Vyhodnocování signálů vibrací, var. 1 Samostatná práce z diagnostických systémů 2005 Vypracoval: Lukáš Čeřovský

Vlastnosti ozubených převodů • Zuby obou kol se opotřebovávají stejnoměrně • Zuby převodovky generují vibrace se zubovou frekvencí

f z

• Zubová frekvence je dána otáčkami a počtem zubů

f Z



rpm

60 

n Z

Závady ozubených převodů • Poškozený nebo vylomený zub způsobuje nadměrné namáhání ostatních zubů • Včasné odhalení závady zubu může zachránit ostatní kola

Diagnostika závad převodů • • • Změření signálu senzorem vibrací poškozený zub mění obálku zubového signálu Analýza signálu vibrace a) b) c) Analýza spektra signálu Analýza kepstra signálu Analýza demodulací signálu – Vyhodnocení Určení poškozeného kola – Určení počtu poškozených zubů

Měřicí řetězec 1. Simulátor poškozené převodovky ETC, sw Analyzer 2. Zvuková karta PC „Creative AudioPCI (ES1371, ES1373)(WDM)“ 3. Matlab 6.5

Data acquision toolbox, objekt „winsound“ vzorkování 11025Hz Zpracování a vyhodnocení signálu

USB PCI AC signál

a) Analýza spektra signálu • • • Analýza ve frekvenční oblasti Výpočet spektra rychlou fourierovou transforací V okolí zubové frekvence poškozeného převodu se objeví další frekvence Další zpracování je problematické

b) Analýza kepstra signálu • • • Analýza v časové oblasti Výpočet reálného kepstra signálu Hledání lokálních extrémů a určení jejich vzdálenosti Určení poškozeného kola (podle počtu zubů)

Kepstrum - vibrační signál

Kepstrum – okno hann

Kepstrum - medián Práh pro rozlišení impulsů mean(abs(x))

c) Analýza demodulací signálu • • • • • Analýza v časové oblasti Určení zubové frekvence (z fft nebo je známa) Amplitudová demodulace signálu Derivace a filtrace demodulovaného signálu Určení periody modulačního signálu Určení poškozeného kola (podle počtu zubů)

Demodulace – modulační signál

Demodulace – diference a hann

Demodulace – odečtení mediánu Práh pro rozlišení impulsů 3*mean(abs(x))

Určení periody poškozeného zubu • Vypočtení vzdáleností mezi jednotlivými impulsy s=mean(abs(vzorkyCx)); %urceni prahu sumu n=1; t2=0; z=1; for j=(1:length(vzorkyCx)) t2=t2+1; if (vzorkyCx(j)

Zhodnocení použitých metod

sk.

kolo

1 1 2 2 3 3 3 1 2 1 2 1 2 -

správně

porucha 1/12 porucha 1/14 porucha 1/13 porucha 1/15 porucha 1/15 porucha 1/11 bez poruchy

demodulace

porucha 1/12 porucha 1/14 porucha 1/13 porucha 1/15 porucha 1/15 porucha 1/11 podezření 2

kepstrum

porucha 1/12 porucha 1/14 porucha 1/13 podezření 4 porucha 1/15 porucha 1/11 podezření 4