będący nośnikiem informacji umożliwiającym przekazanie wiadomości o stanie obserwowanej maszyny. W artykule przedstawiono przegląd metod analiz sygnałów wibroakustycznych stosowanych i opracowanych w Katedrze Podstaw Konstrukcji Maszyn Politechniki Śląskiej, wykorzystywanych głównie w diagnostyce maszyn wirnikowych. Pierwsza część artykułu jest opisem sygnałów rejestrowanych podczas badań maszyn wirnikowych oraz rodzajów eksperymentów diagnostycznych. W części tej zawarto także krótki przegląd metod analizy takich sygnałów. W kolejnej części artykułu opisano metody czasowo-częstotliwościowej analizy sygnałów z zastosowaniem krótkoczasowej transformacji Fouriera i transformacji falkowej, które są stosowane do analizy sygnałów niestacjonarnych, głównie sygnałów rejestrowanych w przejściowych warunkach działania maszyny. W końcowej części artykułu przedstawiono metody analizy sygnałów dwuwymiarowych, opisujących trajektorie ruchu czopa w łożysku hydrodynamicznym z zastosowaniem reprezentacji zespolonej.
EN
A signal is considerd to be one of the basic terms of technical diagnostics. It is treated as a carrier of information about the state of an observed object. The paper deals with the review of methods of diagnostic signal analysis applied and elaborated in Department of Fundamental of Machinery Design of Silesian University of Technology. Presented methods are mainly applied in diagnostics of rotating machinery. In the first part of the paper time-frequency methods were described, which are applied to analysis of nonstacionary signals. The second part is devoted to the analysis of two-dimensional signals. Examples of such signals aretrajectories of the centre of shaft neck in hydrodynamic bearing.
W artykule przedstawiono przykłady zastosowań paczkowej transformacji falkowej do identy-fikacji niesprawności łożysk tocznych. Paczkową transformację falkową wykorzystano do wielo-pasmowej filtracji sygnałów drgań rejestrowanych na obudowie łożyska. Doboru ortogonalnych baz falkowych, zastosowanych do analizy sygnałów, dokonano w oparciu o kryterium wykorzy-stujące ocenę intensywności impulsów wywołanych uszkodzeniem łożyska.
EN
In this paper, the examples of an application of the wavelet packed transform for the evaluation of vibration signals of rolling element bearings for fault detection are described. The wavelet packed transform was applied to multiple band-pass filtering of the signal. The orthogonal base to a given signal, which contains information about shocks produced by bearing faults, has been matched.
W pierwszej części artykułu przedstawiono metodę diagnozowania łożysk tocznych z zastosowaniem transformacji falkowej (WT) do wielopasmowej filtracji sygnałów oraz opisano wpływ wyboru funkcji bazowych WT na uzyskiwane wyniki badań. W drugiej części przedstawiono metodę diagnozowania łożysk bazującą na identyfikacji (rozpoznawaniu) pojedynczych impulsów sygnału wywołanych uszkodzeniem łożyska tocznego z wykorzystaniem klasyfikatora neuronalnego oraz WT do wyznaczania cech pojedynczych impulsów sygnału.
EN
In the first part of this paper, the method of detection of bearings failures using wavelet transform (WT) for multiple band-pass filtering of the signal was presented. There are described results of the use of different kinds of basis functions. In the second part, the method of bearing diagnostics based on recognition (classification) of signal impulses, caused by faults of bearing, was presented. Feed forward neural networks were used for classifying the impulses.
W referacie opisano model drgań wirnika dwupodporowego będącego częścią stanowiska laboratoryjnego do badań drgań walów. Następnie zweryfikowano model w oparciu o charakterystyki rezonansowe obiektu wyznaczone doświadczalnie i otrzymane z zastosowania modelu.
EN
In this paper a model of shaft vibration of two-support rotor being apart of laboratory stand for investigation of shaft vibration is described. Verification of the model was performed by comparing frequency characteristics of real object and generated by model.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.