Abstract

A new model based on the Hertzian contact theorem is proposed to estimate the size of a line spall defect located on the bearing’s outer race. The entry point can be determined from the ball-race geometry relation, while the exit point can be identified from the time domain signal. Therefore, the defect size can be estimated from the vibration signal without requiring additional bearing load and stiffness measurements. Experiments were performed on a 3-axis CNC machine tool at speeds ranging from 500- 3000rpm and three line spall defects were estimated using the proposed method. The proposed model is demonstrated to estimate defect size with minimal speed related error, offset error, and standard deviation.

نمونه ترجمه مقاله:دانلود ترجمه مقاله بلبرینگ غلتشی

1. مقدمه

تعمیر براساس وضعیت (CBM)، روشی موثر برای جلوگیری از هزینه های غیر ضروری تعمیران و از کارافتادگی ناشی از خرابی پیش بینی نشده ماشین است. تشخیص عیب یاتاقان، ابزاری ارزشمند برای CBM به حساب می آید، زیرا اطلاعات مربوط به سلامت یاتاقان در ماشینهای چرخان (چرخنده) من جمله محور (هرزگرد) را فراهم می آورد. اخیراً، محققین پیشنهاد کرده اند که وقتی عنصر غلتکی (غلتشی) از عیب پوسته پوسته شدن خط برروی حلقه گردش عبور می کند، رویداد ورود کم فرکانس قابل تکرار و خروج فرکانس بالااز طریق پاسخ ارتعاش شناسایی می شوند. بر اساس مدلهای دینامیکی سیستم یاتاقان و نتایج آزمایش، پیشنهاد شده است که از اختلافات زمانی بین رویدادهای ورود و خروج می توان برای برآورد اندازه عیب استفاده نمود. محاسبه طبق رویدادهای ورود وخروج، روشی امیدوارکننده برای تعیین شدت آسیب پوسته گونه برای الگوریتم CBM به حساب می آید. اما، از آنجایی که تعیین لحظه عبور مرکز ساچمه از لبه ورود در الگوی ارتعاش سخت و دشوار است، در نتیجه مطالعات قبل از روشهای غیر مستقیم برای برآورد اندازه عیب استفاده می کنند. در این مقاله، روشهای غیر مستقیم به برآورد نقطه ورود بدون استفاده از اطلاعات سیگنال ورود اشاره می کنند. در این روشهای غیر مستقیم، فاصله حرکت ساچمه در طول ورود، نادیده گرفته شده یا طبق ماکزیمم بار و سختی یاتاقان محاسبه می شود. بنابراین، نتایج برآورد کار قبل از خطای مربوط به سرعت، خطای آفست بزرگ، و انحراف معیار قابل توجه آسیب می بیند. بنابراین، مدل جامع تر برای انتقال اطلاعات زمانی سیگنال ارتعاش به اندازه عیب، عاملی مهم برای بهبود برآورد به حساب می آید. در اینجا مدل جدیدی برای برآورد اندازه عیب براساس قضیه تماس هرتزین پیشنهاد شده است. در مدل پیشنهاد شده، برای مکانیابی نقطه ورود در سیگنال ارتعاش، براساس شکل هندسی یاتاقان و خصوصیت مواد، مدت رویداد اندازه گیری می شود. بنابراین، برای محاسبه اندازه عیب، نیازی به اندازه گیری ماکزیمم بار و سختی یاتاقان نمی باشد. از آنجایی که تغییر بار و سختی یاتاقان سخت و دشوار بوده و برای یک سیستم یاتاقان حقیقی، با گذشت زمان تغییر می کند، در نتیجه روش پیشنهادی، کاندیدی مناسب برای CBM به شمار می رود.

رئوس این مقاله به شرح ذیل می باشد. در بخش 2 کار قبلی جمع بندی شده و الگوی ارتعاش ناشی از عیب محلی و روشهای برآورد پیشنهاد شده در تحقیق قبل شرح داده می شود. بخش 3 مدل برآورد جدید و فرمولی برای برآورد اندازه عیب معرفی می کند. نتایج برآورد و راه اندازی آزمایش در بخش 4 نشان داده شده و برای اعتبارسنجی مدل برآورد اندازه عیب راجع به آن بحث شده است. بالاخره، بخش 5 راجع به نتایج بدست آمده بحث می کند.

2. کار قبلی

این بخش الگوی پاسخ ارتعاش ناشی از عیب محلی برروی کاسه یاتاقان و برخی روشهای برآورد اندازه عیب پیشنهاد شده در تحقیق قبل را به طور خلاصه مطرح می نماید.

1. 2 الگوی ارتعاش

عیب پوسته پوسته شدن خط دارای یک پروفایل مستطیلی برروی کاسه بیرونی یاتاقان است که در شکل 1(a) نشان داده شده است. زمانی که ساچمه وارد ناحیه عیب می شود، تماس تنش زدا بین ساچمه و هر دو کاسه موجب ارتعاش سیستم یاتاقان می شود. در شکل 1(b) یک الگوی تکرار پذیر در سیگنال ارتعاش نشان داده شده است. داده های شکل 1(b) از یکی از نتایج آزمایشی در این تحقیق در سرعت 500rpm و اندازه عیب 1.530mm بدست می آیند. سایر مجموعه داده ها نیز این الگوی یکسان را نشان می دهند. در نقطه A، فرایند