Nghiên cứu phép biến đổi Cepstrum ứng dụng trong phát hiện hư hỏng bánh răng

Bài viết này đề xuất áp dụng phương pháp phân tích Cepstrum để phân tích dao động của bánh răng. Cepstrum là phổ trên thang logarit với trục hoành là nghịch đảo tần số tín hiệu, trục tung là biên độ logarit. Kết quả phân tích Cepstrum các tín hiệu dao động cơ học làm nổi bật các dấu hiệu hư hỏng của bánh răng răng trong hộp số.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Nghiên cứu phép biến đổi Cepstrum ứng dụng trong phát hiện hư hỏng bánh răng Tuyển tập Hội nghị khoa học toàn quốc lần thứ nhất về Động lực học và Điều khiển Đà Nẵng, ngày 19-20/7/2019, tr. 373-378, DOI 10.15625/vap.2019000305 Nghiên cứu phép biến đổi Cepstrum ứng dụng trong phát hiện hư hỏng bánh răng Nguyễn Phong Điền, Nguyễn Trọng Du* Viện Cơ Khí, Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội *E-mail: du.nguyentrong@hust.edu.vn Tóm tắt trục (Orbit analysis) [6] có thể được áp dụng hiệu quả, tuy Phương pháp phân tích phổ tần số tín hiệu dao động từ lâu nhiên các phương pháp này đòi hỏi trang thiết bị đo phức trở thành một kỹ thuật nhằm mục đích phát hiện các hư hỏng có tạp và chỉ phù hợp trong những trường hợp nhất định. trong bánh răng ngay trong quá trình hoạt động, để lập kế hoạch Phương pháp trung bình hóa tín hiệu đồng bộ (time và thực hiện các biện pháp phòng ngừa. Tuy nhiên phổ tần số có synchnous averaging) [7] có thể giảm nhiễu rất hiệu quả một số hạn chế nhất định liên quan đến phân tích dao động như trong nhiều trường hợp nhưng cũng cần phải có thêm dữ khó quan sát các thành phần điều hoà do ảnh hưởng của nhiễu. liệu pha của tín hiệu khi phân tích. Trong thực tế việc đo Để khắc phục những nhược điểm trên, bài báo này đề xuất áp tín hiệu pha đòi hỏi tăng chi phí đo và trong một số trường dụng phương pháp phân tích Cepstrum để phân tích dao động của hợp phải dừng máy để gắn thêm đầu đo pha. Phép biến đổi bánh răng. Cepstrum là phổ trên thang logarit với trục hoành là Wavelet [8] cũng được các nhà nghiên cứu quan tâm trong nghịch đảo tần số tín hiệu, trục tung là biên độ logarit. Kết quả việc giảm nhiễu của tín hiệu. Tuy nhiên việc xử lý tín hiệu phân tích Cepstrum các tín hiệu dao động cơ học làm nổi bật các bằng phương pháp này đòi hỏi máy tính cấu hình cao và dấu hiệu hư hỏng của bánh răng răng trong hộp số. tốc độ xử lý tín hiệu chậm, phải mất một thời gian đáng kể Từ khóa: Phổ tần số, Cepstrum, chẩn đoán, bánh răng, dao động. để thu được thông tin hữu ích. 1. Mở đầu Để khắc phục những vấn đề trên phương pháp Cepstrum ra đời, với mục đích làm nổi bật các thành phần Đo đạc và phân tích dao động của thiết bị công nghiệp điều hòa và các dải biên xung quanh tần số chính một cách nói chung và hộp số bánh răng nói riêng là vấn đề được nhanh nhất. Phương pháp này có ưu điểm tách lọc nhiễu quan tâm từ nhiều năm nay, đặc biệt kể từ khi xuất hiện các và có thể xử lý tín hiệu nhanh, chính xác. Chính vì vậy thiết bị đo dao động cơ học bằng các đại lượng điện. Việc phương pháp này hoàn toàn phù hợp với việc phát hiện hư đo đạc dao động thường được tiến hành trong khi thiết bị hỏng xảy ra trên các bánh răng và nhận được sự quan tâm đang vận hành. Tín hiệu dao động đo được bên ngoài vỏ của các nhà nghiên cứu trong những năm gần đây [9], [10], hộp số bánh răng sẽ đưa vào phân tích Fourier (FFT) [1] [11]. để thu được phổ tần số tín hiệu. Phổ tần số của tín hiệu Bảng 1. Phương pháp phân tích dao động hộp số bánh răng bánh răng thường chứa đựng rất nhiều thông tin phong phú. Chi tiết Dấu hiệu chẩn đoán Cơ sở toán Tương ứng với mỗi một dạng hỏng khác nhau của bánh máy học răng sẽ có một đặc trưng dao động và dấu hiệu chẩn đoán Trục Phân tích điều hòa của FFT trên phổ tần số [2]. Các chi tiết quay phổ biến trong hộp số các tần số quay bánh răng có các dấu hiệu chẩn đoán trên phổ tần số được Khớp nối Phân tích điều hòa bậc FFT thể hiện như trong bảng 1. Trong hộp số bánh răng, nếu cao của tần số quay xuất hiện hư hỏng trên bánh răng nào đó thì biên độ dải Ổ đỡ con Phân tích phổ đường Lọc số/ biên xung quanh tần số ăn khớp sẽ tăng theo [3]. Khoảng lăn bao FFT/Hilbert cách giữa tần số ăn khớp và các dải biên lại chính là tần số tranfrom quay của bánh răng có hư hỏng. Do đó việc theo dõi hư Bánh răng Phân tích điều hòa của FFT/Ceptrum hỏng trong bánh răng đồng nghĩa với việc theo dõi biên độ các tần số ăn khớp và dải biên xung quanh tần số ăn khớp. Tuy nhiên do ảnh tần số quay của bánh hưởng của nhiễu hoặc dao động từ các máy lân cận ảnh răng hưởng tới quá trình đó mà các dải biên này thường bị ẩn đi Phần tiếp theo của nghiên cứu này sẽ trình bày ngắn và khó quan sát [4]. Đây là sự hạn chế của kỹ thuật p ...