Diagnostyka układów napędowych maszyn górnictwa odkrywkowego

• Autorzy: Bartelmus, W. , Zimroz, R.

Warianty tytułu

EN

Diagnostics of driving units of open cast mining machines

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

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.

Słowa kluczowe

PL

górnictwo odkrywkowe; maszyna górnicza; układ napędowy; diagnostyka; przenośnik taśmowy; koło czerpakowe

EN

open cast mining; mining machines; drive unit; diagnostics; belt conveyor; bucket wheel

• Czasopismo: Górnictwo Odkrywkowe
• Rocznik: 2007
• Tom: R. 49, nr 5-6
• Strony: 13-23
• Opis fizyczny: Bibliogr. 40 poz.

Twórcy

autor

Bartelmus, W.

autor

Zimroz, R.

• Laboratorium Diagnostyki Technicznej Instytutu Górnictwa Politechniki Wrocławskiej, Plac Teatralny 2, 50-051 Wrocław, tel. [phone],

Bibliografia

• [1] Bartelmus W., Condition monitoring of open cast mining machinery, Oficyna Wydawnicza Politechniki Wrocławskiej Wrocław 2006
• [2] Bartelmus W., Classification of bevel gear conditions. Condition Monitoring'87. Proceedings of an International Conference on Condition Monitoring. Swansea, UK, Pineridge Press 1987 s. 759-774
• [3] Bartelmus W., Selection of diagnostic parameters and diagnostic signal receiving points. Proceedings Noise Control 88. Cracow. Vol.2, s. 533-536
• [4] Bartelmus W., Diagnostyka drganiowa przekładni stożkowych. Zag. Eksplo. Masz. 1989 z. 4 Diagnostyka s. 561-571
• [5] Bartelmus W., Vibration condition monitoring of gearboxes. Machine Vibration 1992 nrl s.178-189.
• [6] Bartelmus W, Mathematical Modelling of Gearbox Vibration for Fault Diagnosis, International Journal of COMADEM, Vol.3, no.4, 2000
• [7] Bartelmus W, Mathematical Modelling and Computer Simulations as an A id to Gearbox Diagnostics. Mechanical Systems and Signal Processing 2001 Vol.15, nr5, s. 855-871
• [8] Bartelmus W., Computer aided multistage gearbox diagnostic inference by computer simulation, Scientific papers of the Institute of Mining of the Wroclaw University of Technology 2002
• [9] Bartelmus W., Diagnostic information on gearbox condition for mechatronic systems. Transaction of the Institute of Measurement and Control 25,5 (2003) s. 450-464
• [10] Bartelmus W, Root cause and vibration signal analysis for gearbox condition monitoring, Second World Congress on Engineering Asset Management and the Fourth International Conference on Condition Monitoring, 11-14 June 2007, The Cairn Hotel, Harrogate, United Kingdom
• [11] Bartelmus W. Zimroz R. Hryniszyn S., Diagnostyka uszkodzeń lokalnych na podstawie sygnału drgań w maszynach górniczych, Górnictwo Odkrywkowe nr 4-5 2005
• [12] Bartelmus W., Zimroz R., Zajda P., Detekcja lokalnych uszkodzeń w łożyskach bębnów napędowych przenośników taśmowych, Transport Przemysłowy nr 1(23) 2006
• [13] Bartelmus W., Zimroz R., Identyfikacja warunków eksploatacyjnych na potrzeby diagnostyki przekładni planetarnej do napędu koła czerpakowego (Diagnostyka 1(37)/2006)
• [14] Bartelmus W, Zimroz R., Sawicki W., Wpływ zmiennych warunków eksploatacji na proces oceny stanu przekładni planetarnych w układach napędowych koła czerpakowego koparek kołowych, Diagnostyka 1/41 2007
• [15] D. Ho, R.B. Randall, Optimisation of bearing diagnostic techniques using simulated and actual bearing fault signals, Mechanical Systems and Signal Processing 14 (5) (2000) 763-788.
• [16] Yimin Zhan, Viliam Makis, Andrew K.S.,Jardine Adaptive State Detection Of Gearboxes Under Varying Load Conditions Based On Parametric Modelling Mechanical Systems And Signal Processing (2004)
• [17] Bartemus W. Zimroz R., Adaptacyjna metoda wnioskowania o stanie przekładni pracującej w zmiennych warunkach obciążenia, Ogólnopolskie Sympozjum "Diagnostyka Maszyn" Węgierska Górka 2007
• [18] Zimroz R., Optymalizacja procedury demodulacji z wykorzystaniem unormowanej sumy amplitud wstęg bocznych jako kryterium decyzyjne, Prace naukowe Instytutu Górnictwa seria Górnictwo i Geologia 2007
• [19] Zimroz R., Optymalizacja wyboru szerokości pasma do demodulacji sygnału do wykrywania uszkodzeń lokalnych w elementach maszyn górniczych, Transport Przemysłowy, grudzień 2006
• [20] Bartelmus W., Zimroz R., Optymalny zakres częstotliwości w procedurze demodulacji amplitudy w zastosowaniu do uszkodzeń lokalnych, Diagnostyka 1(37), 2006
• [21] Radkowski S., Wibroakustyczna diagnostyka uszkodzeń niskoenergetycznych Wyd. ITE Radom 2002
• [22] Wilk A., Madej H., Łazarz B., Diagnozowanie wczesnych stadiów rozwoju uszkodzeń kół zębatych, Diagnostyka vol 24, 2001
• [23] Randall R.B., Detection and diagnosis of incipient bearing failure in helicopter gearboxes Engineering Failure Analysis 11 (2004) 177-190
• [24] Zajler W., Siły dynamiczne w przekładniach dwustopniowych, Rozprawa Doktorska Politechnika Śląska Gliwice 1974
• [25] Antoni J., Randall R.B., Differential diagnosis of gear and bearing faults, ASME Journal of Vibration and Acoustics 124 (2) (2002) 165-171
• [26] Figlus T., Wilk A., Zastosowanie metod wibroakustycznych do diagnozowania złożonych przypadków uszkodzeń przekładni zębatych, 3rd International Congress of Technical Diagnostics. Diagnostics'2004, Poznań, Poland, September 6-9, 2004. Warszawa : Polskie Towarzystwo Diagnostyki Technicznej, 2004, s. 171-174, Diagnostyka, vol. 30, t. 1
• [27] Bartelmus W, Boustany R., Zimroz R., Antoni J., Application of spectral correlation techniques on mining machine signals: Identification of faulty components, prepared for Second World Congress on Engineering Asset Management and the Fourth International Conference on Condition Monitoring, 11-14 June 2007, The Cairn Hotel, Harrogate, United Kingdom
• [28] Boustany R., Bartelmus W, Antoni J., Zimroz R., Application of spectral correlation techniques on mining machine signals: Extraction of fault signatures, prepared for Second World Congress on Engineering Asset Management and the Fourth International Conference on Condition Monitoring, 11-14 June 2007, The Cairn Hotel, Harrogate, United Kingdom
• [29] Staszewski W. J., Gearbox Vibration Diagnostics - an overview Proceedings of the 9th International Congress Comadem '96, Sheffield Julay 1996, Sheffield Academic Press Ltd 1996-
• [30] Bartelmus W., Zimroz, Vibration spectrum generated by gearing obtained by modelling and computer simulation, Conference on Quality Reliability Maintenance University of Oxford
• [33] Randall B., Frequency Analysis, Published by Bruel&Kjaer 1987
• [32] Safizadeh M.S, Lakis A.A, Thomas M., Using Short-Time Fourier Transforms in Machinery Fault Diagnosis, International Journal of Comadem (2000) 3(1) pp5-16
• [33] Baydar N., Ball A., A comparative study of acoustic and vibration signals in detection of gear failures using Wigner-Ville distribution, MSSP 2001 15(6) pp 1091-1107
• [34] Peng Z.K., Chu F.L., Application of the wavelet transform in machine condition monitoring and fault diagnostics: a review with bibliography, Review Article Mechanical Systems and Signal Processing, Volume 18, Issue 2, March 2004, pp. 199-221
• [35] Mączak J., Wykorzystanie zjawiska modulacji sygnału wibroakustycznego w diagnozowaniu przekładni o zębach śrubowych, Rozprawa doktorska, Politechnika Warszawska 1998
• [36] Antoni J., Bonnardot F., Raad A., M. El Badaoui, Cyclostationary Modelling of Rotating Machine Vibration Signals, Mechanical Systems and Signal Processing, Vol. 18, No. 6, Nov. 2004, pp.1285-1314
• [37] Fackrell J.W.A., White P.R., Hammond J.K., Pinnington R.J., Parson A.T., The Interpretation of the bispectra of vibration signals - Part I - Results and Applications MSSP, Vol. 9, No. 3,1995, pp. 267-274
• [38] Radkowski S., Wykorzystanie widm wyższego rzędu w wykrywaniu uszkodzeń XIII Konferencja Naukowa Problemy Rozwoju Maszyn Roboczych, Zakopane 2000 s. 91-98
• [39] Bartelmus W, Zimroz R., Zastosowanie analizy bispektrum w diagnostyce przekładni zębatych - cz. 1: Charakterystyka sygnałów generowanych przez przekładnie i analizy sygnałów modelowych DIAG 2003
• [40] Cempel C, Tabaszewski M., Multidimensional condition monitoring of machines in non-stationary operation Mechanical Systems and Signal Processing 21 (2007) 1233-1241