Luận văn:Nghiên cứu phương pháp chẩn đoán hư hỏng bộ truyền bánh răng bằng phân tích tín hiệu âm thanh

Chia sẻ: Nguyen Vang | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:91

Thêm vào BST

Báo xấu

90
lượt xem 18
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Âm thanh là các dao động cơ học (biến đổi vị trí qua lại) của các phân tử, nguyên tử hay các hạt làm nên vật chất và lan truyền trong vật chất như các sóng. Âm thanh, giống như nhiều sóng, được đặc trưng bởi tần số, bước sóng, chu kỳ, biên độ và vận tốc lan truyền (tốc độ âm thanh).

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Luận văn:Nghiên cứu phương pháp chẩn đoán hư hỏng bộ truyền bánh răng bằng phân tích tín hiệu âm thanh

B GIÁO D C VÀ ĐÀO T O Đ I H C ĐÀ N NG TR N KIM PHÚC NGHIÊN C U PHƯƠNG PHÁP CH N ĐOÁN HƯ H NG B TRUY N BÁNH RĂNG B NG PHÂN TÍCH TÍN HI U ÂM THANH LU N VĂN TH C S K THU T Đà N ng - Năm 2011 -1-
B GIÁO D C VÀ ĐÀO T O Đ I H C ĐÀ N NG TR N KIM PHÚC NGHIÊN C U PHƯƠNG PHÁP CH N ĐOÁN HƯ H NG B TRUY N BÁNH RĂNG B NG PHÂN TÍCH TÍN HI U ÂM THANH Chuyên ngành: S N XU T T Đ NG Mã s : 60.52.60 LU N VĂN TH C SĨ K THU T Ngư i hư ng d n khoa h c: PGS. TS. LÊ CUNG Đà N ng - Năm 2011
L I CAM ĐOAN Tác gi cam ñoan ñây là công trình nghiên c u c a riêng tác gi . Các s li u, k t qu nêu trong lu n văn là trung th c và chưa t ng ñư c ai công b trong b t kỳ công trình nào khác. Tác gi lu n văn Tr n Kim Phúc -1-
M CL C Trang ph bìa L i cam ñoan M cl c Danh m c các hình M Đ U Chương 1: T NG QUAN V V N Đ CH N ĐOÁN HƯ H NG B NG PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH TÍN HI U DAO Đ NG VÀ ÂM THANH .......5 1.1. T ng quan v ch n ñoán hư h ng cơ khí .............................................................5 1.1.1. T m quan tr ng c a vi c theo dõi và b o dư ng thi t b ...........................5 1.1.1.1. B o dư ng thi t b ...............................................................................5 1.1.1.2. Theo dõi thi t b ..................................................................................6 1.1.2. Phát hi n và ch n ñoán hư h ng..................................................................6 1.1.2.1. Phát hi n và ch n ñoán hư h ng ..................................................... 6 1.1.2.2. Các k thu t theo dõi và ch n ñoán hư h ng.............................. 7 1.2. Các d ng h ng ch y u trong truy n ñ ng bánh răng.......................................... 7 1.2.1. Tróc vì m i b m t răng ..............................................................................7 1.2.2. Gãy răng ......................................................................................................8 1.2.3. Mòn răng......................................................................................................8 1.2.4. Dính răng .....................................................................................................9 1.2.5. Bi n d ng d o ............................................................................................10 1.3. Các phương pháp ch n ñoán hư h ng c a bánh răng b ng phân tích tín hi u rung ñ ng và âm thanh .............................................................................................. 10 1.3.1. Phương pháp ch n ñoán hư h ng b ng phân tích tín hi u rung ñ ng .......10 1.3.1.1. Nh n d ng hư h ng b ng phân tích tín hi u rung ñ ng....................10 1.3.1.2. K t h p phân tích rung ñ ng và phân tích d u trong chương trình b o trì d a trên tình tr ng thi t b ..............................................................................13 1.3.2. Phương pháp phân tích tín hi u âm thanh b ng bi n ñ i Wavelet ............13 1.3.2.1. Lý thuy t v âm thanh phát ra t máy ..............................................13 -2-
1.3.2.2. Phân tích gãy răng v i tín hi u âm thanh..........................................14 1.3.2.3. Phân tích n t răng v i tín hi u âm thanh ..........................................15 1.3.3. Tình hình nghiên c u trong và ngoài nư c ...............................................16 1.4. Nh n xét và k t lu n........................................................................................... 18 CHƯƠNG 2: PHƯƠNG PHÁP X LÝ TÍN HI U RUNG Đ NG VÀ ÂM THANH NH M CH N ĐOÁN HƯ H NG THÔNG D NG..............................19 2.1. Lý thuy t v tín hi u và h x lý tín hi u .......................................................... 19 2.1.1. Khái ni m v tín hi u.................................................................................19 2.1.2. Khái ni m và phân lo i h x lý tín hi u...................................................19 2.2. Phương pháp phân tích tín hi u dao ñ ng và âm thanh ..................................... 20 2.2.1. Phương pháp Kurtosis ...............................................................................20 2.2.2. Phép bi n ñ i Fourier FFT.........................................................................21 2.2.2.1. Lý thuy t phép bi n ñ i Fourier c a tín hi u liên t c .......................21 2.2.2.2. Bi n ñ i Fourier r i r c (DFT) .........................................................23 2.2.2.3. ng d ng bi n ñ i Fourier ñ phân tích dao ñ ng ...........................24 2.2.3. Phương pháp phân tích hình bao ...............................................................24 2.2.4. Phương pháp trung bình hoá tín hi u ñ ng b ..........................................26 2.2.4.1. Trung bình hóa tín hi u trên mi n th i gian ....................................27 2.2.4.2. Trung bình hóa tín hi u trong mi n t n s ........................................28 2.2.5. Phương pháp phân tích Wavelet................................................................28 CHƯƠNG 3: PHÉP BI N Đ I WAVELET VÀ NG D NG..........................30 3.1. Gi i thi u phép bi n ñ i Wavelet ...................................................................... 30 3.2. Cơ s toán h c c a phép bi n ñ i Wavelet ........................................................ 32 3.2.1. Phép bi n ñ i Wavelet liên t c .................................................................32 3.2.2. Ý nghĩa c a phép bi n ñ i Wavelet liên t c.............................................35 3.2.3. Bi n ñ i Wavelet r i r c...........................................................................35 3.2.4. Gi i thi u m t s h Wavelet....................................................................36 3.3. Tính ch t c a bi n ñ i Wavelet.......................................................................... 38 3.3.1. Tính ch t sóng ...........................................................................................38 -3-
3.3.2. Đ c trưng v năng lư ng ...........................................................................38 3.4. So sánh bi n ñ i Wavelet và Fourier ................................................................ 39 3.5. M t s ng d ng n i b t c a bi n ñ i Wavelet ................................................. 42 3.6. Nh n xét và k t lu n........................................................................................... 43 CHƯƠNG 4: MÔ HÌNH VÀ SƠ Đ GHI ĐO TÍN HI U ÂM THANH, RUNG Đ NG PHÁT RA T HƯ H NG TRUY N Đ NG BÁNH RĂNG ................44 4.1. Nghiên c u h th ng thi t b ñ theo dõi và ch n ñoán hư h ng....................... 44 4.1.1. Sơ ñ nguyên lý h th ng theo dõi và ch n ñoán tình tr ng thi t b .........44 4.1.2. Mô hình thi t b thu nh n, phân tích tín hi u âm thanh và rung ñ ng.........45 4.2. Các thi t b và ph n m m thu nh n tín hi u dùng trong ñ tài .......................... 46 4.2.1. NI compact DAQ 9172..............................................................................46 4.2.1.1. Gi i thi u ..........................................................................................46 4.2.1.2. Ch c năng.........................................................................................47 4.2.1.3. Môñun ñư c h tr ...........................................................................47 4.2.1.4. Ph n m m h tr ...............................................................................47 4.2.2. Thi t b thu nh n tín hi u NI 9233 ............................................................48 4.2.3. Các lo i c m bi n ......................................................................................48 4.2.3.1. C m bi n quang ................................................................................48 4.2.3.2. C m bi n dao ñ ng ...........................................................................49 4.2.3.3. Micro ................................................................................................50 4.2.4. Ph n m m thu nh n tín hi u ......................................................................50 4.2.5. Ph n m m Matlab......................................................................................50 4.2.6. Mô hình th c t ..........................................................................................51 4.3. Phương pháp thu nh n tín hi u .......................................................................... 52 4.3.1. Thu tín hi u rung ñ ng ..............................................................................53 4.3.1.1. Quy t c chung khi g n c m bi n gia t c ...........................................53 4.3.1.2. Cách thu tín hi u rung ñ ng.............................................................53 4.3.2. Thu tín hi u âm thanh................................................................................55 4.4. Thu t toán và ph n m m x lý tín hi u.............................................................. 56 -4-
4.4.1. Thu t toán x lý.........................................................................................57 4.4.1.1. Thu t toán Fourier nhanh- FFT........................................................57 4.4.1.2. Thu t toán Wavelet liên t c .............................................................57 4.4.2. Ph n m m x lý tín hi u............................................................................58 4.4.2.1. Xây d ng ph n m m x lý................................................................58 4.4.2.2. Kh i “T i file” ..................................................................................58 4.4.2.3. Kh i bi n ñ i Fourier “Fourier Transform”......................................60 4.4.2.4. Kh i bi n ñ i Wavelet liên t c “Wavelet Continuous Transform” 61 4.5. Mô ph ng hư h ng bánh răng............................................................................ 63 4.6. Phân tích tín hi u âm thanh dùng Wavelet ........................................................ 64 4.7. Phân tích tín hi u rung ñ ng dùng Wavelet ...................................................... 69 4.9. Nh n xét và k t lu n .......................................................................................... 78 K T LU N ............................................................................................................. 79 DANH M C TÀI LI U THAM KH O QUY T Đ NH GIAO Đ TÀI LU N VĂN (b n sao) -5-
DANH M C CÁC HÌNH S hi u Tên hình Trang hình 1.1 T i ưu hóa chính sách b o dư ng 5 1.2 Tróc r b m t răng 8 1.3 Gãy răng 8 1.4 Mòn răng 9 1.5 Dính răng 9 1.6 Răng b bi n d ng ch y d o 10 1.7 Ph c a bánh răng bình thư ng (ñ i x ng) 11 1.8 D u hi u c a ăn kh p bánh răng có khuy t t t 11 1.9 M t răng b gãy s gây nên ph có d i bên không ñ i x ng 12 1.10 Ph dao ñ ng c a m t b truy n tr c vít b dao ñ ng quá m c 12 1.11 Bi n ñ i Wavelet cho tín hi u âm thanh trư ng h p gãy răng. 15 1.12 Bi n ñ i Wavelet cho tín hi u âm thanh trư ng h p n t răng 16 1.13 Thi t b Microlog GX Series, Potable Data Collector/ FFT Analyzer 17 1.14 Thi t b ch n ñoán c a hãng Machine eX 18 2.1 K thu t phân tích hình bao 25 2.2 Ph c a lăn b hư h ng vòng trong và ph hình bao c a tín hi u ñư c l c xung quanh t n s c ng hư ng 1600Hz 26 2.3 Tín hi u dao ñ ng ño ñư c t h p s 27 2.4 (a) Tín hi u ñã ñư c trung bình hoá (b) Các thành ph n ñi u hoà chính c a t n s ăn kh p bánh răng tách t tín hi u ñã ñư c trung bình hóa (c)Thành ph n tín hi u còn l i 28 3.1 Bi n ñ i Fourier 30 3.2 Sóng sin và Wavelet 31 -6-
3.3 Đ th m t s hàm Morlet v i các h s Morlet thông d ng 33 3.4 Sơ ñ thu t toán bi n ñ i Wavelet cho tín hi u s x(n) 35 3.5 Minh ho lư i nh t dyadic v i các giá tr c a m và n 36 3.6 Hàm ψ(t) c a bi n ñ i Haar 36 3.7 Hàm ψ(t) c a bi n ñ i Meyer 37 3.8 Hàm ψ(t) c a h bi n ñ i Daubechies n v i n=2, 3, 7, 8 37 3.9 Hàm ψ(t) c a bi n ñ i Morlet 38 3.10 Bi u di n bi n ñ i Fourier d ng nh 39 3.11 Bi u di n bi n ñ i Wavelet d ng nh 40 4.1 Mô hình h th ng theo dõi và ch n ñoán tình tr ng thi t b 44 4.2 Sơ ñ thi t b thu nh n tín hi u âm thanh và rung ñ ng 46 4.3 cDAQ9172 46 4.4 NI cDAQ-9172 Chassis 47 4.5 NI9233 48 4.6 Đ u k t n i c a NI 9233 48 4.7 C m bi n quang photo Keyence sensor 49 4.8 Mô hình cơ h c c m bi n dao ñ ng 49 4.9 Mô hình th c nghi m. 51 4.10 Sơ ñ kh i thu nh n tín hi u 52 4.11 Thu tín hi u rung ñ ng 52 4.12 Add step 53 4.13 Ch n lo i c m bi n c n ño 54 4.14 Ch n kênh c n ño 54 4.15 Thi t l p thông s ño ñ rung 55 4.16 L p c m bi n gia t c trên h p gi m t c ñ ño tín hi u rung ñ ng 55 4.17 Đ t micro ñ thu tín hi u âm thanh 56 4.18 Thu m t tín hi u âm thanh 56 -7-
4.19 Thu t toán FFT 57 4.20 Thu t toán Wavelet liên t c 57 4.21 Ph n m m xây d ng ñư c 58 4.22 Kh i t i file 58 4.23 Kh i bi n ñ i Fourier 60 4.24 Kh i Wavelet liên t c 61 4.25 Mô ph ng các d ng h ng c a bánh răng tr c ra 63 4.26 Các bánh răng mô ph ng hư h ng.(a) Răng gãy 20%. (b)Răng gãy 40%. (c)Tróc r 63 4.27 Tín hi u âm thanh x(t), (a) bình thư ng, (b) gãy 20%, (c)gãy 40%, ( d) tróc r 64 4.28 Bi n ñ i Wavelet cho tín hi u âm thanh bình thư ng 65 4.29 Bi u ñ i ñ l n biên ñ tín hi u âm thanh bình thư ng 65 4.30 Bi n ñ i Wavelet cho tín hi u âm thanh gãy 20% 66 4.31 Bi u ñ ñ l n biên ñ tín hi u âm thanh gãy 20% 66 4.32 Bi n ñ i Wavelet cho tín hi u âm thanh gãy 40% 67 4.33 Bi u ñ ñ l n biên ñ tín hi u âm thanh gãy 40% 67 4.34 Bi n ñ i Wavelet cho tín hi u âm thanh tróc r 68 4.35 Bi u ñ ñ l n biên ñ tín hi u âm thanh tróc r 68 4.36 Tín hi u rung ñ ng x(t), (a) bình thư ng, (b) gãy 20%, (c)gãy 40%, (d) tróc r 70 4.37 Bi n ñ i Wavelet cho tín hi u rung ñ ng bình thư ng 70 4.38 Bi u ñ ñ l n biên ñ tín hi u rung ñ ng bình thư ng 71 4.39 Bi n ñ i Wavelet cho tín hi u rung ñ ng gãy 20% 71 4.40 Bi u ñ ñ l n biên ñ tín hi u rung ñ ng gãy 20% 72 4.41 Bi n ñ i Wavelet cho tín hi u rung ñ ng gãy 40% 72 4.42 Bi u ñ ñ l n biên ñ tín hi u rung ñ ng gãy 40% 73 4.43 Bi n ñ i Wavelet cho tín hi u rung ñ ng tróc r 73 -8-
4.44 Bi u ñ ñ l n biên ñ tín hi u rung ñ ng tróc r 74 4.45 Phân tích Fourier c a tín hi u rung ñ ng bình thư ng 76 4.46 Phân tích Fourier c a tín hi u rung ñ ng gãy 20% 76 4.47 Phân tích Fourier c a tín hi u rung ñ ng gãy 40% 77 4.48 Phân tích Fourier c a tín hi u rung ñ ng tróc r 77 -9-
1 M Đ U I. Lý do ch n ñ tài Tình tr ng ho t ñ ng c a thi t b , ngay c trong các ñi u ki n bình thư ng v n d n ñ n s lão hóa c a v t li u, ñôi khi gây nên s c hay tai n n. Đ khai thác t t thi t b , ph i duy trì thi t b tình tr ng ho t ñ ng t t c n thi t ph i b o dư ng thi t b . Đ duy trì tr ng thái ho t ñ ng t t c a thi t b máy móc, có th s d ng hai gi i pháp sau ñây: + Thay th các chi ti t sau m t s gi s d ng nh t ñ nh, do nhà s n xu t quy ñ nh, ñư c g i là b o dư ng ngăn ng a có h th ng. Gi i pháp này th c t không hoàn toàn h p lý, b i vì có th d n ñ n vi c thay th các chi ti t còn t t và do ñó làm tăng ñáng k giá thành b o dư ng (giá thành chi ti t, d ng máy, giá nhân công...). Ngoài ra, vi c tháo l p nhi u l n m t máy còn tr ng thái làm vi c t t s có khuynh hư ng làm gi m tu i th c a máy. + Theo dõi ñ nh kỳ hay liên t c tr ng thái ho t ñ ng c a thi t b , và ch can thi p thay th khi ki m tra phát hi n có s thay ñ i b t thư ng hành vi c a máy. Gi i pháp này ñư c g i là b o dư ng có ñi u ki n thư ng ñư c quan tâm hơn hơn, vì gi m ñư c s l n can thi p có h th ng thư ng ñ t ti n và cho phép tránh ñư c các hư h ng, nh bi t rõ tình tr ng “s c kho ” c a máy. Có r t nhi u k thu t phân tích ñã ñư c phát tri n ñ y ñ trong nhi u năm qua cho vi c x lý tín hi u rung ñ ng ñ thu ñư c nh ng thông tin ch n ñoán. Nh ng nghiên c u g n ñây chú tr ng ñ n vi c s d ng th i gian trung bình c a tín hi u rung ñ ng, quang ph , phân tích Fourier, biên ñ và k thu t ñi u ch pha nh m phát hi n các lo i hư h ng khác nhau c a bánh răng. H u h t các phương pháp thư ng dùng xác ñ nh t t các b t thư ng và xác ñ nh ñư c các lo i hư h ng mà không th cung c p nhi u thông tin v chúng, như v trí và m c ñ nghiêm tr ng c a hư h ng. Trong ch n ñoán máy móc, phát hi n các tr ng thái l i gian ño n s m nh t có th là m t vi c r t quan tr ng. Vi c giám sát tr ng thái c a các cơ c u quay d a -1-
2 trên tín hi u rung ñ ng ñã ñư c ti n hành qua nhi u th p k . Ngư c l i, giám sát tr ng thái âm thanh c a cơ c u thì l i ít ñư c quan tâm. Đây có l là do nh n th c ñư c r ng vi c theo dõi âm thanh t m t thi t b trong m t môi trư ng công nghi p r t n ào là ph c t p. Trong vài năm qua, thi t b âm thanh cùng v i k thu t x lý tín hi u ph c t p ñã có m t s ti n b ñáng k và ñã làm cho công vi c trích xu t thông tin chu n ñoán t tín hi u âm thanh b ô nhi m ñó tr nên kh thi. Chính vì các lý do nêu trên, tác gi ch n ñ tài nghiên c u cho lu n văn cao h c c a mình là “Nghiên c u phương pháp ch n ñoán hư h ng truy n ñ ng bánh răng b ng phân tích tín hi u âm thanh”. II. M c ñích nghiên c u - Xây d ng phương pháp ch n ñoán hư h ng b ng cách trích xu t thông tin ch n ñoán t âm thanh b ô nhi m t ñó xây d ng ph n m m phân tích và x lý tín hi u âm thanh… - Xây d ng sơ ñ thi t b thí nghi m thu nh n tín hi u âm thanh sinh ra t b truy n bánh răng. - So sánh ưu và như c ñi m c a phương pháp ch n ñoán hư h ng b ng âm thanh v i phương pháp ch n ñoán hư h ng b ng phân tích rung ñ ng. III. Ph m vi nghiên c u - Nghiên c u s phát tri n hư h ng c c b trong m t h p t c ñ , s d ng tín hi u âm thanh và tín hi u rung ñ ng. T t c các nghiên c u này ñ u s d ng tín hi u rung ñ ng như là m t thông s giám sát. - Nghiên c u xây d ng sơ ñ thi t b ghi ño tín hi u âm thanh xu t ra t các d ng h ng khác nhau c a truy n ñ ng bánh răng trong các thi t b cơ khí. - Nghiên c u các phương pháp x lý tín hi u âm thanh thu nh n ñư c, phân tích tín hi u nói trên, t ñó ñưa ra các ch n ñoán v tình tr ng hư h ng bánh răng. -2-
3 IV. Phương pháp nghiên c u - Nghiên c u lý thuy t v các d ng h ng cơ b n trong truy n ñ ng bánh răng; t ng quan v các phương pháp cơ b n s d ng trong ch n ñoán hư h ng truy n ñ ng bánh răng. - Nghiên c u lý thuy t v phép bi n ñ i Wavelet và ng d ng c a nó vào vi c phân tích tín hi u âm thanh và tín hi u dao ñ ng nh m phát hi n tình tr ng gãy răng và n t răng trong truy n ñ ng bánh răng. - Nghiên c u so sánh vi c theo dõi tín hi u âm thanh và rung ñ ng c a h p s nhi u c p, ho t ñ ng dư i m t lo t tr ng thái thư ng và tr ng thái hư h ng. Nh m ch ng minh môi trư ng âm thanh ch c ch n nh hư ng ñ n quá trình ño lư ng tr ng thái âm thanh nhưng không làm gi m ñáng k vi c khai thác các thông tin ch n ñoán có ích. Trên th c t , vi c giám sát tr ng thái âm thanh có th có hi u qu trong vi c xác ñ nh hư h ng c a h p s . - Nghiên c u xây d ng sơ ñ mô hình thí nghi m ti p nh n các tín hi u âm thanh và dao ñ ng sinh ra t các hư h ng trong truy n ñ ng bánh răng thông qua gia t c k và micro. - Xây d ng ho c ng d ng ph n m m có s n nh m phân tích tín hi u dao ñ ng và âm thanh ph c v ch n ñoán hư h ng. - Nghiên c u th c nghi m s d ng phân tích tín hi u dao ñ ng và âm thanh nh m ch n ñoán tình tr ng hư h ng trong truy n ñ ng bánh răng. V. Ý nghĩa khoa h c và th c ti n - Đ tài mang ý nghĩa khoa h c và th c ti n cao, góp m t công c và phương pháp có th s d ng vào ch n ñoán hư h ng các h truy n ñ ng cơ khí s d ng trong các thi t b t ñ ng. Góp ph n ñ m b o s an toàn cho con ngư i và thi t b , gi m ñ n m c th p nh t th i gian d ng s n xu t, ñ m b o ch t lư ng s n ph m và t i ưu hóa giá thành b o dư ng. - ng d ng vào vi c ch n ñoán các hư h ng s m c a lăn, bánh răng s d ng trong thi t b cơ khí, góp ph n vào công tác b o dư ng d phòng thi t b , nh t là các thi t b cơ khí s d ng trong dây chuy n s n xu t t ñ ng. -3-
4 VI. C u trúc lu n văn Ngoài ph n m ñ u, k t lu n và hư ng phát tri n ñ tài, danh m c tài li u tham kh o n i dung chính c a lu n văn ñư c chia thành 4 chương như sau: Chương 1: T ng quan v phương pháp ch n ñoán hư h ng b ng phân tích tín hi u dao ñ ng và âm thanh. Chương 2: Phương pháp x lý tín hi u dao ñ ng và âm thanh nh m ch n ñoán hư h ng thông d ng. Chương 3: Phép bi n ñ i Wavelet và ng d ng. Chương 4 : Mô hình và sơ ñ ghi ño tín hi u âm thanh, rung ñ ng phát ra t hư h ng truy n ñ ng bánh răng. -4-
5 Chương 1 T NG QUAN V V N Đ CH N ĐOÁN HƯ H NG B NG PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH TÍN HI U DAO Đ NG VÀ ÂM THANH 1.1. T ng quan v ch n ñoán hư h ng cơ khí 1.1.1. T m quan tr ng c a vi c theo dõi và b o dư ng thi t b 1.1.1.1. B o dư ng thi t b Tình tr ng ho t ñ ng c a thi t b , ngay c trong các ñi u ki n bình thư ng ñ u d n ñ n s lão hóa c a v t li u, ñôi khi gây nên s c hay tai n n. Đ khai thác t t thi t b , ph i duy trì thi t b tình tr ng ho t ñ ng t t nên ta ph i b o dư ng thi t b . Đ duy trì tr ng thái ho t ñ ng c a máy móc thi t b có hai phương pháp là b o dư ng ngăn ng a h th ng và b o dư ng có ñi u ki n. Vi c b o dư ng thi t b khá t n kém nên ph i tìm ra phương th c t i ưu ñ b o dư ng thi t b v i giá th p nh t nhưng không gây nguy hi m cho máy và ngư i v n hành. Hình 1.1. T i ưu hóa chính sách b o dư ng Theo bi u ñ trên ta nh n th y không b o dư ng thi t b gây nên quá nhi u s c , chi phí gi i quy t các s c tăng lên. Còn n u b o dư ng ngăn ng a quá nhi u t ng chi phí cũng tăng lên. Hi u qu c a vi c theo dõi là chi phí gi i quy t s c -5-
6 gi m d n ñ n t ng chi phí gi m. T ñó ta có khái ni m b o dư ng t i ưu là s ph i h p hài hòa gi a b o dư ng ngăn ng a có h th ng và b o dư ng s a ch a . 1.1.1.2. Theo dõi thi t b Vi c theo dõi thi t b nh m gi m m c ñ b o dư ng ngăn ng a, mà không gây thêm m t nguy cơ h ng hóc nào cho thi t b t ñó gi m ñư c t ng chi phí. Vi c theo dõi thi t b là m t ph n c a chính sách b o dư ng và ph i ñ m b o ngăn ng a các nguy cơ l n như d ng máy, phát hi n s m các b t thư ng, phân tích sau khi s c x y ra. 1.1.2. Phát hi n và ch n ñoán hư h ng Phát hi n s thay ñ i trong hành vi c a máy móc, t m t hay nhi u thông s nh n ñư c thông qua ño ñ c như dao ñ ng, ti ng n, nhi t ñ ... Xác ñ nh ngu n g c c a s thay ñ i nh n th y ñư c trong giai ño n phát hi n th c hi n ư c lư ng m c ñ tr m tr ng c a khuy t t t ñ quy t ñ nh x lý. Ch n ñoán là m t công c ñ c bi t h u ích trong b o dư ng d phòng, vư t xa s s c nh báo ñơn thu n và ñư c ñ c trưng b i vi c xác ñ nh b n ch t chính xác c a khuy t t t g p ph i, c a m c ñ tr m tr ng c a khuy t t t và tính kh n thi t c a hành ñ ng can thi p. Vi c phát hi n thư ng d a trên s bi n thiên c a m t thông s có ý nghĩa nào ñó c a k t c u, sau ñó ti p t c th c hi n ñ u ñ n vi c thu th p tín hi u ño ñ c và so sánh các tín hi u nh n ñư c. Vi c ch n ñoán ph i nh ñ n các k thu t kh o sát m nh hơn tùy theo m c ñ ph c t p và ñ chính xác c a vi c ch n ñoán, tùy theo t m quan tr ng v kinh t c a hư h ng ñang nghi ng . 1.1.2.1. Phát hi n và ch n ñoán hư h ng Đ theo dõi ñ nh kỳ hay liên t c thi t b , máy móc c n ph i m t ch n m t thông s bi u th cho hư h ng và xác ñ nh m t ngư ng cho phép c a thông s nói trên, trong m t d i t n s nh t ñ nh. Dao ñ ng là thông s hi u qu ph n ánh tình tr ng thi t b vì s ho t ñ ng c a máy gây ra các l c và các l c này là nguyên nhân gây ra các hư h ng v sau. Vi c phân tích dao ñ ng cho phép xác ñ nh các l c ngay -6-
7 khi nó v a m i xu t hi n nh m có th ch n ñoán và ñánh giá thi t h i mà chúng có th gây ra. B o dư ng ngăn ng a d a trên ý tư ng trên nên ñ th c hi n b o dư ng ngăn ng a, c n xác ñ nh các nguyên nhân hư h ng thư ng g p nh t, xác ñ nh thi t h i do chúng gây ra, xác su t xu t hi n c a chúng và ph i có bi n pháp cho phép phát hi n s m nh t các tri u ch ng c a chúng. 1.1.2.2. Các k thu t theo dõi và ch n ñoán hư h ng Có r t nhi u k thu t theo dõi và ch n ñoán hư h ng ñã ñư c phát tri n trong nhi u năm quá, ñi n hình nh t là các k thu t sau: - Theo dõi dao ñ ng c a các thông s (m c ñ toàn c c). - Phân tích ph dao ñ ng trên các d i t n tương ñ i h p. - C i thi n ñ phân gi i hay phóng to (zoom). - Phát hi n hình bao (gi i ñi u bi n biên ñ t p trung trên vùng c ng hư ng). - Kh o sát các hàm ñi u hòa hay các hài. - Nghiên c u các d i bên ñi u bi n t p trung trên m t t n s ñ c trưng. - Kh o sát và theo dõi các giá tr ph lôga (cepstre). - Nghiên c u các d ng t n s riêng. - K thu t Kurtosis. M i k thu t ñ u có nh ng ưu như c ñi m khác nhau ñ có k t lu n chính xác v hư h ng ngư i ta thư ng hay k t h p nhi u k thu t khác nhau. 1.2. Các d ng h ng ch y u trong truy n ñ ng bánh răng 1.2.1. Tróc vì m i b m t răng Do ng su t ti p xúc gây nên. Đây là d ng h ng b m t, ch y u x y ra trong các b truy n ñư c bôi trơn t t. ng su t ti p xúc thay ñ i có chu kỳ làm xu t hi n các v t n t vì m i trên b m t răng và phát tri n theo hư ng c a v n t c trư t. D u tràn vào các v t n t. Khi vào ăn kh p, do ñi m ti p xúc trên bánh d n di chuy n t chân lên ñ n ñ nh nên các v t n t ph n chân răng b b t mi ng l i, -7-
8 làm áp su t d u trong v t n t tăng lên, v t n t phát tri n làm m nh kim lo i b bóc ra kh i chân răng. Hình 1.2. Tróc r b m t răng 1.2.2. Gãy răng Gãy răng là d ng h ng nguy hi m nh t, b truy n không ti p t c làm vi c ñư c n a và còn gây nguy hi m cho các chi ti t máy lân c n. Gãy răng do nhi u nguyên nhân gây ra như do ng su t u n gây nên trong quá trình làm vi c, gãy răng vì m i k t c u v t li u, gãy răng vì t i quá l n so v i gi i h n cho phép… Hình 1.3. Gãy răng 1.2.3. Mòn răng Thư ng g p trong các b truy n bôi trơn không t t ho c b i b n, h t kim lo i rơi vào ch ăn kh p. Răng mòn nhi u ñ nh và chân răng, vì ñó v n t c trư t l n. -8-
9 Mòn răng làm d ng răng b thay ñ i, thay ñ i tăng lên, ti t di n răng b gi m xu ng và cu i cùng răng b gãy. Có th gi m mòn cho răng b ng cách tăng ñ r n và ñ nh n m t răng, che kín các b truy n, dùng d u bôi trơn thích h p. Mòn thư ng do hai nguyên nhân chính, do bôi trơn không t t ho c do b i b n gây nên. Hình 1.4. Mòn răng 1.2.4. Dính răng Do ch u t i l n, v n t c cao s làm ch ăn kh p có nhi t ñ quá cao d n ñ n phá v m ng d u, hai răng tr c ti p ti p xúc v i áp su t nhi t ñ cao s dính vào nhau khi chuy n ñ ng, nh ng m u kim lo i nh b b c ra kh i răng này và dính vào răng kia và các l n ăn kh p k ti p d n ñ n cào xư c b m t, d ng răng b phá h ng. Hình 1.5. Dính răng -9-