Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Wybrane problemy i wyzwania automatycznej diagnostyki elementów maszyn górniczych

Stefaniak P., Obuchowski J., Sawicki M., Zimroz R., Żak G., Wyłomańska A., Bartelmus W.

Cuprum : czasopismo naukowo-techniczne górnictwa rud

|

2015

|

nr 3

189--198

PL

W artykule zaprezentowano wybrane problemy automatycznej diagnostyki elementów maszyn górniczych. Jednym z najistotniejszych problemów diagnostyki w warunkach kopalni jest automatyczna akwizycja i walidacja danych. Wstępne określenie jakości zebranych danych diagnostycznych pozwala nie tylko na uniknięcie przetwarzania błędnych danych związanych np. z nieprawidłową pracą czujnika, ale także na „autodiagnostykę” systemu pomiarowego, czyli pozyskanie informacji o prawidłowości pracy systemu akwizycji danych. Kolejnym ważnym problemem automatyzacji diagnostyki maszyn górniczych jest identyfikacja trybu pracy maszyny. W literaturze wykazano, że wielkość obciążenia, ale także charakter jego zmienności ma kluczowe znaczenie na etapie doboru metod przetwarzania sygnałów, jak i schematów wnioskowania diagnostycznego. Dobór odpowiednich, odpornych metod ekstrakcji, a następnie przetwarzania danych diagnostycznych, dopasowanych m.in. do występujących zakłóceń zmiennego obciążenia maszyny, a co za tym idzie – zmiennego stosunku sygnału do szumu pozwala skutecznie wykrywać uszkodzenia w maszynach górniczych. Konsekwentnie, jedynie odpowiednio przetworzone sygnały mogą być podstawą do automatycznego ustalenia prawidłowych progów decyzyjnych. Synteza informacji diagnostycznej z wielu źródeł danych może zapewnić skuteczną ocenę aktualnego stanu technicznego elementów maszyny oraz optymalne planowanie prac obsługowo-naprawczych.

EN

This paper presents selected problems of automatic diagnosis of mining machinery components. One of the most important problems of diagnostics in an underground mine is automatic acquisition and validation of data. Initial determination of the acquired diagnostic data quality allows not only to avoid incorrect processing of data related to e.g. malfunction of the sensor, but also on the “self-diagnosis” of measuring system, i.e. obtaining information about operation of the data acquisition system. Another important issue of automatic diagnostics of mining machines is to identify the regime of machine operation. In the literature it has been shown that the volume and volatility of load are crucial steps in selection of appropriate signal processing methods and flow of diagnostic inference. Selection of suitable, robust methods of extraction and processing of diagnostic data fitted to, inter alia, time-varying signal-to-noise ratio, allows to detect the failure in mining machinery effectively. Consequently, only appropriately processed signals can be the basis for automatic determination of correct decision thresholds. Synthesis of diagnostic information from multiple data sources can provide effective assessment of the current technical condition of machine components and optimal planning of service and repair.

2

Informatyczny system wspomagający podejmowanie decyzji eksploatacyjnych parku maszynowego

Stefaniak P., Bartelmus W., Zimroz R., Hardygóra M.

Wiadomości Górnicze

|

2014

|

R. 65, nr 10

535--541

PL

Przedstawiony w artykule system wspomagania decyzji dedykowany jest kopalni podziemnej rudy miedzi, w której sieć przenośników taśmowych stanowi kluczowy element procesu produkcyjnego. Jego opracowanie ze względu na rozległy i złożony obszar parku maszynowego, skomplikowane górnicze uwarunkowanie środowiskowe czy wiele czynników wpływających na degradację, wymagało integracji danych z różnych źródeł, adaptacji zaawansowanych technik ich eksploracji, procedur postępowania czy różnorakich metod diagnostycznych. Ze względu na wielowymiarowy charakter danych diagnostycznych i zróżnicowane konfiguracje techniczne eksploatowanych obiektów, niezbędne było opracowanie i implementacja złożonych modeli analitycznych bazujących na technikach sztucznej inteligencji.

EN

A decision support system, presented in the article, is dedicated to the underground copper ore mine, where the network of conveyor belts is a key element of the production process. Its development, due to its the vast and complex area of machinery stock, complex mining environment, or many factors affecting the degradation, required the integration of data from different sources, adaptation of advanced techniques of exploitation, procedures of conduct or various diagnostic methods. Due to the multidimensional nature of diagnostic data and diverse technical configurations of the operated facilities, it was necessary to develop and implement complex analytical models based on artificial intelligence techniques.

3

Object and operation supported maintenance for mining equipment

Bartelmus W.

Mining Science

|

2014

|

Vol. 21

7--21

EN

The paper aroused in answer to discussion in Mining Magazine (MM) September 2011 and July/August 2013. The paper shows that discussion given in the MM issue July/August 2013 does not fulfill expectations expressed in MM issue 2011. The presented paper is the review on maintenance that is based on condition monitoring as tool for detection of faults and failure prevention. Fault and failure are regarded as inevitable during the machine operation as the process of wear and the process of degradation. The question is, if one can influence the wear and degradation process, using condition monitoring. The paper will present technology (in reference to cited papers) which demonstrates that the use of the proper method can influence the wear and machine degradation process, using proper condition monitoring techniques and knowing scenarios of wear and degradation process, the maintenance can be rationalized. The presented paper shows possible improvements which are needed to fulfill expectations expressed in MM September 2011 and they are not taken into consideration in MM July/August 3013. These improvements can be fulfilling on the bases of object and operation supported maintenance.

PL

Artykuł powstał w odpowiedzi na dyskusję w Mining Magazine (MM) wrzesień 2011 i lipiec/sierpień 2013. Artykuł pokazuje, że dyskusja przedstawiona w MM 2013 nie spełnia oczekiwań wyrażonych w MM wydanie 2011. Przedstawiana praca jest przeglądem na temat obsługi maszyn, która bazuje na monitorowaniu jako narzędzie dla detekcji uszkodzeń i ich zapobieganiu. Uszkodzenia są uważane jako nieuchronne w eksploatacji jako proces zużycia i degradacji. Istnieje pytanie czy można wpłynąć na proces zużycia i degradacji wykorzystując monitorowanie stanu. Artykuł przedstawił technologię (w odniesieniu do cytowanych prac), które pokazują, że wykorzystując monitorowanie i znając scenariusze zużycia i proces degradacji można racjonalizować eksploatację. Przedstawiony artykuł pokazuje możliwe ulepszenia, które są potrzebne, aby spełnić oczekiwania wyrażone w MM wrzesień 2011, a które nie są brane pod uwagę w MM 2013. Te ulepszenia mogą być spełnione na podstawie wspomagania wnioskowania wynikającego z znajomości cech obiektu i warunków eksploatacji.

4

System Zarządzania Eksploatacją Przenośników Taśmowych DIAG MANAGER dla KGHM O/ZG "Polkowice-Sieroszowice"

Król R., Zimroz R., Górniak-Zimroz J., Gładysiewicz L., Bartelmus W., Hardygóra M.

Wiadomości Górnicze

|

2011

|

R. 62, nr 7-8

420-427

PL

W artykule zaprezentowano efekt, prowadzonej w KGHM O/ZG "Polkowice-Sieroszowice", pracy badawczo-rozwojowej w postaci Systemu Zarządzania Eksploatacją Przenośników Taśmowych. W artykule przedstawiono koncepcję systemu oraz uzasadniono wybór przyjętej technologii bazodanowej realizowanej na platformie G1S. Ponadto przedstawiono strukturę danych opisowych i przestrzennych zaimplementowanych w trzech warstwach wektorowych, dwu aktywnych i jednej jako warstwa podkładowa. Zaprezentowano funkcjonalność systemu DIAG MANAGER szczegółowo opartą na zdefiniowanych potrzebach użytkownika.

EN

The article presents the results of research-development work in the form of Operation Management System of Belt Conveyors carried out in "Polkowice--Sieroszowice" mining plant of KGHM. The article presents a concept of the system, and justifies the choice of the adopted database technology implemented on the GIS platform. Moreover, the structure of descriptive and spatial data are presented implemented in three vector layers, two active and one as a base one. The functionality of DIAG MANAGER system was presented in detail, which is based on defined needs of the user.

5

Vibration spectra characteristic frequencies for condition monitoring of mining machinery compound and complex gearboxes

Bartelmus W., Zimroz R.

Prace Naukowe Instytutu Górnictwa Politechniki Wrocławskiej. Studia i Materiały

|

2011

|

Vol. 133, nr 40

17-34

EN

The paper gives general procedures for development characteristics frequencies in a simple and elaborate gearbox systems. The gearboxes systems may consists of compound and complex gear- boxes. The gearbox classification for compound and complex gearboxes is presented. The complex systems consists of planetary gearboxes. Three different planetary gearboxes are considered. These three types of planetary gearboxes are used in driving systems for mining machinery like bucket wheel excavators, shearers. The introduction to frequency characteristic development is presented. The characteristic frequencies are: sequence of recurrent excitations for short recurrent frequencies, meshing frequencies, shaft frequencies, local fault frequencies.

PL

W pracy przedstawiono procedurę znajdowania charakterystycznych częstotliwości w prostych i złożonych układach przekładni zębatych. Przekładnie mogą tworzyć złożone i zespolone przekładnie. Przedstawiono sposób klasyfikacji przekładni złożonych i zespolonych. Zespolone przekładnie tworzą przekładnie planetarne. Trzy różne przekładnie planetarne są rozpatrywane. Te trzy rodzaje przekładni planetarnych są stosowane w koparkach kołowych i w kombajnach węglowych. Przedstawiono wprowadzenie do wyznaczania częstotliwości charakterystycznych. Przedstawiono charakterystyczne częstotliwości, takie jak: częstotliwość powtarzania się sekwencji spotykania się tych samych zębów, częstotliwości zazębienia, częstotliwości obrotów wałów, częstotliwości uszkodzeń lokalnych.

6

Fundamentals for condition monitoring and diagnostics for driving bucket wheel system with overload mechanism of bucket wheel excavator

Bartelmus W.

Prace Naukowe Instytutu Górnictwa Politechniki Wrocławskiej. Studia i Materiały

|

2011

|

Vol. 133, nr 40

5-16

EN

The paper gives fundamentals for condition monitoring and diagnostics for the driving bucket wheel system of a bucket wheel excavator, which is designed for operation in increased digging resistance of strata. The fundamentals are given by development the characteristic frequencies as: meshing frequencies, local fault frequencies, carrier frequencies for planetary gearboxes and so on.

PL

Praca przedstawia podstawy monitorowania I diagnostyki stanu układu napędowego koła czerpakowego, który został skonstruowany do eksploatacji złóż o zwiększonych oporach urabiania. Podstawy przedstawiają częstotliwości charakterystyczne zazębienia, częstotliwości uszkodzeń lokalnych, częstotliwości obrotów jarzma itp.

7

Measurement of instantaneous shaft speed by advanced vibration signal processing-application to wind turbine gearbox

Zimroz R., Urbanek J., Barszcz T., Bartelmus W., Millioz F., Martin N.

Metrology and Measurement Systems

|

2011

|

Vol. 18, nr 4

701-711

EN

Condition monitoring of machines working under non-stationary operations is one of the most challenging problems in maintenance. A wind turbine is an example of such class of machines. One of effective approaches may be to identify operating conditions and investigate their influence on used diagnostic features. Commonly used methods based on measurement of electric current, rotational speed, power and other process variables require additional equipment (sensors, acquisition cards) and software. It is proposed to use advanced signal processing techniques for instantaneous shaft speed recovery from a vibration signal. It may be used instead of extra channels or in parallel as signal verification.

8

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.

9

Diagnozowanie stanu technicznego przekładni zębatych pracujących w zmiennych warunkach obciążenia z wykorzystaniem badań eksperymentalnych i symulacji komputerowej

Bartelmus W., Zimroz R.

Prace Naukowe Instytutu Górnictwa Politechniki Wrocławskiej. Studia i Materiały

|

2010

|

Vol. 131, nr 38

15-23

PL

Wielu badaczy w kraju i za granicą zajmowało się rozwiązaniem problemu diagnozowania stanu maszyn przy zmiennych obciążeniach, lecz żaden z nich nie uzyskał zadowalających wyników. Były to wyłącznie badania laboratoryjne przy uproszczonych formach zmian obciążenia. Autorzy przedstawili rozwiązanie tego problemu i zweryfikowali je na obiektach rzeczywistych, charakteryzujących się bardzo skomplikowaną budową i szybkozmiennymi zmianami obciążenia możliwymi do sprowadzenia ich do zmian około jednosekundowych. W prowadzonych przez autorów pracach naukowo badawczych stwierdzono, że nie ma jednopunktowego reprezentanta sygnału odniesienia, może być tylko funkcja odniesienia. Nazwano ją charakterystyką podatności na zmiany obciążenia. Przy budowie tych charakterystyk należy uwzględniać zmienność obciążenia i zmienność prędkości obrotowych poprzez dobór odpowiednich krótko czasowych estymat sygnałów. Aby wyznaczyć charakterystykę odniesienia, należy poddać wartości tych estymat analizie regresji. W wyniku tej analizy, otrzymano liniową charakterystykę obiektu, której istotnym są parametry regresji czyli wartość przecięcia osi rzędnych i współczynnik kierunkowy linii prostej. W miarę zmiany stanu początkowo może zmieniać się współczynnik kierunkowy linii regresji. Jest ona spowodowana zmianami stanu łożysk tocznych takich jak nierównomierne zużycie ścierne łożysk podtrzymujących wały lub uszkodzenia bieżni. W obu przypadkach następuje praca wałów w warunkach ukosowania. Praca wałów z ukosowaniem powoduje, że przy zmiennym obciążeniu sygnał diagnostyczny jest funkcją jego stanu technicznego i funkcją obciążenia.

EN

Many researchers in Poland and abroad were investigating the problem of machinery diagnosing,which work under condition of varying external load, but none has solved the problem. The researcherswere concentrated on laboratory investigations and under condition of simplified form of load varying. The authors showed the solution of the problem and verified it on real objects, which characterized with the complex design and fast varying external load with possibility to reduce to one second variations. In the author's results of investigations it is stated that there is not one point which is the signal represent but it is a reference function. It is called yielding characteristic, which shows the influence load variation on the characteristic. When preparing the characteristic one has to take into consideration the external load variation or the velocity variation and coming from this using short time signal estimators. To obtain the characteristic one ought to make the regression analysis for signal estimators. From the analysis the linear regression has obtained, for which parameters of the regression as the value of a slope and a vertical coordinate intercept are obtained. At beginning as a machine condition is worsen the slope of regression line increasing. It is caused by bearing condition change by friction wear or a bearing race fault. In both cases it causes shafts run under misalignment. Under the varying external load condition the parameters of the vibration signal is the function of the external load and function of machine condition change.

10

Podstawy diagnozowania stanu przekładni zębatych napędu przenośników taśmowych

Bartelmus W., Zimroz R.

Cuprum : czasopismo naukowo-techniczne górnictwa rud

|

2010

|

nr 3

47-58

PL

Dla sygnału drganiowego przyspieszeń drgań odbieranego ze ścianki przekładni zębatej omówiono własności tego sygnału jako źródła informacji o stanie przekładni zębatej. Omówiono wpływ czynników konstrukcyjnych, technologicznych, eksploatacyjnych i zmiany stanu na sygnał drganiowy stanu przekładni zębatej napędu przenośnika taśmowego. Przedstawiony został projekt systemu diagnostycznego dla stacji napędowej przenośnika taśmowego. Ocena stanu układu napędowego obejmuje: silnik elektryczny, przekładnię zębatą, bęben napędowy i bęben napinający. Na podstawie zarejestrowanych sygnałów diagnostycznych (sygnały elektryczne, drganiowe, pomiar temperatury węzłów łożyskowych) oraz pomocniczych (pobierany prąd i prędkość obrotowa wału wejściowego przekładni) określana będzie diagnoza stanu przekładni.

EN

The properties of vibration signal received from gearbox side as a source of information about the gearbox condition were described. The impact of construction, technological, operational factors and changes of status on vibration signal showing the condition of belt conveyor drive gearbox was discussed. The design of diagnostic system for driving system of belt conveyor was presented. Evaluation of driving system condition: electric engine, gearbox, driving drum and stretching drum. The diagnosis of gearbox condition will be based on recorded diagnostic signals (electric and vibration signals, measurement of bearing nodes temperature) and supportive signals (consumed electric power and rotary speed of entrance gearbox shaft).

11

Identyfikacja warunków eksploatacyjnych na potrzeby oceny stanu przekładni zębatych pracujących w warunkach kopalni podziemnej rud miedzi

Bartelmus W., Król R., Zimroz R.

Cuprum : czasopismo naukowo-techniczne górnictwa rud

|

2010

|

nr 1

33-43

PL

W pracy podjęto dyskusję w zakresie analizy zmienności warunków przenośnika taśmowego pracującego w realiach kopalni podziemnej rud miedzi w mieszanym systemie odstawy. Wykazano istnienie zmienności obciążeń o dużym zakresie, co ma bezpośredni wpływ na proces diagnozowania układów napędowych tych przenośników. Badania przeprowadzono wykorzystując funkcjonujący w kopalni system monitorowania prądów pobieranych przez silniki oraz przy użyciu sprzętu i oprogramowania do wyznaczania tzw. profilu prędkości, tj. zmian prędkości obrotowej wału w funkcji czasu.

EN

The paper deals with analysis of non-stationary operating conditions for belt conveyor system working in underground copper ore mine as a part mixed (cyclic and continues) transportation system. It as been shown that there is a wide range of non-stationarity of operating conditions that significantly affects diagnostics of dive units elements used in conveyor. Analyses have been done using two sources of data: existing in mine monitoring system of current consumed by electic motors and own equipment and software for rotational speed estimation (speed of input shaft of gearbox).

12

Statistical feature estimations of the process describing object condition change for maintenance decision

Bartelmus W.

Prace Naukowe Instytutu Górnictwa Politechniki Wrocławskiej. Studia i Materiały

|

2009

|

Vol. 128, nr 36

5-18

EN

The papers shows the two ways of condition assessment of two objects which are in two different conditions. One way based on tradition assessment show difficulties in proper differentiation of two object conditions. Second new way shows the solution for proper object condition assessment. The paper shows that at the base of any object condition assessment is factor analysis of design, production technology, operation and change of condition.

PL

W pracy przedstawiono dwa sposoby oceny stanu dla dwóch obiektów znajdujących się w różnych stanach technicznych. Stosując tradycyjny sposób oceny stanu technicznego napotkano na trudności w ocenie różnic między stanami. Drugi nowy sposób pokazał, że istnieje możliwość lepszego rozróżniania stanów. Praca przedstawia, że u podstawy każdego sposobu oceny stanu technicznego powinna się znajdować analiza czynników konstrukcyjnych, produkcyjnych, operacyjnych i zmiana stanu technicznego.

13

Belt conveyor driving system vibro-acoustic severity reduction by condition based maintenance

Bartelmus W., Zimroz R.

Prace Naukowe Instytutu Górnictwa Politechniki Wrocławskiej. Studia i Materiały

|

2008

|

Vol. 123, nr 34

5-16

EN

The paper shows the need of using the condition based maintenance of belt conveyor driving systems to monitor their condition for presenting vibro-acoustic severity and preventing its effect development by replacing the rolling elements bearings, which are characterized by increased over limit backlash. It is shown that the vibro-acoustic (vibration and noise) effect/result given by a belt conveyor driving system depends of their condition. The condition of belt conveyor driving systems are the result of several factors that can be divided into four groups namely; design, production technology, operation, change o condition. The influence of mentioned four groups of factors on the vibro-acoustic severity is considered in the paper. The consideration leads to conclusion that suitable vibration parameters should be evaluate which shows the increase of a backlash in rolling elements bearings. The parameters are characterised by a load-yielding characteristic that gives relation a vibration diagnostic parameter as the function of load or function of RPM. These two characteristics are equivalently positively and negatively correlated. That means that if the load increase the vibration parameter also increase but if RPM increase the vibration parameter decrease.

PL

Praca przedstawia potrzebę wykorzystania sposobu utrzymania układów napędowych zależnego od stanu technicznego aby monitorować zagrożenie wibroakustyczne i zapobiegać rozwojowi tego zagrożenia poprzez wymianę łożysk tocznych, które charakteryzują się zwiększonym luzem. Pokazano, że zagrożenie wibroakustyczne zależy od stanu technicznego układu napędowego przenośnika taśmowego. Stan techniczny układu napędowego zależy od wielu czynników, które podzielić można na cztery grupy mianowicie: konstrukcyjne, technologiczne, eksploatacyjne i zmiany stanu. Przedstawione rozważania prowadzą do wniosku, że odpowiednie parametry procesu wibroakustyczncgo powinny być wyznaczone, które wskazują na zwiększający się luz w łożyskach tocznych. Parametry te są scharakteryzowane przez charakterystykę podatności na zmianę obciążenia, która pokazuje parametr drganiowy jako funkcję obciążenia lub prędkości obrotowej [obr/min]. Te dwie charakterystyki pokazują, że te dwie wielkości są negatywnie skorelowane. To oznacza, że jeśli obciążenie rośnie, prędkość obrotowa maleje.

14

Problems and solutions in condition monitoring and diagnostic of open cast monster machinery driving systems

Bartelmus W., Zimroz R.

Diagnostyka

|

2008

|

nr 3(47)

55-60

EN

In the paper is given discussion on demands connected with vibration signal analysis for condition monitoring of driving systems of monster machinery used in open cast mines. Because of external load variation which cause that the vibration signal generated by driving systems is no-stationary there is a need to use special techniques for signal analysis. The description of proper signal analysis techniques is given together with machinery description and external load characteristic. The description leads to design, production technology, operation, change of condition factors analysis [1].

PL

W pracy przedstawiona jest dyskusja o wymaganiach związanych z analizą drganiowego sygnału dla monitorowania układów napędowych maszynowych gigantów używanych w górnictwie odkrywkowym. Ponieważ drganiowe sygnały generowane przez układy napędowe na skutek zmienności obciążenia generują niestacjonarny sygnał istnieje potrzeba wykorzystania specjalnych technik do analizy sygnału. Przedstawiono opis niektórych maszynowych gigantów wraz z technikami analizy sygnałów i charakterystyki zmienności obciążenia. Opis prowadzi do analizy czynników konstrukcyjnych, technologicznych, eksploatacyjnych i zmiany stanu [1].

15

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.

16

Ekstrakcja sygnału informacyjnego na potrzeby wykrywania uszkodzeń lokalnych

Bartelmus W., Zimroz R.

Górnictwo Odkrywkowe

|

2007

|

R. 49, nr 3-4

181-190

PL

W artykule przedstawiono wyniki aktualnie prowadzonych prac dotyczących detekcji i diagnozowania uszkodzeń lokalnych w elementach układów napadowych maszyn górniczych. Uszkodzenia lokalne stanowią jedno z najważniejszych wyzwań współczesnej diagnostyki ze wzglądu na niskoenergetyczny charakter zaburzeń i bardzo szybki rozwój uszkodzenia do fazy krytycznej. Ze względu na maskowanie sygnału informacyjnego (tj. zawierającego informacje o uszkodzeniu) poprzez zakłócenia o różnym charakterze i zwykłe wielokrotnie większej energii podstawowego znaczenia nabierają procedury eliminacji zakłóceń i ekstrakcji sygnału informacyjnego. W artykule przedstawiono wybrane zagadnienia dotyczące tej problematyki tj. filtrację pasmowo--zaporową, uśrednianie synchroniczne, optymalizację filtracji z wykorzystaniem 2 różnych kryteriów, metody analizy czasowo--częstotliwościowej Wignera- Ville 'a i filtrację Wienera wykorzystującą cyklo-stacjonarne właściwości sygnału drganiowego. Podkreślono, że integrowanie różnych technik przetwarzania wstępnego i analizy sygnałów może pozytywnie wpłynąć na wyniki diagnozy. Ostateczny dobór metod zależy od stopnia złożoności problemu które można rozpatrywać przez pryzmat czynników konstrukcyjnych, eksploatacyjnych i zmiany stanu badanego obiektu.

EN

The paper deals with current results of research related to local tooth damage detection in driving units used in mining machines. Local faults seem to be one of the most important challenge in the contemporary diagnostics due to low-energy character of the signal and very quick propagation of a crack until its critical phase. Due to of masking of interest signal (that contains information about fault) by interference that have bigger energy the signal enhancement becomes a fundamental issue. A several techniques are presented in the paper, namely: different form of filtering, time synchronous averaging, Wigner Ville analysis and cyclic Wiener filtering. It was underlined that integration of different techniques can bring the new quality of results. Final selection of approaches depends on the complexity of a machine and it could be viewed by influence of design, operation and change of condition factors.

17

Diagnostyka układów napędowych maszyn górnictwa odkrywkowego

Bartelmus W., Zimroz R.

Górnictwo Odkrywkowe

|

2007

|

R. 49, nr 5-6

13-23

PL

W artykule przedstawiono wyniki aktualnie prowadzonych prac dotyczących diagnozowania układów napędowych maszyn górnictwa odkrywkowego. Praca porusza zagadnienia wykrywania uszkodzeń lokalnych i rozłożonych w wielostopniowych przekładniach zębatych stosowanych w układach napędowych przenośnika taśmowego oraz koła czerpakowego z uwzględnieniem nieprawidłowej pracy jarzma przekładni planetarnej a także uszkodzeń łożysk tocznych w tych przekładniach i w bębnach napadowych przenośnika. Zaprezentowano metody przetwarzania i analizy sygnałów diagnostycznych i sygnałów pomocniczych zorientowane na wykrywanie i diagnozowanie konkretnych form niesprawności oraz interpretację wyników (wnioskowanie diagnostyczne). Szczególny nacisk położono na problematykę diagnozowania maszyn w zmiennych warunkach eksploatacyjnych.

EN

The paper deals with current results of research related to diagnostics of driving units used in mining machines. Main topics of this work are: local tooth damage detection and distributed faults detection in 2-stage gearboxes used in belt conveyor driving units and multistage gearboxes with planetary stage that are used in bucket wheel excavator. More precisely, faults that we are looking for can be related to improper work of shafts (especially we focus on arm in planetary stage), cooperated wheels, damaged or worn teeth, damages in bearings inside gearboxes as well as damages in bearings used in pulleys. In this paper we present methods of processing and analysis of diagnostic and auxiliary signals that are oriented on detection and diagnosis of mentioned types of faults. At second stage interpretation of results (diagnostic reasoning) is discussed. A special attention is focused on diagnostics under time-varying operation, that occurs very often in mining machines operation and makes diagnosis very difficult.

18

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.

19

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.

20

Diagnostyka układu przekładnia zębata - bęben napędowy przenośnika taśmowego

Bartelmus W., Zimroz R.

Transport Przemysłowy

|

2006

|

nr 3 (25)

96-101