Thiết lập một hệ thống giám sát tình trạng hoạt động của hộp số bánh răng chỉ với một đầu đo dao động

Thiết lập một hệ thống giám sát tình trạng hoạt động của hộp số bánh răng chỉ với một đầu đo dao động Thiết lập một hệ thống giám sát tình trạng hoạt động của hộp số bánh răng chỉ với một đầu đo dao động luận văn tốt nghiệp thạc sĩ

MỤC LỤC Nội dung Trang Danh mục ký hiệu chữ viết tắt.………………………………………… iii Danh mục bảng hình ảnh………… …………………………………… vi MỞ ĐẦU……………………………………………………………………………1 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 Cơ sở lý thuyết chẩn đoán giám sát tình trạng kỹ thuật dao động học 1.1.1 Một số khái niệm giám sát chẩn đốn tình trạng kỹ thuật .3 1.1.2 Giám sát chẩn đoán dao động .7 1.1.3 Phương pháp đo dao động dấu hiệu nhận biết hư hỏng .8 1.1.4 Đo dao động vỏ đỡ ổ trục 12 1.1.5 Hư hỏng bánh dấu hiệu nhận biết 13 1.1.6 Hư hỏng ổ lăn dấu hiệu nhận biết .16 1.2 Các phương pháp phân tích tín hiệu 20 1.2.1 Phân tích tín hiệu miền thời gian 20 1.2.2 Phân tích tín hiệu miền tần số 24 CHƯƠNG 2: TRUNG BÌNH HĨA TÍN HIỆU ĐỒNG BỘ VÀ PHÂN TÍCH THỜI GIAN - TẦN SỐ 30 2.1 Trung bình hóa đồng miền thời gian 30 2.2 Kỹ thuật trung bình hóa tín hiệu đồng cho máy quay 32 2.2.1 Trung bình hóa tín hiệu đồng có tín hiệu pha .32 2.2.2 Trung bình hóa tín hiệu đồng với nhiều trục khác .35 2.3 Phương pháp phân tích thời gian - tần số 37 2.3.1 Phép biến đổi Fourier dạng cửa sổ 38 2.3.2 Các hàm cửa sổ 41 2.4 Phép biến đổi Wavelet 43 2.4.1 Hàm Wavelet sở 44 2.4.2 Phép biến đổi Wavelet liên tục 45 i CHƯƠNG 3: PHƯƠNG PHÁP CHẨN ĐOÁN DỰA TRÊN MỘT ĐẦU ĐO 53 3.1 Trung bình hóa tín hiệu đồng khơng có tín hiệu pha 53 3.1.1 Cơ sở lý thuyết 53 3.1.2 Ví dụ áp dụng so sánh 55 3.2 Chẩn đoán dao động sở phân tích tín hiệu TSA 57 3.3 Đánh giá định tính .59 3.4 Đánh giá định lượng 61 3.4.1 Đánh giá định lượng sở tín hiệu TSA 61 3.4.2 Đánh giá định lượng sở tín hiệu thừa, tín hiệu sai phân .62 3.5 Xây dựng quy trình chẩn đốn chương trình tính 65 3.6 Thiết kế hệ thống giám sát tình trạng hoạt động hộp số bánh với đầu đo .66 CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM 70 4.1 Ví dụ áp dụng 1: Hư hỏng bánh số liệu đo quốc tế 70 4.1.1 Hệ thống giám sát 70 4.1.2 Đánh giá sơ phân tích phổ tần số 71 4.1.3 Kết áp dụng trung bình hóa miền thời gian 72 4.2 Ví dụ áp dụng 2: Hư hỏng bánh số liệu đo Việt Nam 74 4.2.1 Hệ thống giám sát 76 4.2.2 Kết áp dụng trung bình hóa miền thời gian 77 KẾT LUẬN 80 TÀI LIỆU THAM KHẢO 81 ii DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT Danh mục ký hiệu biến fn: tần số quay trục (vòng/s), (Hz) fm: tần số ăn khớp (Hz) fs: tần số lấy mẫu (mẫu/s) fN: tần số Nyquist (Hz) i, j: đơn vị ảo N: số điểm lấy mẫu n: tốc độ quay (vòng/min) s: tham số tỷ lệ Tx(τ,fx): biến đổi nén sở Wavelet tín hiệu x(t) Vx(τ,fx): biến đổi nén sở Fourier cửa sổ tín hiệu x(t) w(t): hàm cửa sổ WFTx(τ,f): biến đổi Fourier dạng cửa sổ tín hiệu x(t) WTx(τ,s): biến đổi Wavelet tín hiệu x(t) x(t): tín hiệu liên tục miền thời gian xa(t): tín hiệu giải tích tín hiệu x(t) x[n]: tín hiệu rời rạc miền thời gian Xg(f): biến đổi Fourier suy rộng tín hiệu x(t) X(f): biến đổi Fourier tín hiệu x(t) X[k]: biến đổi Fourier tín hiệu x[n] y[n Δt]: tín hiệu sau trung bình hóa Δt: độ phân giải thời gian γ: ngưỡng phép biến đổi nén đồng Δf, Δfx: độ phân giải tần số iii ω0: hệ số Morlet τ: tham số dịch chuyển ψ0(t): hàm Wavelet sở ψs,τ(t): hàm Wavelet Ψ0(f): biến đổi Fourier hàm Wavelet sở Danh mục chữ viết tắt BPFI: tần số hư hỏng vòng (Ball Pass Frequency of the Inner race) BPFO: tần số hư hỏng vịng ngồi (Ball Pass Frequency of the Outer race) BSF: tần số hư hỏng phần tử lăn (Ball Spin Frequency) CWT: phép biến đổi Wavelet liên tục (Continuous Wavelet Transform) DWT: phép biến đổi Wavelet rời rạc (Discrete Wavelet Transform) FT: phép biến đổi Fourier (Fourier Transform) FFT: phép biến đổi Fourier nhanh (Fast Fourier Transform) FTF: tần số hư hỏng vòng cách (Fundamental Train Frequency) GFT: phép biến đổi Fourier suy rộng (Generalized Fourier Transform) IF: tần số tức thời (Instantaneous Frequency) iFT: phép biến đổi Fourier ngược (inverse Fourier Transform) iFFT: iGFT: iWFT: phép biến đổi Fourier nhanh ngược (inverse Fast Fourier Transform) phép biến đổi Fourier suy rộng ngược (inverse Generalized Fourier Transform) biến đổi Fourier dạng cửa sổ ngược (inverse Window Fourier Transform) iWT: biến đổi Wavelet ngược (inverse Wavelet Transform) TSA: trung bình hóa đồng miền thời gian (Time Synchronous Average) WFT: phép biến đổi Fourier cửa sổ (Window Fourier Transform) iv WPT: phép biến đổi Wavelet packet (Wavelet Packet Transform) WT: phép biến đổi Wavelet (Wavelet Transform) v DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU VÀ HÌNH ẢNH Danh mục bảng biểu Trang Bảng 1.1: Tần số đặc trưng hư hỏng ổ lăn 19 Bảng 1.2: Các số thông kê thường dùng giám sát chẩn đoán dao động 21 Bảng 2.1: Một số hàm cửa sổ thông dụng 46 Bảng 2.2: So sánh độ phân giải thời gian - tần số 49 Danh mục hình ảnh Hình 1.1 Đường đặc tính để giám sát tình trạng Hình 1.2 Quy trình giám sát - chẩn đoán dao động cho thiết bị Hình 1.3 Hư hỏng phân bố (a) hư hỏng cục (b) bánh Hình 1.4 Kết cấu thiết bị đo thu thập liệu Hình 1.5 Đầu đo gia tốc Hình 1.6 Đầu đo vận tốc 10 Hình 1.7 Đầu đo chuyển vị 11 Hình 1.8 Gắn đầu đo vỏ đỡ ổ trục 13 Hình 1.9 Răng bị mịn (a) rỗ (b) 13 Hình 1.10 Răng bị tróc mỏi (a) nứt (b) 14 Hình 1.11 Phổ bánh bình thường (a) bánh bị mòn (b) 15 Hình 1.12 Tín hiệu trung bình hóa bánh hư hỏng cục 16 Hình 1.13 Ổ lăn bị mòn 17 Hình 1.14 Ổ lăn bị q nhiệt (a) tróc vịng (b) 17 Hình 1.15 Tróc vảy gãy vịng ngồi ổ lăn 18 Hình 1.16 Kết cấu ổ lăn 18 Hình 1.17 Phổ đường bao ổ lăn hỏng vịng ngồi (a) hỏng vịng (b) 19 Hình 1.18 Phổ biên độ - thời gian ổ lăn hỏng vòng ngồi 20 Hình 1.19 Sơ đồ lọc tín hiệu 22 Hình 1.20 Đường đặc tính tần số lọc thơng thấp 23 Hình 1.21 Phổ biên độ tín hiệu x1(t)x2(t) 28 Hình 1.22 Phổ biên độ tín hiệu dao động tắt dần 29 Hình 2.1 Minh họa phép trung bình hóa đồng miền thời gian 31 Hình 2.2 Phổ tín hiệu trung bình hóa đồng với khối khác 31 vi Hình 2.3 Tín hiệu gia tốc (a) tín hiệu pha (b), chia khối nhờ tín hiệu pha (c) 33 Hình 2.4 Sơ đồ thuật tốn trung bình hóa tín hiệu đồng dựa tín hiệu pha 33 Hình 2.5 Chia khối trung bình hóa khối 34 Hình 2.6 Kết trung bình hóa tín hiệu đồng với hai thành phần tín hiệu khác 35 Hình 2.7 Trung bình hóa tín hiệu đồng trục khơng gắn đầu đo pha 36 Hình 2.8 Trung bình hóa tín hiệu với nhiều trục khác sử dụng đầu đo pha 36 Hình 2.9 Mơ tả q trình tính tốn WFT 38 Hình 2.10 Giải thuật tính toán phép biến đổi Fourier dạng cửa sổ 39 Hình 2.11 Phổ biên độ - thời gian (a), biên độ - tần số (b) 40 Hình 2.12 Biến đổi WFT tín hiệu có tần số thay đổi theo thời gian 41 Hình 2.13 Sóng (a) sóng nhỏ Wavelet (b) 44 Hình 2.14 Sơ đồ trình xử lý tín hiệu sử dụng biến đổi Wavelet 44 Hình 2.15 Một số dạng Wavelet sở thông dụng 45 Hình 2.16 Mơ phép biến đổi Wavelet liên tục 47 Hình 2.17 Hàm Morlet (phần thực) 48 Hình 2.18 Sơ đồ thuật tốn để xác định hệ số Wavelet 51 Hình 2.19 Biểu diễn hệ số Wavelet mặt phẳng (a) không gian (b) 51 Hình 2.20 Ví dụ đồ thị biểu diễn hệ số Wavelet tọa độ cực 52 Hình 3.1 Sơ đồ thuật tốn hai bước 54 Hình 3.2 Xác định thời điểm xuất xung pha từ pha trục 55 Hình 3.3 Trung bình hóa có pha khơng pha với vận tốc quay số 56 Hình 3.4 Trung bình hóa có pha khơng pha với vận tốc quay biến đổi 56 Hình 3.5 Sơ đồ thuật toán chẩn đoán hư hỏng trung bình hóa tín hiệu đồng 58 Hình 3.6 Minh họa tín hiệu sai phân 59 Hình 3.7 Tín hiệu miền thời gian (a, b) tín hiệu TSA (c, d) 59 Hình 3.8 PWM tín hiệu TSA bình thường (a) tín hiệu có hư hỏng (b) 60 Hình 3.9 Tín hiệu TSA (a), thành phần điều hòa ăn khớp (b) tín hiệu thừa (c) 61 Hình 3.10 PWM tín hiệu thừa bình thường (a) tín hiệu thừa có hư hỏng (b) 61 Hình 3.11 Tham số NA4 NA4* (a) tham số FM4 FM4* (b) 63 Hình 3.12 Minh họa tham số ER đánh giá tín hiệu thừa tín hiệu sai phân ứng với ba dạng hỏng tiến triển 64 vii Hình 3.13 Lưu đồ quy trình chẩn đốn chi tiết quay hệ truyền động 65 Hình 3.14 Thiết lập hệ thống đo 66 Hình 3.15 Thiết bị đo VIBROPORT 80 67 Hình 3.16 Sensor gia tốc ASA-063 67 Hình 3.17 Sensor pha khóa PA-98 68 Hình 3.18 Giao diện phần mềm phân tích vẽ đồ thị ReX 69 Hình 4.1 Bánh dẫn bị hư hỏng 70 Hình 4.2 Tốc độ quay thực trục 71 Hình 4.3 Phổ tần số bánh tốt 71 Hình 4.4 Phổ tần số bánh hư hỏng 72 Hình 4.5 Phân bố thời gian - tần số tín hiệu tổng hợp 72 Hình 4.6 Điều hịa ăn khớp lọc từ tín hiệu ban đầu 73 Hình 4.7 Tín hiệu sau trung bình hóa đồng khơng sử dụng tín hiệu pha (a), có sử dụng tín hiệu pha (b) 74 Hình 4.8 (a), (b), (c) Hệ thống máy nghiền 74 Hình 4.9 Sơ đồ hệ thống nghiền 76 Hình 4.10 Phân bố thời gian - tần số tín hiệu tổng hợp 77 Hình 4.11 Điều hịa ăn khớp lọc từ tín hiệu ban đầu 78 Hình 4.12 Tốc độ quay trục mang bánh hư hỏng 78 Hình 4.13 Kết trung bình hóa khơng sử dụng tín hiệu pha 79 viii MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài Trong công nghiệp, hai loại hệ đặc thù thường ý đến kết cấu máy móc, đặc biệt máy quay Máy quay xuất hầu khắp lĩnh vực khí, điện - tự động hóa, hệ thống bơm, tua-bin Khi chi tiết máy quay hư hỏng đột ngột, gây thiệt hại lớn người tài sản Tín hiệu dao động máy quay cung cấp cho ta nhiều thơng tin tình trạng máy Phân tích dao động máy quay sở phân tích phổ trở nên quen thuộc phổ biến Những dấu hiệu phổ cho ta thấy dễ dàng dấu hiệu hư hỏng máy quay Tuy nhiên, trường hợp đặc biệt máy quay vận hành với tốc độ quay biến đổi, việc nhận dạng dấu hiệu hư hỏng trở nên khó khăn Việc phân tích tín hiệu dao động máy quay cần sử dụng tới phương pháp phân tích đồng thời tín hiệu miền thời gian - tần số (gọi tắt phân tích thời gian - tần số) kết hợp với trung bình hóa tín hiệu đồng Mục tiêu nghiên cứu Mục tiêu luận văn trình bày áp dụng phép biến đổi thời gian - tần số kết hợp với phương pháp trung bình hóa tín hiệu đồng để xây dựng kỹ thuật chẩn đoán dựa đầu đo Phương pháp hướng đến cách tiếp cận tiên tiến giảm thiểu chi phí trang bị đầu đo mà chẩn đoán phần tử quan trọng bên máy quay bánh răng, ổ đỡ lăn,… Đối tượng phạm vi nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu đề tài máy quay cơng nghiệp, hộp số bánh trụ với chi tiết quay quan trọng bánh răng, ổ lăn đối tượng nghiên cứu Nội dung nghiên cứu giới hạn phân tích đặc trưng học hộp số bánh phép đo thực nghiệm phương pháp phân tích tín hiệu số, trọng tâm phương pháp phân tích thời gian - tần số Phương pháp nghiên cứu Để đạt mục tiêu đặt ra, phương pháp nghiên cứu kết hợp lý thuyết, thực nghiệm xử lý tín hiệu số Phân tích tài liệu khoa học, cơng trình nghiên cứu lĩnh vực chẩn đoán dao động nhằm tổng kết đánh giá ưu/nhược điểm phương pháp chẩn đốn dao động Từ đó, tập trung nghiên cứu phương pháp chẩn đoán dao động sở phân tích thời gian - tần số, nâng cao hiệu phương pháp Xây dựng thuật tốn chương trình phân tích tín hiệu dao động phần mềm cung cấp mơi trường tính tốn số lập trình MATLAB, sở phương pháp nén đồng suy rộng Nghiên cứu thực nghiệm mơ hình thí nghiệm có để kiểm chứng kết lý thuyết Chương trình tính sử dụng để phân tích xử lý số liệu thực nghiệm nhằm mục đích tìm triệu chứng hư hỏng chi tiết quay Bố cục luận văn Ngoài phần mở đầu phần kết luận, luận văn gồm phần sau đây: Chương Trình bày tổng quan giám sát chẩn đốn kỹ thuật, hệ thống giám sát cho số loại máy quay phương pháp xử lý tín hiệu dao động thu Chương Trình bày sở toán học hai phương pháp: Phân tích thời gian - tần số trung bình hóa tín hiệu đồng Chương Trình bày kỹ thuật chẩn đoán hư hỏng bánh sở phương pháp trung bình hóa tín hiệu đồng khơng sử dụng tín hiệu pha Chương Một số kết thực nghiệm sở số liệu đo quốc tế số liệu đo nhà máy Việt Nam sử dụng để kiểm chứng hiệu phương pháp đề xuất Cuối kết luận với đánh giá mặt làm chưa làm luận văn Từ rút học kinh nghiệm 3.6.3 Phần mềm Phần mềm tính tốn số MATLAB hãng MathWorks; Phần mềm phân tích vẽ đồ thị ReX (version 2.2) hãng Brüel & Kjỉr Vibro Hình 3.18 Giao diện phần mềm phân tích vẽ đồ thị ReX 69 CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM 4.1 Ví dụ áp dụng 1: Hư hỏng bánh số liệu đo quốc tế Bộ số liệu đo cung cấp dự án xây dựng sở liệu dao động tiếng ồn từ năm 2013 Dự án TS Eric Bechhoefer [9], nhà khoa học người Đức đứng đầu Mục đích chủ yếu dự án cung cấp số liệu miễn phí xác cho nhà khoa học, kỹ sư nhà nghiên cứu toàn giới Dự án chia sẻ đường link sau: http://data-acoustics.com/measurements/gear-faults/gear-1/ 4.1.1 Hệ thống giám sát Hệ thống giám sát thiết lập tua-bin gió cơng suất đầu MW, tốc độ trung bình 1800 vịng/min Dữ liệu đo khoảng thời gian kéo dài s với tần số lấy mẫu (tỷ lệ lấy mẫu) 97656 (mẫu/s) Hệ thống đo dao động bao gồm gia tốc kế áp điện để đo dao động hệ đầu đo tín hiệu pha Hình 4.1 Bánh dẫn bị hư hỏng Do thay đổi tốc độ gió, tốc độ quay trục mang bánh thay đổi khoảng từ 28,65 đến 29,60 vòng/s Sau tiến hành kiểm tra, kết cho thấy xuất hư hỏng bánh dẫn có số 32 70 Hình 4.2 Tốc độ quay thực trục 4.1.2 Đánh giá sơ phân tích phổ tần số Hình 4.3 Phổ tần số bánh cịn tốt Trên Hình 4.3 kết phân tích phổ tần số bánh cịn tốt bánh hư hỏng Ta thấy phổ tần số bánh hư hỏng, vị trí tần số ăn khớp điều hòa bậc tần số ăn khớp Bên cạnh đó, ta quan sát thấy xuất dải phụ xung quanh điều hòa tần số ăn khớp 71 Hình 4.4 Phổ tần số bánh hư hỏng Hình 4.4 cho thấy dấu hiệu quan trọng để đánh giá sơ hư hỏng sinh truyền bánh Tuy nhiên, dạng hỏng khác mịn có dấu hiệu này, nên cần áp dụng phương pháp phân tích tín hiệu khác để nhận dạng xác hư hỏng 4.1.3 Kết áp dụng trung bình hóa miền thời gian Ta thực phép trung bình hóa đồng khơng sử dụng tín hiệu pha theo lý thuyết trình bày Chương 3, kết thể Hình 4.5 Để so sánh, Hình 4.5 tín hiệu trung bình hóa có sử dụng tín hiệu pha Điều hòa ăn khớp bậc Điều hòa ăn khớp bậc Hình 4.5 Phân bố thời gian - tần số tín hiệu tổng hợp 72 Trong trường hợp này, tốc độ quay biến đổi nên ta lọc trực tiếp điều hịa ăn khớp (Hình 4.6) từ tín hiệu tổng hợp (Hình 4.5) Hình 4.6 Điều hịa ăn khớp lọc từ tín hiệu ban đầu Một cách định tính, so sánh với kết với trường hợp có sử dụng tín hiệu pha, ta thấy trung bình hóa khơng sử dụng tín hiệu pha cho phép xác định khu vực hư hỏng bánh (Hình 4.7) Tuy nhiên, trình ước lượng tín hiệu pha từ phân bố thời gian - tần số có sai số, nên vị trí bánh hư hỏng, biên độ tín hiệu trung bình hóa khơng sử dụng tín hiệu pha nhỏ sử dụng tín hiệu pha (20 mm/s2 so với 27 mm/s2) 73 b) a) Hình 4.7 Tín hiệu sau trung bình hóa đồng khơng sử dụng tín hiệu pha (a), có sử dụng tín hiệu pha (b) 4.2 Ví dụ áp dụng 2: Hư hỏng bánh số liệu đo Việt Nam Bộ số liệu đo rung động chẩn đốn tình trạng máy nghiền 2c Nhà máy Nhiệt điện Nghi Sơn (Km 11, đường 513, xã Hải Hà, huyện Tĩnh Gia, tỉnh Thanh Hóa) Hình 4.8 (a) Hệ thống máy nghiền 74 (b) Hệ thống máy nghiền (c) Hệ thống máy nghiền 75 4.2.1 Hệ thống giám sát  Sơ đồ cấu trúc thơng số kỹ thuật hệ thống (Hình 4.9) - Tốc độ quay động cơ: 995 vòng/min Tốc độ quay bánh dẫn thùng nghiền: 160 vòng/min (≈2,7 vòng/s) Tốc độ quay thùng nghiền: 16 vòng/min Hộp giảm tốc: Siemens Flender H2SH 17 Hình 4.9 Sơ đồ hệ thống nghiền - Thiết bị đo: + VIBROTEST 80 (EU/G7) + Đầu đo gia tốc: AS - 063 (CHLB Đức) - Thời gian đo: 09h10 ngày 13/04/2018  Các điểm đo: Như Hình 4.9 - - Điểm đo gối đỡ động cơ: o NDE H (đuôi động cơ, phương ngang, hướng kính) o DE H (đầu động cơ, phương ngang, hướng kính) Điểm đo hộp số: o GB1.1V, đầu trục vào, phía động cơ, phương thẳng đứng o GB2.1V, đầu trục cấp 2, phía động cơ, phương thẳng đứng o GB3.1V, đầu trục cấp 3, phía động cơ, phương thẳng đứng o GB3.2V, đầu trục cấp 3, phía bánh chủ, phương thẳng đứng o GB3.2A, đầu trục cấp 3, phía bánh chủ, phương dọc trục 76 - Điểm đo gối bánh dẫn thùng nghiền: K1H, theo phương ngang Điểm đo gối bánh dẫn thùng nghiền: o K2H, theo phương ngang, hướng kính o K2A, theo phương ngang, dọc trục 4.2.2 Kết áp dụng trung bình hóa miền thời gian Ta thực phép trung bình hóa đồng khơng sử dụng tín hiệu pha theo lý thuyết trình bày Chương 3, kết thể Hình 4.10 Các điều hịa bậc cao Điều hịa bậc Hình 4.10 Phân bố thời gian - tần số tín hiệu tổng hợp Trong trường hợp này, tốc độ quay biến đổi nên ta lọc trực tiếp điều hịa ăn khớp (Hình 4.11) từ tín hiệu tổng hợp (Hình 4.10) 77 Hình 4.11 Điều hịa ăn khớp lọc từ tín hiệu ban đầu Tốc độ quay trục sau tái tạo từ điều hịa ăn khớp (Hình 4.12), kết thu phù hợp với thông số kỹ thuật hệ thống (≈2,7 vịng/s) Hình 4.12 Tốc độ quay trục mang bánh hư hỏng Từ tốc độ quay tái tạo nêu trên, ta thực trung bình hóa tín hiệu đồng khơng sử dụng tín hiệu pha Kết thể Hình 4.13 78 Hình 4.13 Kết trung bình hóa khơng sử dụng tín hiệu pha Khi trung bình hóa vịng quay, ta thấy xuất vùng có biên độ lớn so với vị trí cịn lại tương ứng với vị trí bánh bị hư hỏng cục 79 KẾT LUẬN Trên sở nghiên cứu vấn đề hư hỏng máy quay phương pháp phân tích thời gian - tần số, luận văn sâu giải toán nâng cao hiệu phân tích thời gian - tần số ứng dụng nhận dạng hư hỏng bánh Sử dụng phương pháp phân tích thời gian - tần số Fourier dạng cửa sổ Wavelet, ta biểu diễn tín hiệu đồng thời miền thời gian miền tần số Luận văn tập trung vào nghiên cứu phương pháp tách tín hiệu pha từ phân bố thời gian - tần số tín hiệu Sau đó, kết hợp tín hiệu pha với tín hiệu gia tốc đo vỏ hộp số để áp dụng kỹ thuật trung bình hóa khơng pha Dựa kết tốn học có, tác giả xây dựng chương trình tính tốn kỹ thuật trung bình hóa tín hiệu đồng khơng pha Các chương trình tính áp dụng để phân tích nhận dạng hư hỏng với tín hiệu mơ tín hiệu đo thực tế trường hợp tốc độ quay không đổi tốc độ quay biến đổi Kết thu minh chứng khả nhận dạng hư hỏng vượt trội phương pháp so với phương pháp truyền thống Nhìn chung, luận văn thực mục tiêu đề 80 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt Nguyễn Trọng Du (2015), Chẩn đoán hư hỏng hộp số bánh phân tích thời gian - tần số dao động học, Luận án tiến sĩ, Trường Đại học Bách khoa Hà Nội Nguyễn Phong Điền (2015), Kỹ thuật đo phân tích dao động học, Nhà xuất Giáo dục Việt Nam Nguyễn Phong Điền, Nguyễn Trọng Du (2015), Phát sớm hư hỏng bánh từ dao động vỏ hộp số phương pháp trung bình hóa đồng miền thời gian, Tạp chí Khoa học Cơng nghệ, Số 104, trang 73-77 Nguyễn Phong Điền, Nguyễn Trọng Du, Nguyễn Thanh Hải (2015), Chẩn đoán dao động cho thiết bị quay phương pháp trung bình hóa đồng cải tiến Báo cáo khoa học Hội nghị Cơ học kỹ thuật toàn quốc, Đà Nẵng Nguyễn Hải (2002), Phân tích dao động máy, Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật Nguyễn Văn Khang (2003), Cơ sở học kỹ thuật (Cơ học lý thuyết kỹ thuật), Tập 1: Tĩnh học Động học, Nhà xuất Đại học Quốc gia Hà Nội Nguyễn Văn Khang (2009), Dao động kỹ thuật (tái lần thứ năm), Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật Tiếng Anh S Al-Arbi (2012), Condition Monitoring of Gear Systems using Vibration Analysis, Doctoral thesis, University of Huddersfield, Huddersfield E Bechhoefer, B Van Hecke, D He (2013), Processing for Improved Spectral Analysis, Proceedings of the Annual Conference of Prognostics and Health Management Society 2013 10 A Bilošová, J Biloš (2012), Vibration Diagnostics, Technical University of Ostrava, Ostrava (Czech Republic) 11 F Bonnardot, M El Badaoui, R B Randall, J Danière, F Guillet (2005), Use of the acceleration signal of a gearbox in order to perform angular resampling (with limited speed fluctuation), Mechanical Systems and Signal Processing, Vol 19, pp 766-785 81 12 I Daubechies, J Lu, H.-T Wu (2010), Synchrosqueezed Wavelet Transforms: an Empirical Mode Decomposition-liked Tool, Applied and Computational Harmonic Analysis, Princeton University, Princeton 13 D Iatsenko, P V E McClintock, A Stefanovska (2015), Linear and synchrosqueezed time-frequency representations revisited: Overview, standards of use, resolution, reconstruction, concentration and algorithms, Digital Signal Processing, Vol 42, pp 1-26 14 M Lebold, K McClintic, K Maynard, C Byington, R Campbell (2000), Review of Vibration Analysis Methods for Gearbox Diagnostics and Prognostics, Proceedings of the 54th Meeting of the Society for Machinery Failure Prevention Technology, Virginia Beach (USA), pp 623-634 15 C Li, M Liang (2012), Time-frequency signal analysis for gearbox fault diagnosis using a generalized synchrosqueezing transform, Mechanical Systems and Signal Processing, Vol 26, pp 205-217 16 S Mallat (1999), A Wavelet Tour of Signal Processing (2nd Edition), Academic Press, New York 17 P D McFadden (1987), A revised model for the extraction of periodic waveforms by time domain averaging, Mechanical Systems and Signal Processing, Vol 1, pp 83-95 18 P D McFadden (1987), Examination of a technique for the early detection of failure in gears by signal processing of the time domain average of the messing vibration, Mechanical Systems and Signal Processing, Vol 1, pp 173-183 19 S Olhede, A T Walden (2005), A generalized demodulation approach to timefrequency projections for multicomponent signals, Proceedings of the Royal Society A: Mathematical, Physical and Engineering Sciences, Vol 461, pp 2159-2179 20.R M Stewart (1977), Some useful analysis techniques for gearbox diagnostics, Technical Report MHM/R/10/77 Machine Health Monitoring Group, Institute of Sound and Vibration Research, University of Southampton, Southampton 21 G Thakur, H.-T Wu (2011), Synchrosqueezing-based Recovery of Instantaneous Frequency from nonuniform Samples, International Journal of Applied Mathematics, Vol 43, pp 2078-2095 22 J K Urbanek, T Barszcz, J Antoni (2013), A two-step procedure for estimation of instantaneous rotational speed with large fluctuations, Mechanical Systems and Signal Processing, Vol 38, pp 96-102 82 83 ... 1.1.3.1 Hệ thống đo dao động Một hệ thống đo dao động học gồm hai phần: Các đầu đo dao động gắn điểm đo thiết bị đo với nhiệm vụ khuếch đại, lọc tín hiệu, lưu trữ hiển thị Các thiết bị đo tiên... Thiết kế hệ thống giám sát tình trạng hoạt động hộp số bánh với đầu đo .66 CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM 70 4.1 Ví dụ áp dụng 1: Hư hỏng bánh số liệu đo quốc tế 70 4.1.1 Hệ. .. sát chẩn đốn tình trạng kỹ thuật 1.1.1.1 Giám sát tình trạng kỹ thuật Giám sát tình trạng (condition monitoring) hoạt động nhằm phát hình thành giám sát trình phát triển hư hỏng hệ thống kỹ thuật