19155

۱۹۱۵۵

بررسي اثر عيوب هندسي بر روي ياتاقان هاي غلتشي سامانه هاي ريلي و عملكرد تبديل هيلبرت هوانگ براي عيب يابي

كارشناسي ارشد

ماشين هاي ريلي

۱۳۹۴

۱۳۹۷/۳/۹

دكتر داوود يونسيان

راه آهن

ياتاقان‌ها به صورت معمول در تمامي ماشين‌آلات دوار در صنايع مختلف از جمله راه‌آهن استفاده مي‌شوند و بيش از نيمي از خرابي ماشين‌آلات صنعتي ناشي از عيوب ياتاقان‌ها مي باشد و خرابي آن‌ها فاكتور بسيار مهمي در از كار‌افتادگي ماشين‌ها و خسارت‌هاي ناشي از آن مي‌باشد. لذا تكنيكي كه در صنعت بتواند عيوب اوليه ياتاقان‌ها براي جلوگيري از كاهش بازده و خرابي هاي گسترده را تشخيص دهد، بسيار حياتي مي‌باشد و تحقيقيات گسترده‌اي در زمينه پايش وضعيت و عيب يابي ياتاقان‌ها صورت گرفته‌ است. در اين پايان‌ نامه ابتدا عيوب كلي ياتاقان‌ها و علل به وجود آمدن آن‌ها ، كليات پايش وضعيت و روش‌هاي عيب يابي معرفي مي‌شوند . در ادامه مختصري از رياضيات و مفاهيم اوليه روش هيلبرت هوانگ كه نسبت به ساير روش‌ها ساده‌تر و در هر دو حالت گذرا و ايستا و سيستم‌هاي خطي و غير خطي مي تواند استفاده شود، معرفي و الگوريتم‌هاي روش تجزيه مود تجربي و توابع مود ذاتي تشريح مي‌شوند و مختصري در مورد تبديل موجك شرح داده مي‌شود. سپس شرايط و نحوه انجام تست براي استخراج سيگنال‌هاي ارتعاشي مورد نياز براي آناليز كه از مركز داده ياتاقان CWRU گرفته شده، بيان مي‌شوند. براي آناليز سيگنال‌هاي به‌دست آمده از تست ،روش جديدي براي بهبود عيب‌يابي بر اساس تركيبي از روش‌هاي پيشين معرفي و روش جديدي براي تخمين سايز عيب ارائه مي‌شود. در قسمت عيب‌يابي ابتدا مود‌هاي مختلف بررسي مي‌شوند و نشان داده مي‌شود مود اول بيشتر از مودهاي ديگر نشان دهنده خصوصيات عيب مي‌باشد. سپس به كمك تبديل هيلبرت نشان داده مي‌شود كه در حوزه زمان-فركانس اگر عيب خيلي كوچك باشد، مي‌توان عيب را مشخص نمود ولي براي عيب‌هاي بزرگ‌تر روش مناسبي نمي‌باشد. در ادامه روش ارائه شده صحت سنجي مي‌شود و براي كليه سايز‌هاي عيب، فرآيند عيب يابي با قطعيت صورت مي‌گيرد. در قسمت تخمين سايز، سيگنال در حوزه زمان بررسي مي‌شود، به اين ترتيب كه ابتدا سيگنال به كمك تبديل موجك گسسته مطابق آنچه توضيح داده خواهد شد تجزيه شده و به كمك روابط استخراج شده سايز عيب تخمين زده مي‌شود. در پايان سايزهاي عيوب تخمين زده شده با سايز عيوب واقعي مقايسه و نشان داده مي‌شود كه خطاي روش به كار برده شده بسيار كوچك بوده و مي‌توان از اين روش براي تخمين سايزهاي كوچك استفاده نمود.

1397/04/13

Investigation of the Effect of Geometric Defects on Rolling Bearings of Rail Systems and Hilbert Hwang's Transform Performance for Fault Detection

7/4/2018 12:00:00 AM

Bearings are commonly used in all rotary machines in a variety of industries, including railways, and more than half of industrial machinery failures are due to defective bearings and their failure is a very important factor in the disruption of the machines and the resulting damage. Therefore, technology in the industry that recognizes the primary defects of bearings to prevent the loss of widespread efficiency and performance is crucial, and extensive research has been done on tracking and troubleshooting the bearings. In this thesis, first, the general defects of the bearings and the reasons for their creation, the generalities of the monitoring of the situation and the methods of troubleshooting are introduced. In the following, a brief introduction of the mathematics and basic concepts of Hilbert-Huang's method, which is simpler than other methods and can be used both in transient and static systems and in linear and nonlinear systems, is described and the algorithms of empirical mode decomposition and intrinsic mode functions are described. A brief description of the wavelet transform is described. Then, the conditions and how to perform the test are used to extract the vibration signals required for the analysis taken from the CWRU bearing data center. To analyze the signals obtained from the test, a new method for improving troubleshooting is presented based on a combination of previous methods and a new method for estimating defect size. In the troubleshooting section, firstly, different modes are examined and it is shown that the first mode more than other modes indicates defects characteristics. It is then shown by Hilbert transformation that in the time-frequency domain, if the defect is too small, the defect can be determined, but for a larger defect it is not a suitable method. In the following, the proposed method is verified and for all defects, the troubleshooting process is done with certainty. . In the dimension estimation, the signal is investigated in the time domain, so that the signal is firstly decomposed with the aid of a discrete wavelet transform as described, and the size of the defect is estimated using the extracted relations. At the end of the measurement, the estimated defects are compared to the actual defects, and it is shown that the method error is very small and can be used to estimate small sizes