MOST CITED
Update: 2021-07-01
Task „Implementation of procedures ensuring the originality of scientific papers published in the quarterly „Eksploatacja i Niezawodność – Maintenance and Reliability” financed under contract 532/P-DUN/2018 from the funds of the Minister of Science and Higher Education for science dissemination activities.
Paweł Pawlik
Diagnostyka wibroakustyczna zespołów napędowych pracujących w zmiennych warunkach z wykorzystaniem analizy rzędów
Do określenia stanu technicznego maszyn przemysłowych bardzo często używane są podstawowe parametry sygnału, takie jak wartość skuteczna (RMS), kurtoza czy współczynnik szczytu. Zmiana tych parametrów w większości przypadków traktowana jest jako zmiana stanu technicznego maszyn. Jednak w niektórych przypadkach może być ona związana również ze zmianą warunków pracy maszyny. W artykule zaproponowano metodę oceny stanu technicznego elementów napędu uwzględniającą zmianę obciążenia układu oraz zmianę prędkości obrotowej. Metoda ta umożliwia wyznaczenie parametrów diagnostycznych, które są niezależne od zmiany prędkości oraz obciążenia układu napędowego. Pozwala to na wyznaczenie wartości krytycznych tych parametrów niezależnych od warunków pracy maszyny. Zaproponowana metoda oparta jest na analizie rzędów sygnału wibroakustycznego odpowiednio przeskalowanej amplitudowo ze względu na obciążenie oraz prędkość obrotową.W celu weryfikacji metody przeprowadzono eksperyment diagnostyczny na stanowisku laboratoryjnym, składającym się z silnika, przekładni walcowej oraz przekładni ślimakowej. Zasymulowana została niewspółosiowość wałów dla różnych podzespołów dla różnych prędkości obrotowych wału wejściowego i różnych obciążeń układu.
Vibroacoustic study of powertrains operated in changing conditions by means of order tracking analysis
Very often, simple signal metrics, such as Root Mean Square, Kurtosis or Crest Factor are used to characterize the operating condition of industrial machinery. Variations in the values of these metrics are often thought to be indicative of the presence of a developing fault. However, it may also be observed that often these parameters are also dependent on the operating conditions of the machine. This paper proposes a method for the assessment of the technical condition of powertrain components taking into consideration changes to system loading and rotational speed. The method allows diagnostic parameters to be determined which are independent of the speed or the loading of the power train. This decoupling allows robust condition indicators, independent of operating state, to be determined. The method proposed is based on the order analysis of vibroacoustic signals, properly scaled in terms of amplitude for the loading and rotational speed. A diagnostics experiment was carried out using a laboratory test facility comprised of a motor, a parallel shaft gearbox and a worm gear. Shaft misalignment was simulated for various components at various rotational speeds of the input shaft and different system load conditions.
Jednoliczbowe parametry statystyczne w ocenie stanu technicznego maszyn pracujących przy zmiennym obciążeniu
Diagnozowanie maszyn pracujących przy zmiennym obciążeniu wymaga zastosowania specjalnych metod analizy sygnału. W literaturze znaleźć można wiele metod bazujących na analizie synchronicznej, gdzie sygnał drgań zsynchronizowany jest z obrotami diagnozowanej maszyny. Jednak zmienne obciążenie ma wpływ również na zmianę wartości amplitud parametrów diagnostycznych. Praca podejmuje problem diagnozowania maszyn pracujących przy zmiennym obciążeniu. Przeprowadzono badania na stanowisku laboratoryjnym wpływu obciążenia na wartości parametrów diagnostycznych. Ze względu na zmienną prędkość obrotową jako parametry diagnostyczne przyjęto wartości amplitud rzędów, wyznaczonych za pomocą analizy rzędów zsynchronizowanej z obrotami wału diagnozowanego układu napędowego. Zbadano wpływ zmiennego obciążenia na skuteczność diagnozowania uszkodzeń takich jak nieprawidłowe posadowienie silnika (soft foot) oraz niewspółosiowość wałów. Zaproponowano jednoliczbowe parametry statystyczne do określania stanu technicznego maszyn pracujących przy zmiennym obciążeniu.
Single-number statistical parameters in the assessment of the technical condition of machines operating under variable load
Diagnosing machines operating under variable load requires the use of special signal analysis methods. In literature there are many methods based on synchronic analysis where vibration signal is synchronized with shaft rotation of the diagnosed machine. Varying load, however, also affects the amplitude of diagnostic parameters values. The paper deals with the problem of diagnosing machines operating under variable load. The impact of load on the diagnostics parameters values has been tested on a laboratory station. Due to varying rotational speed, the diagnostic parameters were amplitudes of orders determined by means of order analysis synchronized with the shaft rotation in the diagnosed drive unit. Examined was the impact of varying load on the diagnostics effectiveness of damage, such as incorrect motor mount (soft foot) and misalignment of shafts. Single-number statistical parameters were proposed to determine the technical condition of machines operating under variable load.