WIBROAKUSTYCZNE SYMPTOMY USZKODZEŃ KÓŁ I ŁOŻYSK TOCZNYCH PRZEKŁADNI ZĘBATEJ

Transkrypt

1 Szybkobieże Pojazdy Gąsieicowe (9) r, 004 Adrzej WILK Bogusław ŁAZARZ Heryk MADEJ WIBROAKUSTYCZE SYMPTOMY USZKODZEŃ KÓŁ I ŁOŻYSK TOCZYCH PRZEKŁADI ZĘBATEJ Streszczeie: W artykule przedstawioo wyiki badań symulacyjych uszkodzeń kół zębatych przeprowadzoych przy wykorzystaiu zidetyfikowaego modelu dyamiczego przekładi. Celem badań było określaie przydatości diagostyczej i czułości różych metod aalizy drgań. Wyiki symulacji weryfikowao w warukach laboratoryjych, modelując lokale uszkodzeia kół zębatych i łożysk. Uśredioe sychroiczie sygały drgaiowe aalizowao poszukując symptomów uszkodzeń elemetów przekładi, stosując między iymi aalizy czasowo-częstotliwościowe. Podao przykłady diagozowaia uszkodzeń łożysk i zużycia pittigowego zębów kół. Zapropoowao owe wskaźiki służące do diagozowaia pittigu powierzchi roboczych zębów kół.. WSTĘP Sterowaie procesem eksploatacji maszy wymaga stosowaia odpowiedich metod diagozowaia. W wielu ośrodkach aukowych prowadzoe są prace w celu stworzeia odpowiedich arzędzi wspomagających procesy rozpozawaia uszkodzeń, zwłaszcza w ich początkowych stadiach. Przekładie zębate ze względu a ich powszeche stosowaie w układach apędowych są obiektem zaiteresowaia wielu ośrodków zajmujących się diagostyką maszy. Prowadzoe są prace w celu stworzeia odpowiedich arzędzi wspomagających procesy rozpozawaia uszkodzeń, zwłaszcza w ich początkowych stadiach. Różorodość rozwiązań kostrukcyjych przekładi i układów apędowych sprawia, że pomimo istieia różych algorytmów aalizy sygałów diagostyczych oraz reguł wioskowaia opracowaych a ich podstawie, posiadają oe iewystarczający stopień pewości diagozy. Spowodowae jest to tym, że róże rodzaje uszkodzeń występujących w przekładiach mogą wywoływać podobe efekty w sygale wibroakustyczym. W artykule przedstawioo wyiki zespołowych prac ad wykrywaiem uszkodzeń kół i łożysk toczych przekładi.. WPŁYW USZKODZEŃ KÓŁ PRZEKŁADI A SYGAŁ WIBROAKUSTYCZY. Lokale uszkodzeia kół.. Badaia symulacyje Badaia symulacyje prowadzoo wykorzystując zidetyfikoway model dyamiczy przekładi zębatej w układzie apędowym [3]. Model te może być między iymi zastosoway do symulowaia lokalych uszkodzeń kół zębatych we wczesych stadiach ich rozwoju. Wyiki badań symulacyjych moża wykorzystać w diagostyce uszkodzeń kół zębatych przekładi przy zastosowaiu różych metod aalizy sygału drgaiowego. Schemat modelu dyamiczego przekładi zębatej w układzie przeiesieia apędu przedstawioo a rys.. Rówaia ruchu wyzaczoo z astępującej ogólej zależości: Prof. dr hab. iż. Adrzej WILK Ośrodek Badawczo Rozwojowy Urządzeń Mechaiczych OBRUM, Gliwice, dr hab. iż. Bogusław ŁAZARZ, dr iż. Heryk MADEJ - Politechika śląska, Wydział Trasportu, Katedra Budowy Pojazdów Samochodowych, Katowice

2 Adrzej WILK, Bogusław ŁAZARZ, Heryk MADEJ d EK Ek V D Qˆ i dt q i qi qi qi () gdzie: EK - eergia kietycza, V - eergia potecjala, D - eergia dyssypacji, Qi - siły uogólioe, B F C F x Fy x Fz C F B D B F m F k C D x Dz x Dy C D r E F F h M h D E m I C B D D x z j C m C B c M s m D r m A B A K B s A m I B A C C M T (F z, p, f z ) c z (q z, x z, j ) x Cy x Cz B C C C C A x Ay C A I s x Az qi - współrzęde uogólioe. B A Rys.. Schemat modelu dyamiczego przekładi zębatej w układzie apędowym Badaia symulacyje prowadzoo dla kół zębatych o parametrach geometryczych kół staowiska badawczego [,3,8,9]: liczba zębów zębika 6, liczba zębów koła 4, moduł 4,5 mm, szerokość zazębieia 0 mm, współczyik przesuięcia zarysu zębika x=0,864, współczyik przesuięcia zarysu koła x= -0,5, odległość osi kół 9,5 mm. Prędkość obrotowa zębika wyosiła 700 obr/mi, momet obciążeia M=38 m, błąd losowy podziałki w przypadku zębika i koła wyosił 4,5μm, atomiast błędy okresowe zarysu wyosiły: -7μm w przypadku zębika i 5 μm w przypadku koła. Do aalizy sygałów zarejestrowaych podczas badań wykorzystao sygały resztkowe i różicowe. W literaturze moża spotkać róże sposoby realizacji sygału resztkowego (residualego) [4,5]. W pracy sygał resztkowy r(t) otrzymao poprzez usuięcie w widmie pasm zawierających składowe obrotowe wałów kół oraz składowe częstotliwości zazębieia i jej harmoicze. Często pod pojęciem sygału resztkowego

3 Wibroakustycze symptomy uszkodzeń kół i łożysk toczych przekładi zębatej rozumie się sygał otrzymay poprzez usuięcie z widma jedyie częstotliwości zazębieia i jej harmoiczych. Sygał różicowy d(t) otrzymuje się podobie, lecz usuięte pasma wokół częstotliwości zazębieia i jej harmoiczych są szersze i obejmują wstęgi bocze związae z częstotliwościami obrotowymi kół zębatych. Po usuięciu odpowiedich pasm częstotliwości w widmie wykoao odwrotą trasformację Fouriera, otrzymując czasowe reprezetacje sygałów r(t) i d(t). awet iewielkie zaburzeia amplitudy i fazy są łatwo wykrywale w sygale resztkowym. Poieważ każde wejście owej pary zębów w przypór a skutek błędów losowych podziałki geeruje zaburzeia impulsowe - w czasowej reprezetacji sygału resztkowego uszkodzeia są słabo widocze. W związku z tym celowe jest stosowaie czasowo-częstotliwościowych metod aalizy sygałów, które zostały przedstawioe w [,3,6,7,8]. a rysuku przedstawioo czasowo-częstotliwościowy rozkład Wigera Ville a sygału resztkowego przyśpieszeń drgań wału zębika kół ieuszkodzoych. Wejścia w przypór kolejych par zębów są wyraźie widocze, a błędy losowe podziałki powodują, że amplitudy widma w czasie, się zmieiają. Rys.. Czasowo-częstotliwościowy rozkład Wigera Ville a sygału resztkowego przyspieszeń drgań wału zębika koła ieuszkodzoe Rys.3. Czasowo-częstotliwościowy rozkład Wigera Ville a sygału resztkowego przyspieszeń drgań wału zębika ząb koła pękięty u podstawy (zmiejszeie sztywości zazębieia o 6%) Rysuek 3 przedstawia przykładowy rozkład WV sygału resztkowego dla przypadku pękięcia zęba u podstawy, które spowodowało zmiejszeie sztywości współpracującej pary zębów o 6%. W rozkładzie WV wejście w przypór pękiętego zęba jest wyraźie widocze a tle iych zazębień. W przedstawioych powyżej aalizach czasowoczęstotliwościowych brao pod uwagę ieuśredioy sygał przyspieszeń drgań w obecości błędów losowych podziałki. Pogłębiaie się pękięcia, prowadzące do spadku sztywości zęba ie wywoływało już zaczącej zmiay amplitudy w aalizie WV. Podobe wyiki otrzymao aalizując sygał resztkowy przy wykruszeiu wierzchołka zęba koła. Rozkład czasowo-częstotliwościowy sygału resztkowego umożliwia wykrywaie wczesych stadiów uszkodzeń kół takich jak pękiecie zęba u podstawy lub wykruszeie wierzchołka.... Badaia laboratoryje

4 Adrzej WILK, Bogusław ŁAZARZ, Heryk MADEJ Poiżej przedstawioo wyiki badań staowiskowych kół z zamodelowaymi uszkodzeiami lokalymi, takimi jak pękięcie u podstawy i wykruszeie wierzchołka zęba w różym stopiu zaawasowaia (rys. 4). Parametry badaych kół o zębach prostych były idetycze jak w badaiach symulacyjych. Drgaia mierzoo a obudowie łożysk przekładi oraz bezpośredio a wirującym kole przy różych prędkościach i obciążeiach [,9]. Częstotliwość próbkowaia wyosiła 5,6 khz. Sygały uśrediao okresem obrotu wałów zębika Tz, koła Tk oraz okresem powtarzaia cyklu skojarzeń zębów Tp. Uśredioy sychroiczie sygał przyspieszeń drgań staowił podstawę dalszej aalizy cyfrowej. Do wykrywaia różych typów uszkodzeń w przekładiach zębatych ajczęściej stosuje się: uśrediaie sychroicze sygału drgań, wąskopasmową aalizę widmową, cepstrum, demodulację amplitudy i fazy. Większość tych klasyczych metod opartych a przekształceiu Fouriera pozwala wykrywać zmiay stau dyamiczego oraz zlokalizować uszkodzeie, ie dostarczając iformacji o rodzaju i stopiu jego zaawasowaia. Efektywą miarą statystyczą stosowaą w diagostyce przekładi i łożysk jest współczyik kurtozy. Jak wyika z dotychczasowych badań, współczyik kurtozy sygału drgań ieuszkodzoej przekładi może zawierać się w przedziale,5,5. Wzrost wartości współczyika świadczy o pojawieiu się składowych impulsowych w sygale drgaiowym związaych z uszkodzeiami lokalymi. Zmiay współczyika kurtozy Kj, określoego w okie czasowym o odpowiedio dobraej szerokości przesuwaym wzdłuż osi czasu, są dobrym symptomem lokalych uszkodzeń zębów kół [6,7]. Wartości maksymale Kjmax dla dwóch rodzajów uszkodzeń, pękięcia stopy zęba oraz Rys. 4. Modelowe uszkodzeia lokale zębów kół: a skróceie wysokości zęba 0,8 i,6 mm; b podcięcia stopy zęba a całej szerokości koła, głębokość podcięcia odpowiedio i 3,3 mm wykruszeia zęba, o różym stopiu zaawasowaia przedstawioo w tablicy. Wyiki badań wykazują wrażliwość zmodyfikowaego współczyika kurtozy a wzrost stopia uszkodzeia zwłaszcza dla sygału zmierzoego bezpośredio a kole. Tablica Wartości Kjmax w przypadku różych uszkodzeń lokalych kół Rodzaj uszkodzeia Pomiar a kole Pomiar a obudowie łożyska Kjmax Pękiecie stopy zęba mm 4,6 3,5 Pękięcie stopy zęba 3,3 mm 8,9 3,7 Wykruszeie zęba 0, 8 mm 3,8 3,4 Wykruszeie zęba,6 mm 7,0 3,9

5 Wibroakustycze symptomy uszkodzeń kół i łożysk toczych przekładi zębatej Rys. 5. Czasowo-częstotliwościowy rozkład WV sygału resztkowego przyspieszeń drgań skrętych zmierzoych a kole z pękiętą stopą jedego zęba (3,3 mm) Rys. 6. Czasowo-częstotliwościowy rozkład WV sygału resztkowego przyspieszeń drgań zmierzoych a obudowie łożyska (pękięta stopa jedego zęba 3,3 mm) Do aalizy sygałów zawierających lokale iestacjoarości o charakterze impulsowym szczególie przydate są metody umożliwiające jedoczese przedstawieie sygału w dziedziie czasu i częstotliwości. Charakteryzują się oe zmieą rozdzielczością umożliwiającą dobrą lokalizację składowych sygału w obu dziedziach jedocześie. Wcześiejsze badaia eksperymetale wykazały przydatość aalizy falkowej do wykrywaia lokalych uszkodzeń kół w obecości losowych błędów wykoaia [3,6,8]. a rysukach 5 i 6 przedstawioo rozkład czasowo-częstotliwościowy (pseudo-wv) sygału resztkowego przyspieszeń drgań dla wybraego uszkodzeia lokalego (pękięcie stopy zęba 3,3 mm); w obu przypadkach iezależie od miejsca pomiaru drgań pękięcie zęba wywołuje wyraźe maksima lokale w rozkładzie WV... Lokale uszkodzeia łożysk toczych Sta techiczy łożysk toczych w istoty sposób wpływa a iezawodość i ekoomiczość eksploatacji przekładi zębatej. Awaria łożyska może doprowadzić w krótkim czasie do uszkodzeń iych elemetów przekładi, p. kół zębatych. Uszkodzeia elemetów łożysk powodują pojawieie się w widmie drgań częstotliwości charakterystyczych wyikających z zależości kiematyczych []. Zajomość tych częstotliwości i odpowiadających im okresów jest koiecza do poprawej iterpretacji wyików czasowo-częstotliwościowej aalizy sygałów drgań wałów przekładi. Wykrywaie uszkodzeń łożysk w przekładiach zębatych jest utrudioe, poieważ a sygał drgaiowy geeroway w łożysku akłada się sygał drgaiowy pochodzący od zazębieia. Do badań wykorzystao staowisko pracujące w układzie mocy krążącej [6,7,8,9]. Wały przekładi badaej podparte były a łożyskach kulkowych zwykłych Uszkodzoe łożyska (rys. 8) motowao w przekładi badaej a wale zębika i a wale koła. Do pomiarów drgań wirujących wałów i obudowy łożyska wykorzystao wibrometr laserowy Ometro WH300+ (rys. 7). Oprócz tego mierzoo drgaia obudowy łożyska piezoelektryczym przetworikiem przyspieszeń. Przeprowadzoe aalizy drgań wałów (rys. 9-) wykazały, że uszkodzeia łożyska ajłatwiej wykryć dokoując pomiaru w kieruku działaia siły międzyzębej.

6 Adrzej WILK, Bogusław ŁAZARZ, Heryk MADEJ uszkodzeie Rys. 7. Pomiar prędkości drgań w kieruku pioowym: wibrometr laserowy, przekładia badaa Rys. 8. Uszkodzeie bieżi zewętrzej łożyska toczego Rys. 9. Czasowo-częstotliwościowy rozkład Wigera Ville a prędkości drgań wału koła: Q [MPa], fo = 30 [Hz], pomiar w kieruku działaia siły międzyzębej (uszkodzoa bieżia zewętrza) Rys. 0. Czasowo-częstotliwościowy rozkład Wigera Ville a prędkości drgań wału koła: Q [MPa], fo = 30 [Hz], pomiar w kieruku poziomym (uszkodzoa bieżia zewętrza) Rys.. Czasowo-częstotliwościowy rozkład Wigera Ville a prędkości drgań wału koła: Q [MPa], fo = 30 [Hz], pomiar w kieruku pioowym (uszkodzoa bieżia zewętrza) Rys.. Czasowo-częstotliwościowy rozkład Wigera Ville a prędkości drgań obudowy (blisko) łożyska koła: Q [MPa], fo = 30 [Hz], pomiar w kieruku działaia siły międzyzębej (uszkodzoa bieżia zewętrza)

7 Wibroakustycze symptomy uszkodzeń kół i łożysk toczych przekładi zębatej atomiast zaczie trudiej jest wykryć uszkodzeie bieżi w przypadku pomiarów drgań obudowy łożyska (rys. ). Przy uszkodzeiu bieżi wewętrzej okazało się, że jest oo ajłatwiej wykrywale, gdy osie wału i elemetu toczego przetaczającego się po uszkodzoym fragmecie bieżi leżą a prostej pokrywającej się z kierukiem pomiaru (lokale maksimum w rozkładzie WV występuje raz a obrót wału). ie zawsze osie te leżą a prostej pokrywającej się z kierukiem pomiaru. Wtedy w rozkładzie WV uzyskujemy obraz zazaczoy kółkiem - rys. 3. Czas upływający pomiędzy dwoma zazaczoymi lokalymi maksimami rówy jest okresowi wchodzeia w kotakt uszkodzoego fragmetu bieżi wewętrzej z elemetem toczym. Częstotliwość [Hz] Czas [s] Rys. 3. Czasowo-częstotliwościowy rozkład Wigera Ville a prędkości drgań wału koła: Q 4 [MPa], fo = 30 [Hz], pomiar w kieruku działaia siły międzyzębej (uszkodzoa bieżia wewętrza) Podsumowując badaia przekładi zębatych z uszkodzoymi łożyskami toczymi, moża stwierdzić, że pomiary prędkości drgań wałów w kieruku działaia siły międzyzębej i ich aaliza pozwalają diagozować wczese stadia uszkodzeń bieżi zewętrzej lub wewętrzej łożysk.. 3. Wpływ pittigu powierzchi roboczych zębów kół a sygał wibroakustyczy Przyczyą przyspieszoego zużywaia się powierzchi roboczych kół zębatych jest bardzo często zjawisko pittigu. Przyczyą tego rodzaju uszkodzeia jest zmęczeie warstwy wierzchiej wywołae cykliczymi obciążeiami styku. Smarowaie, szczególie olejami z dodatkami uszlachetiającymi, itesyfikuje proces pittigu. Z tego powodu waże jest wykrywaie początkowych stadiów tego procesu. Z dotychczasowych badań wyika, że wystąpieie pittigu moża wykrywać poprzez aalizę rozwoju wstęg boczych w widmie drgań zwłaszcza w paśmie od 0 do fz. Zaawasoway pittig może być także powodem występowaia częstotliwości rezoasowych w widmie. Proces rozwoju uszkodzeń kół wywołuje wzrost zjawisk ieliiowych oraz efektów iestacjoarych, które trudo wykrywa się za pomocą klasyczej aalizy Fouriera. Charakterystycze cechy sygału diagostyczego moża wyzaczyć a podstawie rozkładu eergii a płaszczyźie czasowoczęstotliwościowej.

8 Adrzej WILK, Bogusław ŁAZARZ, Heryk MADEJ Podczas badań laboratoryjych mierzoo wibrometrem laserowym prędkości drgań wałów przekładi, rejestrując jedocześie sygały odiesieia zgode z ich obrotami. Wyiki aalizy widmowej uśredioych sychroiczie sygałów prędkości drgań wykazały wzrost zawartości wstęg boczych w widmach otrzymaych z kolejych serii pomiarowych. Sygały zarejestrowae w kilku seriach pomiarowych podczas arastaia procesów zużycia aalizowao w środowisku MATLAB, wykorzystując trasformację pseudo Wigera-Ville a (WV), ciągłą aalizę falkową (CWT) [6] w paśmie od 0 do 0,9fz oraz wybrae dyskrymiaty bezwymiarowe. Wyiki aalizy WV dla trzech kolejych serii pomiarowych przedstawioo a rys Ilościowe i jakościowe zmiay rozkładów WV (rys. 4,6,8) wskazują a wzrost iestacjoarych zaburzeń sygałów drgaiowych wywołaych rozwijającym się pittigiem. Zmiay te są jeszcze bardziej widocze w przebiegach czasowych sum dyskretych wartości amplitud rozkładu WV wyzaczaych w przedziale częstotliwości od 0 do 0,9fz (rys. 5,7,9). Zapropoowao miarę ilościową zużycia w postaci współczyika WWVTp zdefiiowaego jako suma dyskretych wartości amplitud rozkładu WV w przedziale częstotliwości od 0 do 0,9fz i w okresie czasu odpowiadającym obrotowi koła Tk=0,033 sek. Zmiay wartości tego współczyika są bardzo czułe a rozwój pittigu powierzchi roboczych kół (rys. 3). Badaie iestacjoarych własości widmowych sygału wymaga stosowaia okie, które zwężają się przy aalizie wysokich częstotliwości i ulegają rozszerzeiu przy aalizie iskich częstotliwości. Takie własości posiadają trasformacje całkowe oparte a falkach []. W badaiach zastosowao falkę Morleta. Do aalizy zarejestrowaych sygałów wykorzystao CWT. Ciągła trasformata falkowa wyraża się zależością: C f t b a a, b f t dt a () gdzie: współczyik skali a R + -{0} i współczyik przesuięcia b R zmieiają się w sposób ciągły. W przypadku dyskretego ciągu f(), gdzie: t= Δt, =0,,,, -, umer próbki, Δt okres próbkowaia, a= j, b=k j. zachodzi tożsamość: C(a,b)=C(j,k). (3) Wyiki aalizy przedstawioo a rysukach 0.

9 Wibroakustycze symptomy uszkodzeń kół i łożysk toczych przekładi zębatej 5 Zmiay sum dyskretych wartości amplitud rozkładu WV Rys. 4. Wyiki aalizy WV pierwsza seria pomiarowa (koła ie zużyte) Czas [s] Rys. 5. Zmiay sum dyskretych wartości amplitud rozkładu WV wyzaczaych w przedziale częstotliwości od 0 do 0,9fz pierwsza seria pomiarowa (koła ie zużyte) 5 Zmiay sum dyskretych wartości amplitud rozkładu WV Rys. 6. Wyiki aalizy WV druga seria pomiarowa (początkowe stadium pittigu) Czas [s] Rys. 7. Zmiay sum dyskretych wartości amplitud rozkładu WV wyzaczaych w przedziale częstotliwości od 0 do 0,9fz druga seria pomiarowa (początkowe stadium pittigu) Zmiay sum dyskretych wartości amplitud rozkładu WV T k Rys. 8. Wyiki aalizy WV trzecia seria pomiarowa (zaawasoway pittig powierzchi roboczej zębów) Czas [s] Rys. 9. Zmiay sum dyskretych wartości amplitud rozkładu WV wyzaczaych w przedziale częstotliwości od 0 do 0,9fz trzecia seria pomiarowa (zaawasoway pittig powierzchi roboczej zębów)

10 Adrzej WILK, Bogusław ŁAZARZ, Heryk MADEJ C a, a, b Rys. 0. Wyiki aalizy CWT pierwsza seria pomiarowa (koła ie zużyte) Rys.. Wyiki aalizy CWT druga seria pomiarowa (początkowe stadium pittigu) C a, b Rys.. Wyiki aalizy CWT trzecia seria pomiarowa (zaawasoway pittig powierzchi roboczej zębów) Jak wyika z przeprowadzoych badań wraz z rozwojem pittgu wyraźie rosą wartości współczyików rozkładu CWT, zwłaszcza w przedziale jedostek skali a (rys. 0 ). W pracy zapropoowao miarę stopia zużycia pittigowego w postaci pierwiastka z sumy kwadratów współczyików C(j,k) rozkładu CWT wyrażoej zależością: gdzie: K=4096, A=50, B=350, WCWTp B K j Ak 0 j, k Miarę tę wyzaczao w przedziale skali a= dla sygału uśredioego w okresie 0,6 s. Do ocey stau powierzchi roboczych badaych kół zastosowao także zae dyskrymiaty bezwymiarowe (FM0, FM4, A4, MA6, MA8) [4,5] obliczoe a podstawie sygałów drgań uśredioych sychroiczie: C (4)

11 Wibroakustycze symptomy uszkodzeń kół i łożysk toczych przekładi zębatej A PP 4 FM0, d d Ak FM 4, k d d 8 d d 4 r r 8A, A4 d d r r M 4 gdzie: liczba próbek, A PP amplituda międzyszczytowa, A K amplituda k-tej harmoiczej zazębieia, d (t) sygał różicowy, 6A d d d d 6 M 3 d (t) wartość średia sygału d (t), r (t) sygał resztkowy, r (t) wartość średia sygału r (t)., (5) Dyskrymiatę FM0 wyzacza się jako iloraz uśredioych międzyszczytowych amplitud sygałów drgań do sumy wartości skuteczych w pasmach częstotliwości zazębieia fz i jej harmoiczych. Jest oa uzawaa za miarę oceiającą ogóly sta przekładi [5]. Miary FM4, A4 są wrażliwe a rozwój lokalych uszkodzeń kół. atomiast zapropoowae przez Martia [4] miary M6A, M8A obliczoe a podstawie wyższych mometów statystyczych służą do ocey zużycia powierzchi roboczych zębów. Zestawieie wartości dyskrymiat bezwymiarowych oraz zapropoowaych wyżej wskaźików zużycia pittigowego przedstawioo w tablicy oraz a rysuku 3. Tablica. Wartości bezwymiarowych dyskrymiat oraz zapropoowaych wskaźików zużycia pittigowego FM4 A4 MA6 MA8 WWVp WCWTp Seria I Seria II Seria III % Series III FM4 A4 MA6 MA8 WWVp WCWTp Series I Rys. 3. Zestawieie wartości dyskrymiat bezwymiarowych oraz zapropoowaych wskaźików zużycia pittigowego

12 Adrzej WILK, Bogusław ŁAZARZ, Heryk MADEJ a rysuku 4 przedstawioo powierzchie robocze kół zębatych w pierwszej serii pomiarowej (koło ieuszkodzoe) oraz po zakończeiu trzeciej serii pomiarowej z widoczym zużyciem wywołaym pittigiem. a) b) Rys. 4. Powierzchie robocze kół zębatych: a) w pierwszej serii pomiarowej, b) po zakończeiu trzeciej serii pomiarowej a podstawie aalizy wyików badań stwierdzoo, że ajwiększy wzrost wartości w miarę arastaia zużycia pittigowego wykazują zapropoowae wskaźiki WCWTp oraz WWVp. 3. PODSUMOWAIE W praktyce diagostyczej bardzo waże jest stosowaie prostych miar zjawisk wibroakustyczych, które są łatwe do wyzaczaia i pozwalają wstępie oceić rodzaj powstającego uszkodzeia. Podstawowym zadaiem diagostyki eksploatacyjej przekładi zębatych jest wykrycie procesów degradacji i zużycia we wczesych stadiach, zaim doprowadzą oe do awarii. Z dotychczasowych badań wyika, że około 60% awarii przekładi zębatych spowodowae jest uszkodzeiem zębów, około 90% tych uszkodzeń to lokale uszkodzeia takie jak: pękięcie u podstawy, częściowe wykruszeie oraz doraźe i zmęczeiowe złamaie. W referacie przedstawioo wyiki badań symulacyjych i laboratoryjych lokalych uszkodzeń kół zębatych. Badaia wykazały, że wykorzystaie aaliz czasowoczęstotliwościowych umożliwia wykrywaie wczesych stadiów tych uszkodzeń. Zapropoowao wykorzystaie owych wskaźików zużycia pittigowego kół otrzymaych a podstawie rozkładów Wigera -Ville a i aalizy falkowej. Wrażliwość tych wskaźików a zmiay stau powierzchi kół porówao z wrażliwością iektórych dotychczas stosowaych dyskrymiat bezwymiarowych. 4. LITERATURA [] BATKO W., ZIÓŁKO M.: Zastosowaie teorii falek w diagostyce techiczej. AGH Kraków 00. [] DĄBROWSKI Z., RADKOWSKI S., WILK A.: Dyamika przekładi zębatych Badaia i symulacja w projektowaiu eksploatacyjie zorietowaym. Warszawa Katowice Radom 000. [3] ŁAZARZ B.: Zidetyfikoway model dyamiczy przekładi zębatej jako podstawa projektowaia. Moograficza Seria Wydawicza, Biblioteka Problemów Eksploatacji Studia Rozprawy, Katowice-Radom, 00.

13 Wibroakustycze symptomy uszkodzeń kół i łożysk toczych przekładi zębatej [4] MOSHER, M., PRYOR, A. H., AD HUFF, E. M.: Evaluatio of Stadard Gear Metrics i Helicopter Flight Operatio. 56th Mechaical Failure Prevetio Techology Coferece, Virgiia Beach USA, 00. [5] STEWART, R. M.: Some Useful Data Aalysis Techiques for Gearbox Diagostics. Report MHM/R/0/77, Machie Health Moitorig Group, Istitute of Soud ad Vibratio Research, Uiversity of Southampto, 977. [6] WILK A., ŁAZARZ B., MADEJ H.: Zastosowaie aalizy czasowo-częstotliwościowej w diagozowaiu lokalych uszkodzeń przekładi zębatych. Szybkobieże Pojazdy Gąsieicowe, (4) r, 00, s [7] WILK A., ŁAZARZ B., MADEJ H.: Diagozowaie wczesych stadiów rozwoju uszkodzeń kół zębatych. Diagostyka vol. 4, 00, s [8] WILK, A., ŁAZARZ, B., AD MADEJ H.: The Applicatio of Wavelet Aalysis i the Diagosis of Toothed Wheel s Damages. Proceed. Iteroise 99, USA. pp , 999. [9] WILK, A., AD ŁAZARZ, B.: Idetificatio of Gear Dyamic Loads o the Basis of Measuremet of the Gear Housig Vibratios. Machie Dyamics Problems. Vol. 9, pp 87-93, 998. VIBROACOUSTICAL SYMPTOMS OF LOCAL DAMAGES OF THE TOOTHED GEARS AD BALL BEARIGS Abstract: The article presets umerical simulatio ad the laboratory examiatios of some faults of ball bearigs ad spur ad helical gears. I case of spur gears two types of progressig local faults of cracked ad chipped gear tooth were simulated ad the smoothed pseudo Wiger-Ville distributio was used to demostrate fault advacemet via residual vibratio sigal aalysis. Observig chages i the features of the WV distributio i the cotour plots ad chages of Kurtosis value moitored the progressio of a fault. I case of helical gears some sigal chages of trasverse vibratio velocity of shafts durig the process of pittig growth i the tooth workig surface have bee ivestigated. Some ew idices of pittig wear have bee suggested ad compared with other odimesioal discrimiates. Recezet: dr iż. Jacek SPAŁEK