Chương IV: ứng dụng phương pháp phổ đường bao trong chuẩn đoán bánh răng và ổ lăn

oỏn) bng bn u o gia tc theo phng hng kớnh (s 1 v 4) v dc trc (s 2 v 3). Cỏc

tớn hiu o c s húa ti tn s ly mu fs = 10000 Hz. Thi gian o kộo di trong 3,2 giõy s

cho ta 215 im ly mu (N = 215). phc v cho vic trung bỡnh húa tớn hiu ng b, ta b trớ

hai u o khụng tip xc (khúa pha) nhm to ra một xung tng ng vi mt s vũng quay ca

trc. Cỏc kt qu o c lu gi trong b nh mỏy tớnh x lý. Thớ nghim ny nghiờn cu

hai dng hỏng khỏc nhau ca bỏnh rng trờn c cu cn kim tra:

-



R b mt ca bỏnh rng nh trn mt s rng



-



Nt nh rng



Cỏc li ny c gõy ra cú ch ý ti mt s rng v mc tiờu ca nghiờn cu l tỡm ra cỏc h

hỏng ny.

Cơ cấu cần kiểm tra



Khớp nối thủy lực



Cơ cấu truyền



Động cơ



Đầu đo 3

Đầu đo 2

Đầu đo 1

Li hợp



Đầu đo 4

Khóa pha



Tín hiệu đo



Máy tính



Hỡnh 4.1: S thớ nghim ly mu tớn hiu rung ng t v hp s bỏnh rng



Trong quỏ trỡnh thớ nghim, trc dn ca bỏnh nh quay vi vn tc n1 = 1500 (vng/pht), do

ú tn s vũng quay ca bỏnh dn l f n1 =



n1 1500

=

= 25 Hz. Nh vy, tn s n khp rng

60

60



f z = Z1. f n1 = 14.25 = 350 Hz.



4.1.2 Kt qu chun oỏn s dng phng phỏp phõn tớch ph ng bao

Trc khi phõn tớch ph ng bao, tớn hiu c lc thụng di loi ra nhng thnh phn

khng gip ích cho chn oỏn. Trong trng hp ny, ta s lc tớn hiu bng b lc ButterWorth

vi f1 = 700 Hz , f2 = 1200 Hz.



50



Gia tốc (m/s2)



Thời gian (s)



Gia tốc (m/s2)



Hỡnh 4.2: Tớn hiu dao ng ca v hp s trong min thi gian



Thời gian (s)

Hỡnh 4.3: ng bao tớn hiu dao ng ó c lc thụng di ca v hp s (mu )



f



f = 25 Hz



Tần số (Hz)



51



Hỡnh 4.4: Ph ng bao tớn hiu dao ng ca v hp số.

f l tn s ca thnh phn tớn hiu gõy ra h hỏng



Nhn trn hnh 4.4, ta nhn thy rng, tn s ca thnh phn tớn hiu gõy ra h hỏng l 25 Hz,

trựng khp vi tn s quay ca bỏnh rng nh. Biờn ca thnh phn ny l khỏ ln so vi mc

bỡnh thng. Nh vy, cú th kt lun rng bỏnh rng nh ó xut hin h hi.

4.2 Vớ d ỏp dng cho chun oỏn ln

Cú mt cỏch nghiờn cu nh hng ca cỏc li hỏng khỏc nhau ln i vi tớn hiu gia tc

dao ng o c ca vũng ngoi . Tt c cc th nghim c thc hin trờn mt mụ hỡnh

Rtor-gi thụng thng. Tn s quay c gi nguyờn mc fn = 50 Hz.

Cỏc li hỏng c c ý gõy ra ti vũng ngoi ca bi SKF 6211 , xem bng 4.5. Cỏc vt r bi

mi xut hin v phỏt trin trong sut mt thi gian di hot ng.



Thụng s vũng bi



Tn s (vi fn = 50 Hz)



SKF 6211

D = 77,5 (mm)



fvn = fn. 4,1 = 205 (Hz)



d = 14,3 (mm)



fvt = fn. 5,9 = 295 (Hz)



n = 10



=0



fb = fn. 5,6 = 260 (Hz)

fc = fn. 0,4 = 20 (Hz)



Bng 4.5: Cỏc thụng s ch to v tn s hỏng tng ng vi tng b phn ca ln



Hỡnh 4.6 l s thớ nghim chn oỏn h hỏng ca ln. Tớn hiu gia tc c o ti tn s

ly mu 35 kHz vi h thng o a kờnh. Do ú, tớn hiu o c ti v trớ gn nht ca theo

phng hng kớnh c dựng cho cỏc phõn tớch di õy.

Hỡnh 4.7 th hin tớn hiu dao ng c o bi u o gia tc trong sut quỏ trỡnh kim tra.

Xung dao ng tt dn c nh ra t tớn hiu ti vũng ngoi cú tn s lp li fvn . Tuy nhiờn,

thnh phn dao ng ny khụng c nhỡn thy r trn min thi gian.



52



ổ lăn



Máy tính



Tín hiệu đo



Đầu đo



Gia tốc (m/s2)



Hỡnh 4.6: S thớ nghim chun oỏn h hỏng ln



Thời gian (s)



Hỡnh 4.7: Tớn hiu dao ng ca ln trờn min thi gian



53



Gia tốc (m/s2)



Thời gian (s)

Hỡnh 4.8: Tớn hiu dao ng ca ln trong min thi gian



f = 205Hz



Gia tốc (m/s2)



f



Thời gian (s)

Hỡnh 4.9: Ph ng bao ca tớn hiu dao ng ca ln



Trn hỡnh 4.9, ta nhn thy rng tn s ca thnh phn tớn hiu gõy ra h hỏng l 205 Hz, biờn

ca thnh phn ny cng khỏ ln so vi mc bỡnh thng. i chiu vi bng 4.5, ta cú th

kt lun rng vũng ngoi ca ó cú du hiu h hi.



54



Kt Lun

Chng 1 ca ỏn ó gii thiu mt cỏch khỏ y v truyn ng bỏnh rng, cỏc kt cu

thng gp ca b truyn cựng vi nhng chi tit quan trng v ln. Bờn cnh ú, cựng vi

nhng hỡnh nh minh ha, chi tit v tng dng hỏng thụng thng ca bỏnh rng v ln nh

mn, dnh, r trúc mi b mt v nghiờm trng nht l gy rng, gy v vũng , nt con ln ... t

nhng du hiu ban u, c ch gừy hng v cỏch khc phc... cng ó c mụ t y .

Tip theo, chng 2 ó phõn tớch cỏc ngun rung ng c bn sinh ra trong b truyn bỏnh rng

v ln khi lm vic v cỏc nguyờn nhõn sinh ra chỳng, xõy dng c mụ hỡnh c hc ca quỏ

trỡnh n khp rng t ú cú th gii thớch c cỏc c ch kớch ng dao ng. iu ny rt cú

ý ngha trong thc t, ta cú th dựa vo ln ca cỏc di iu hũa ph v khong cỏch gia cỏc

di iu hũa ph chn oỏn, ỏnh giỏ, nh v h hi ca bỏnh rng trong trng hp cú h

hỏng phõn b. Trong trng hp xut hin nhng h hỏng cc b, ta cú th nhn dng chỳng

thụng qua cỏc va chm n khp

Chng 3 ó gii thiu mt cỏch tng quỏt cỏc khỏi nim v lý thuyt c s v o c, x lý,

phõn tớch tớn hiu m trng tõm l tớn hiu s v phõn tớch ph ng bao. Qua ú, ta cú th ỏnh

giỏ c u nhc im ca tng phng phỏp phõn tớch tớn hiu v vic s dng chỳng sao cho

phự hp vi nhng dng tớn hiu cn x lý.

Cui cựng, chng 4, thụng qua 2 vớ d ỏp dng i vi tớn hiu dao ng c o trờn v

hp s bỏnh rng v ln ó cho thy tớnh u vit ca phng phỏp phõn tớch ph ng bao so

vi mt s phng phỏp thụng thng khỏc. Bng phộp phõn tớch ph ng bao, ta cú th bit

c chớnh xỏc b phn no b h hỏng v mc h hỏng b mt rng hay cc vng ln.

Chng trỡnh ESA thc hin tớnh toỏn v phõn tớch ph ng bao khỏ chớnh xỏc, tuy nhiờn

chng tỡnh li phi chy ph thuc vo MATLAB, mt chng trỡnh khỏ nng n, ũi hi nhiu

ti nguyờn x lý ca mỏy tớnh. Do ú, vic a chng trỡnh ra chy c lp vi MATLAB l

mt bin phỏp cn thit. lm c iu ny, chng trỡnh cn c phỏt trin bng mt mụi

trng lp trỡnh khỏc nh Visual C++, Delphi, Visual Basic...

Qua cỏc phn trỡnh by trờn, vic ỏp dng phng phỏp phõn tớch ph ng bao s em li

nhiu kt qu ha hn khụng ch cho chn oỏn bỏnh rng, ln m cũn cho nhiu loi mỏy quay

khỏc.



55



Ph Lc - Chng trỡnh ESA

A.1 Gii thiu

Chng trỡnh "ESA" (vit tt ca Envelope Spectrum Analyser) c thit k bng chc nng

"GUI - Editor" ca MATLAB 6.5.1. Do ú, chng trỡnh cú giao din ging nh cỏc chng

trỡnh ca Windows. Tuy nhiờn, chng trỡnh ch chy c trong mụi trng MATLAB.

Nhim v ca chng trỡnh l np tớn hiu s cú sn trong tp vn bn ri tin hnh lc s, loi

b cỏc thnh phn khụng cn thit v thc hin bin i Hilbert tớn hiu ó c lc. Sau ú,

chng trỡnh s a ra phõn tớch ph ng bao ca phn tớn hiu c lc ú. Trong trng hp

phõn tớch mt phn tớn hiu c np, on tớn hiu cn phõn tớch cú th nm u, cui hay

gia, hỡnh A.1.



Khoảng thời gian lấy mẫu

Thời gian

0



Đoạn tín hiệu cần phân tích

Tín hiệu đợc nạp

Thời điểm bắt

đầu lấy mẫu



Thời điểm kết

thúc lấy mẫu



Thời điểm kết

thúc tín hiệu



Hỡnh A.1: Phõn tớch mt phn tớn hiu c np



Nu on tớn hiu cn phõn tớch nm u ca phn tớn hiu c np thỡ thi im bt u ly

mu phi bng khụng (0), cũn nu on tớn hiu cn phõn tớch nm cui ca phn tớn hiu c

np thỡ thi im bt u ly mu phi bng thi im kt thỳc tớn hiu tr i khong thi gian

ly mu.

A.2 Cỏch s dng chng trỡnh

A.2.1 Khi ng chng trỡnh

khi ng chng trỡnh, trong MATLAB ta thc hin lnh: Esa. Mn hỡnh chớnh ca

chng trỡnh hin ra nh trong (hỡnh A.2).

Phn trờn ca giao din chớnh gm hai h trc ta th hin hai th biu din tớn hiu

trong min thi gian v trong min tn s.

Phn di ca giao din chớnh gm cc nỳt lnh iu khin v cỏc hp nhp thụng s cho

chng trỡnh (hỡnh A.3).



56



Đồ thị thứ nhất của chơng trình biểu diễn tín hiệu trong miền thời gian



Đồ thị thứ hai của chơng trình biểu diễn tín hiệu trong miền tần số



Hỡnh A.2: Mn hỡnh chớnh sau khi khi ng ca chng trỡnh ESA



1



7



2



8



3



4



9



5



1

0



Hỡnh A.3: Phn di ca giao din chớnh



57



6



1

1