Từ các trường hợp thí nghiệm ở trên cho thấy vùng tần số để tìm triệu chứng hư hỏng ổ đỡ con lăn thường là vùng tần số cao. Tuy nhiên nếu trong trường hợp hư hỏng xảy ra ở cả bánh răng và ổ lăn khi đó những giải pháp đưa ra dựa trên cơ sở đồ thị Kutorgram tỏ ra không hiệu quả. Tín hiệu hư hỏng của ổ đỡ con lăn có lẫn tín hiệu hư hỏng của bánh răng, lúc này điều cần thiết là phải bóc tách tín hiệu hư hỏng của từng chi tiết quay để tìm triệu chứng hư hỏng. Việc sử dụng phương pháp trung bình hóa để tìm triệu chứng hư hỏng của bánh răng đã được đề cập nhiều ở những phần trên. Trong phần này trình bày phương pháp trung bình hóa tín hiệu đồng bộ, như một phương pháp loại trừ, để chẩn đoán hư hỏng ổ đỡ con lăn. Thành phần tín hiệu ban đầu được lấy mẫu lại trong miền góc sau đó trừ đi thành phần tín hiệu đồng bộ với tốc độ quay trục sẽ còn lại tín hiệu do hư hỏng ổ đỡ con lăn gây ra.
Hư hỏng được tạo ra một cách có chủ ý là hư hỏng cục bộ tại vòng trong (hình 5.46) của ổ đỡ con lăn có các thông số hình học được thể hiện trên bảng 5.5. Ổ đỡ con lăn gắn trên trục vào của hộp số 1 cấp với tần số quay trục vào biến đổi xung quanh fn= 50Hz. Tần số đặc trưng hư hỏng vòng trong của ổ đỡ con lăn được đưa ra bởi công thức đã được trình bày trong chương 2:
1 co s 2 vt n z d f f D (5.1)
Thay các thông số hình học từ bảng 5.5 vào công thức (5.1) ta xác định được:
fvt=4.95fn=247.4 Hz.
Do đó nếu chẩn đoán trong miền tần số ta sử dụng tần số đặc trưng hư hỏng vòng trong là 247.4Hz. Nếu chẩn đoán trong miền bậc ta sử dụng bậc đặc trưng hư hỏng là 4.95. Khi tốc độ quay của trục fn biến đổi ta không thể xác định được tần số đặc trưng hư hỏng fvt. Đây là khó khăn lớn cho việc chẩn đoán hư hỏng ổ đỡ con lăn với trường hợp tốc độ quay biến đổi bằng phân tích phổ đường bao miền tần số.
Để thấy rõ được khó khăn này ta sử dụng các phương pháp phân tích tín hiệu ổ đỡ con lăn bằng đồ thị Kurtogram:
+ Trên cơ sở kết hợp đồ thị Kurtogram (hình 5.53a) ta xác định được vùng tần số có hệ số Kurtosis lớn nhất là tại tần số trung tâm fc=17708.33Hz với độ rộng dải
Bw=2083.33Hz. Tiến hành phân tích phổ đường bao ta thu được kết quả như hình 5.53b. Do tốc độ quay của trục biến đổi trong quá trình thí nghiệm nên trên phổ đường bao chỉ xuất hiện tần số 245.3Hz sai số so với tần số đặc trưng hư hỏng vòng trong là 2.1Hz, thành phần tần số 540.6Hz không phải là điều hòa của tần số đặc trưng hư hỏng vòng trong.
Từ đó cho thấy các phương pháp chẩn đoán ổ đỡ con lăn bằng đồ thị Kurtogram không phát huy được hiệu quả khi tốc độ quay của trục biến đổi theo thời gian và tín hiệu ổ đỡ con lăn bị tín hiệu bánh răng làm nhiễu.
134
Hình 5.53. Đồ thị Kurtogram của tín hiệu (a), phân tích phổ đường bao trên vùng tần số xác định (b)
Áp dụng phương pháp trung bình hóa tín hiệu đồng bộ để tiến hành tách thành phần tuần hoàn với tốc độ quay của trục:
+ Từ tín hiệu gia tốc đo được tiến hành lấy mẫu lại trong một vòng quay kết quả thu được biểu diễn trên hình 5.54a
+ Trung bình hóa tín hiệu đồng bộ với một vòng quay, kết quả thu được trên hình 5.54b
+ Tín hiệu do hư hỏng ổ đỡ con lăn là tín hiệu thu được trên hình 5.54c bằng cách lấy tín hiệu trên hình 5.54a trừ đi tín hiệu trên hình 5.54b.
Hình 5.54. Phân tách các nguồn tín hiệu bằng phương pháp trung bình hóa tín hiệu đồng bộ
Tín hiệu ổ đỡ con lăn sau khi tách ra tiếp tục được đưa vào phân tích Kurtogram để xác định vùng tần số có hệ số Kurtosis lớn nhất, sau đó phân tích phổ đường bao của vùng tần số đó. Kết quả cho thấy phân tích trong miền bậc (hình 5.55b) cho thấy nhiều các điều hòa bậc hư hỏng hơn so với phân tích trong miền tần số (hình 5.55a). Điều này được giải thích do tốc độ quay trục biến đổi do đó việc phân tích trong miền tần số trở nên khó khăn.
Hình 5.55. Phổ đường bao (a) và phổ bậc đường bao (b) của tín hiệu ổ đỡ con lăn hư hỏng vòng trong
135