Diagnostyka maszyn jest ważną dziedziną nauki stosowaną głównie

Łukasz Jedliński
Politechnika Lubelska
Wydział Mechaniczny
Email: [email protected]
Metoda oceny montażu zębatych przekładni stożkowych na podstawie
sygnału drgań
Diagnostyka maszyn jest ważną dziedziną nauki stosowaną głównie do określenia
stopnia zużycia maszyn oraz prognozy ich stanu technicznego. Informuje zatem o
wystąpieniu przyszłej awarii, dzięki czemu możliwe jest planowanie remontów maszyn, brak
nieplanowanych przestojów zapobiega stratom finansowym, a w urządzeniach, od których
zależy życie ludzkie, takich jak statki powietrzne, zwiększa bezpieczeństwo ludzi.
Wśród
różnych
metod
diagnostycznych
możemy
wyróżnić
diagnostykę
wibroakustyczną maszyn, która jest rozwijana jest od kilku dziesięcioleci. Diagnostyka
wibroakustyczna rozwija się dynamiczne głównie z powodu szybkiego postępu w zakresie
elektroniki i komputerów. Wzrost mocy obliczeniowej komputerów umożliwił stosowanie
skomplikowanych algorytmów obliczeniowych.
W tej metodzie informacja o stanie obiektu zawarta jest w drganiach lub w hałasie,
jaki dana maszyna emituje. Z punktu widzenia diagnostycznego pomiar hałasu obarczony jest
pomiarem innych emisji akustycznych, co zmniejsza zawartość informacji w sygnale. Zaletą
diagnostyki wibroakustycznej w odniesieniu do innych metod jest to, że może się ona
odbywać w sposób ciągły. Uzyskujemy informację nie tylko o ogólnym stanie obiektu, ale też
o miejscu i rodzaju występujących zmian. Jest to także metoda, która nie wymaga
demontażu maszyny.
W mojej pracy doktorskiej zajmuję się diagnostyką kontrolną maszyn na podstawie
sygnału drgań. Obiektem moich badań są przekładnie końcowe śmigłowca, a problemem
badawczym jest analiza montażu przekładni stożkowych o zębach kołowo-łukowych. Dane
potrzebne do analizy rejestrowane były na stanowisku przemysłowym dla ponad dziesięciu
przekładni. Nie oznacza to jednak, że samej metody, opracowanych procedur i algorytmów
nie można po odpowiednich zmianach zastosować do innych maszyn.
Charakteryzując obiekt badań należy wyjaśnić, że najbardziej popularnymi typami
przekładni w szeroko rozumianej technice są przekładnie zębate. O ile w pracach naukowych
i badawczych dużo miejsca poświęca się przekładniom zębatym walcowym (ze względu na
to, że są one tańsze w zakupie i prostsze w badaniu), to przekładnie zębate stożkowe
stanowią o wiele większe wyzwanie. Wynika to z trudniejszych obliczeń konstrukcyjnych i
skomplikowanego procesu ich produkcji. Generalnie przekładnie stożkowe są niezastąpione
w przypadku, gdy występuje konieczność zmiany kierunku przekazywanego momentu
obrotowego. Prawidłowy montaż takiej przekładni jest niezwykle ważny, gdyż od tego zależy
jej trwałość i cichobieżność, a więc długa i bezawaryjna eksploatacja maszyny.
Celem rozprawy doktorskiej jest opracowanie metody, która na podstawie sygnału
drganiowego pozwoli na określenie poprawności montażu przekładni zębatej. Sztuczna sieć
neuronowa będzie analizowała przetworzony sygnał drganiowy, a odpowiednio nauczona
będzie w stanie ocenić, czy montaż został wykonany prawidłowo.
Pisząc bardziej szczegółowo zakłada się, że ustalając zależność między wielkościami
charakteryzującymi ślad współpracy a cechami sygnału drganiowego możliwa będzie
kontrola jakości montażu. Pozwoli to na sprawdzenie, czy ślad współpracy został ustawiony
prawidłowo, czy nie nastąpił „brudny” montaż, przypadkowe zamienienie kół zębatych oraz
możliwe będzie porównanie pracy różnych grup monterów. Przekładnie używane w
napędach lotniczych mają bezpośredni wpływ na bezpieczeństwo ludzi, dlatego też każde
ekonomicznie uzasadnione działanie mające wpływ na poprawę niezawodności i trwałości
przekładni powinno być podjęte.