Phát hiện sớm hư hỏng của ổ đỡ con lăn bằng phép lấy mẫu tín hiệu dao động trong miền vị trí góc
Số trang: 6
Loại file: pdf
Dung lượng: 477.38 KB
Lượt xem: 9
Lượt tải: 0
Xem trước 2 trang đầu tiên của tài liệu này:
Thông tin tài liệu:
Bài viết này đề xuất một thuật toán phân tích tín hiệu dao động đo được tại vỏ ổ lăn để có thể nhận dạng được các hư hỏng của các phần tử có trong ổ đỡ con lăn khi tốc độ quay của trục biến đổi.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Phát hiện sớm hư hỏng của ổ đỡ con lăn bằng phép lấy mẫu tín hiệu dao động trong miền vị trí góc 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. 351-356, DOI 10.15625/vap.2019000301 Phát hiện sớm hư hỏng của ổ đỡ con lăn bằng phép lấy mẫu tín hiệu dao động trong miền vị trí góc 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 Tuổi thọ của ổ đỡ con lăn trải qua 4 giai đoạn từ lúc Ổ đỡ con lăn là một chi tiết quan trọng trong hầu hết máy móc và mới (giai đoạn bình thường trong hình 1) cho tới giai đoạn thiết bị công nghiệp, đặc biệt là các hộp số cỡ lớn. Trong quá trình hư hỏng hoàn toàn (ngay sau giai đoạn 4 trong hình 1). vận hành của máy, mọi hư hỏng của ổ đỡ con lăn thường ảnh Trong giai đoạn 3 ổ đỡ con lăn bắt đầu hư hỏng và cũng hưởng nghiêm trọng đến hoạt động của cả dây chuyền sản xuất. bắt đầu xuất hiện các tần số đặc trưng hư hỏng. Do đó việc Đo dao động bằng đầu đo gia tốc được gắn bên ngoài gối đỡ của chẩn đoán hư hỏng ổ đỡ con lăn thường được giám sát từ ổ là một trong những biện pháp chính để giám sát tình trạng hoạt giai đoạn 1 đến giai đoạn 2. Khi ổ đỡ con lăn hỏng phần tử động của ổ đỡ con lăn. Qua nhiều thập kỷ nghiên cứu và ứng nào (vòng ngoài, vòng trong, hay vòng cách) thì phổ đường dụng, phương pháp phân tích phổ tần số và phổ đường bao vẫn bao của các dao động tần số cao sẽ xuất hiện tần số đặc là một trong những phương pháp cơ bản để giám sát tình trạng trưng hư hỏng của phần tử đó theo công thức được xác định kỹ thuật của ổ đỡ con lăn. Sự hiện diện của các tần số đặc trưng trong bảng 1 [2], với z là số con lăn trong ổ; d, D lần lượt hư hỏng trong phổ đường bao tín hiệu chính là dấu hiệu hư hỏng là đường kính trong và đường kính ngoài của ổ đỡ con lăn; của các phần tử trong ổ đỡ con lăn. Tuy nhiên, phương pháp phân là góc tiếp xúc. tích phổ đường bao tín hiệu chỉ áp dụng hiệu quả khi trục quay với tốc độ ổn định. Bài báo này đề xuất một thuật toán phân tích tín hiệu dao động đo được tại vỏ ổ lăn để có thể nhận dạng được các hư hỏng của các phần tử có trong ổ đỡ con lăn khi tốc độ quay của trục biến đổi. Từ khóa: Ổ đỡ con lăn, dao động, chẩn đoán hư hỏng, lấy mẫu tín hiệu, trung bình hoá tín hiệu. 1. Mở đầu Ổ đỡ con lăn là một trong những phần tử phổ biến nhất có trong máy, những hư hỏng của ổ đỡ con lăn là những lý do thường xuyên gây nên tình trạng dừng máy, ảnh hưởng không nhỏ đến quá trình sản xuất. Đối với những ổ đỡ con lăn nhỏ ta hoàn toàn có thể thay thế bằng ổ lăn mới khi xảy ra hỏng hóc. Tuy nhiên với trường hợp ổ đỡ con lăn đặc chủng cỡ lớn (được sử dụng trong hệ thống cơ khí tại các nhà máy cán thép, nhiệt điện hay thủy điện) thì việc phát hiện sớm hư hỏng có thể đưa ra phương án dự phòng thay thế, tránh rủi ro phải dừng máy đột ngột. Giám sát hư hỏng ổ đỡ con lăn bằng tín hiệu dao động nhận được sự quan tâm thu hút của các nhà nghiên cứu trong những thập niên gần đây nhờ những lợi ích mà nó mang lại. Để có thể giám sát tình trạng kỹ thuật của ổ đỡ con lăn trước tiên cần phải hiểu rõ đặc điểm tín hiệu dao động của ổ đỡ con lăn. Đây Hình 1. Các giai đoạn trong một vòng đời của của ổ đỡ con lăn là một dạng tín hiệu điều biến biên độ bao gồm các thành phần tần số chính như sau [1] (hình 1): Trong những năm gần đây việc áp dụng những kỹ - Tần số quay cơ bản: Tần số quay của trục fn, 2fn, 3fn thuật xử lý tín hiệu số như phương pháp phân tích phổ - Tần số đặc trưng hư hỏng: Tần số đặc trưng hư hỏng vòng đường bao các dao động riêng tần số cao đã trở nên hiệu trong fvt, vòng ngoài fvn, con lăn fr quả trong việc chẩn đoán hư hỏng ổ đỡ con lăn [3-5]. Để - Các điều hòa bậc cao của tần số đặc trưng hư hỏng 2fvt, thuận lợi cho việc tìm kiếm vùng dao động tần số cao, năm 3fvt, 2fvn, 2fr…. 2010 Randall đã đề xuất phương pháp đồ thị Kurtogram - Các dải biên xung quanh tần số đặc trưng hư hỏng và các [6]. Vệc kết hợp giữa đồ thị Kurtogram và phương pháp điều hòa bậc cao của nó. phổ đường bao đã tạo thành một chu trình khép kín, nhằm Nguyễn Phong Điền, Nguyễn Trọng Du phát hiện hư hỏng có trong ổ đỡ con lăn từ tín hiệu dao kiến các tần số đặc trưng cho hư hỏng trong phổ đường bao động đo được. Trong các tác giả áp dụng khá hiệu quả lớp sẽ không hiệu quả. Do đó tín hiệu cần được lấy mẫu lại phương pháp này có Eric Bechhoefer năm 2011 [7]. Tuy trong miền vị trí góc quay để loại bỏ ảnh hưởng của sự thay nhiên do mối liên hệ toán học giữa tần số đặc trưng hư đổi tốc độ quay trong phổ tần số. Để có thể lấy mẫu lại theo hỏng của ổ đỡ con lăn với tần số quay của trục (như trong từng góc quay bằng nhau, một thuật toán nội suy bậc 3 đã bảng 1) mà hiệu quả của loạt phương pháp này giảm đi rõ được áp dụng [8]. Khi đó tín hiệu từ tần số biến đổi sẽ trở rệt. Khi tốc độ quay của trục biến đổi việc xác định các tần thành tín hiệu có tần số không đổi như trên hình 3, do tín số đặc trưng hư hỏng trên phổ đường bao là khá phức tạp. hiệu được chia thành những đoạn bằng nhau trong mỗi vòng quay. Bảng 1. Tham số của hệ Công thức tính tần số đặc trưng ...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Phát hiện sớm hư hỏng của ổ đỡ con lăn bằng phép lấy mẫu tín hiệu dao động trong miền vị trí góc 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. 351-356, DOI 10.15625/vap.2019000301 Phát hiện sớm hư hỏng của ổ đỡ con lăn bằng phép lấy mẫu tín hiệu dao động trong miền vị trí góc 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 Tuổi thọ của ổ đỡ con lăn trải qua 4 giai đoạn từ lúc Ổ đỡ con lăn là một chi tiết quan trọng trong hầu hết máy móc và mới (giai đoạn bình thường trong hình 1) cho tới giai đoạn thiết bị công nghiệp, đặc biệt là các hộp số cỡ lớn. Trong quá trình hư hỏng hoàn toàn (ngay sau giai đoạn 4 trong hình 1). vận hành của máy, mọi hư hỏng của ổ đỡ con lăn thường ảnh Trong giai đoạn 3 ổ đỡ con lăn bắt đầu hư hỏng và cũng hưởng nghiêm trọng đến hoạt động của cả dây chuyền sản xuất. bắt đầu xuất hiện các tần số đặc trưng hư hỏng. Do đó việc Đo dao động bằng đầu đo gia tốc được gắn bên ngoài gối đỡ của chẩn đoán hư hỏng ổ đỡ con lăn thường được giám sát từ ổ là một trong những biện pháp chính để giám sát tình trạng hoạt giai đoạn 1 đến giai đoạn 2. Khi ổ đỡ con lăn hỏng phần tử động của ổ đỡ con lăn. Qua nhiều thập kỷ nghiên cứu và ứng nào (vòng ngoài, vòng trong, hay vòng cách) thì phổ đường dụng, phương pháp phân tích phổ tần số và phổ đường bao vẫn bao của các dao động tần số cao sẽ xuất hiện tần số đặc là một trong những phương pháp cơ bản để giám sát tình trạng trưng hư hỏng của phần tử đó theo công thức được xác định kỹ thuật của ổ đỡ con lăn. Sự hiện diện của các tần số đặc trưng trong bảng 1 [2], với z là số con lăn trong ổ; d, D lần lượt hư hỏng trong phổ đường bao tín hiệu chính là dấu hiệu hư hỏng là đường kính trong và đường kính ngoài của ổ đỡ con lăn; của các phần tử trong ổ đỡ con lăn. Tuy nhiên, phương pháp phân là góc tiếp xúc. tích phổ đường bao tín hiệu chỉ áp dụng hiệu quả khi trục quay với tốc độ ổn định. Bài báo này đề xuất một thuật toán phân tích tín hiệu dao động đo được tại vỏ ổ lăn để có thể nhận dạng được các hư hỏng của các phần tử có trong ổ đỡ con lăn khi tốc độ quay của trục biến đổi. Từ khóa: Ổ đỡ con lăn, dao động, chẩn đoán hư hỏng, lấy mẫu tín hiệu, trung bình hoá tín hiệu. 1. Mở đầu Ổ đỡ con lăn là một trong những phần tử phổ biến nhất có trong máy, những hư hỏng của ổ đỡ con lăn là những lý do thường xuyên gây nên tình trạng dừng máy, ảnh hưởng không nhỏ đến quá trình sản xuất. Đối với những ổ đỡ con lăn nhỏ ta hoàn toàn có thể thay thế bằng ổ lăn mới khi xảy ra hỏng hóc. Tuy nhiên với trường hợp ổ đỡ con lăn đặc chủng cỡ lớn (được sử dụng trong hệ thống cơ khí tại các nhà máy cán thép, nhiệt điện hay thủy điện) thì việc phát hiện sớm hư hỏng có thể đưa ra phương án dự phòng thay thế, tránh rủi ro phải dừng máy đột ngột. Giám sát hư hỏng ổ đỡ con lăn bằng tín hiệu dao động nhận được sự quan tâm thu hút của các nhà nghiên cứu trong những thập niên gần đây nhờ những lợi ích mà nó mang lại. Để có thể giám sát tình trạng kỹ thuật của ổ đỡ con lăn trước tiên cần phải hiểu rõ đặc điểm tín hiệu dao động của ổ đỡ con lăn. Đây Hình 1. Các giai đoạn trong một vòng đời của của ổ đỡ con lăn là một dạng tín hiệu điều biến biên độ bao gồm các thành phần tần số chính như sau [1] (hình 1): Trong những năm gần đây việc áp dụng những kỹ - Tần số quay cơ bản: Tần số quay của trục fn, 2fn, 3fn thuật xử lý tín hiệu số như phương pháp phân tích phổ - Tần số đặc trưng hư hỏng: Tần số đặc trưng hư hỏng vòng đường bao các dao động riêng tần số cao đã trở nên hiệu trong fvt, vòng ngoài fvn, con lăn fr quả trong việc chẩn đoán hư hỏng ổ đỡ con lăn [3-5]. Để - Các điều hòa bậc cao của tần số đặc trưng hư hỏng 2fvt, thuận lợi cho việc tìm kiếm vùng dao động tần số cao, năm 3fvt, 2fvn, 2fr…. 2010 Randall đã đề xuất phương pháp đồ thị Kurtogram - Các dải biên xung quanh tần số đặc trưng hư hỏng và các [6]. Vệc kết hợp giữa đồ thị Kurtogram và phương pháp điều hòa bậc cao của nó. phổ đường bao đã tạo thành một chu trình khép kín, nhằm Nguyễn Phong Điền, Nguyễn Trọng Du phát hiện hư hỏng có trong ổ đỡ con lăn từ tín hiệu dao kiến các tần số đặc trưng cho hư hỏng trong phổ đường bao động đo được. Trong các tác giả áp dụng khá hiệu quả lớp sẽ không hiệu quả. Do đó tín hiệu cần được lấy mẫu lại phương pháp này có Eric Bechhoefer năm 2011 [7]. Tuy trong miền vị trí góc quay để loại bỏ ảnh hưởng của sự thay nhiên do mối liên hệ toán học giữa tần số đặc trưng hư đổi tốc độ quay trong phổ tần số. Để có thể lấy mẫu lại theo hỏng của ổ đỡ con lăn với tần số quay của trục (như trong từng góc quay bằng nhau, một thuật toán nội suy bậc 3 đã bảng 1) mà hiệu quả của loạt phương pháp này giảm đi rõ được áp dụng [8]. Khi đó tín hiệu từ tần số biến đổi sẽ trở rệt. Khi tốc độ quay của trục biến đổi việc xác định các tần thành tín hiệu có tần số không đổi như trên hình 3, do tín số đặc trưng hư hỏng trên phổ đường bao là khá phức tạp. hiệu được chia thành những đoạn bằng nhau trong mỗi vòng quay. Bảng 1. Tham số của hệ Công thức tính tần số đặc trưng ...
Tìm kiếm theo từ khóa liên quan:
Động lực học và Điều khiển Ổ đỡ con lăn Chẩn đoán hư hỏng Lấy mẫu tín hiệu Trung bình hóa tín hiệuGợi ý tài liệu liên quan:
-
Đề cương môn học Động lực học và điều khiển (Dynamic Systems and Control)
8 trang 76 0 0 -
Thiết kế và chế tạo cánh tay robot 5 bậc tự do ứng dụng xử lý ảnh để phân loại vật thể
7 trang 53 0 0 -
Bài giảng Chương 7: Lấy mẫu tín hiệu
37 trang 27 0 0 -
Động lực học ngược của rô bốt song song 3RRR
6 trang 21 0 0 -
Điều khiển trượt backstepping thích nghi cho xe tự hành omni trên cơ sở hệ logic mờ
6 trang 20 0 0 -
Hệ thống gắp thức ăn tự động cho cơm hộp
6 trang 19 0 0 -
Bài giảng Xử lý số tín hiệu - Chương 1: Lấy mẫu và khôi phục tín hiệu
31 trang 19 0 0 -
Khảo sát động học theo thời gian thực cho cơ hệ máy phay CNC 5 trục DMU50e
5 trang 18 0 0 -
Bài giảng Tín hiệu và hệ thống: Chương 7 - Huỳnh Thái Hoàng
42 trang 17 0 0 -
8 trang 16 0 0