Розробка діагностичного пристрою з використанням спектрального аналізу

РОЗРОБКА ДІАГНОСТИЧНОГО ПРИСТРОЮ З ВИКОРИСТАННЯМ СПЕКТРАЛЬНОГО АНАЛІЗУ

DEVELOPMENT OF THE DIAGNOSTIC DEVICE USING SPECTRAL ANALYSIS

Сторінки: 88-93. Номер: №2, 2020 (283)

Автори:
С. Л. ГОРЯЩЕНКО, К. Л. ГОРЯЩЕНКО, Г. М. ДРАПАК
Хмельницький національний університет
HORIASHCHENKO, K. HORIASHCHENKO, G. DRAPAK
Khmelnytskyi National University
Рецензія/Peer review : 05.03.2020 р.
Надрукована/Printed : 27.6.2020 р
DOI: https://www.doi.org/10.31891/2307-5732-2020-283-2-88-93

Анотація мовою оригіналу

В статті розглядається питання діагностики обладнання, а саме якості роботи підшипників, валів та інших тіл обертання. Розроблено схему генератора сигналів складної форми. Механічні коливання, що генеруються вузлами механізмів розповсюджуються по елементах машин і можуть бути зареєстровані на їх поверхні. Для цього використовуються п’єзоелектричні датчики. П’єзодатчики мають високу точність вимірювання і чутливість, володіють високою стійкістю і в той же час мають мініатюрні габарити і масу. У програмі MatLab реалізовані різні цифрові фільтри для виділення з сигналів інформативних частотних смуг, функція побудови спектрограми, Вейвлет-перетворення, побудова спектрів сигналу, виділення огинаючої сигналу, побудова спектру огинаючої, визначення СКЗ сигналу, піків і ін. Програма використана для обробки віброакустичного сигналу який був зміряний за допомогою датчика вібрації і оцифрований за допомогою АЦП та має відкритий код і може бути оперативно допрацьована під конкретні потреби дослідника. З метою дослідження вібрації підшипників кочення різних типів, валів, а також тіл обертання проведено визначення методів і засобів вібродіагностики різних дефектів, та в лабораторії кафедри створено діагностичний стенд. Ключові слова: діагностика, спектральний аналіз, пристрій

Розширена анотація англійською мовою

Traditional methods of analysis of physically realized signals, images and time series generated by complex (polymodal) time systems are mainly based on statistical methods, often on special correlation methods in their various variants. Prior to that, due to the statistical approach to the analysis of signals of the dynamic nature of the processes that generate them, as a rule, follows a different plan. And only a dynamic approach to the analysis of complex system characteristics for modern nonlinear dynamics allows us to consider the analysis of signals as a process of identification of dynamic systems as a result of analysis of experimental data. The article considers the issue of equipment diagnostics, namely the quality of bearings, shafts and other bodies of rotation. The scheme of the generator of signals of the difficult form is developed. Mechanical oscillations generated by the nodes of the mechanisms propagate through the elements of the machines and can be registered on their surface. Piezoelectric sensors are used for this purpose. Piezo sensors have high measurement accuracy and sensitivity, have high stability and at the same time have miniature dimensions and weight. MatLab implements various digital filters for extracting informative frequency bands from signals, spectrogram construction function, Wavelet transform, signal spectrum construction, envelope signal selection, envelope spectrum construction, SCR signal definition, peaks, etc. The program is used to process a vibroacoustic signal that has been measured using a vibration sensor and digitized using an ADC and is open source and can be quickly modified to meet the specific needs of the researcher. In order to study the vibration of rolling bearings of different types, shafts, and bodies of rotation, methods and means of vibrodiagnostics of various defects were determined, and a diagnostic stand was created in the laboratory of the department. Key words: diagnostics, spectral analysis, device

References

1. Barkov A. V. Mony`tory`ng y` dy`agnosty`ka rotorny`x mashy`n po vy`bracy`y` / A. V. Barkov, N. .. Barkova, A. Yu. Azovcev. – SPb: Y`zd. centr SPbGMTU, 2000. – 213 s..
2. Kester U. Analogo-cy`frovыe preobrazovately` dlya zadach cy`frovoj obrabotky` sy`gnalov, v sborny`ke «Matery`alы semy`nara po obrabotke sy`gnalov» [Elektronny`j resurs] / U. Kester, D. Brajэnt // Analog Devices, Moskva. – 2002. – Rezhy`m dostupu do resursu: http://www.analog.com.ru/Public/2.pdf..
3. Get`man A. F. Nerazrushayushhy`j kontrol` y` bezopasnost` эkspluatacy`y` sosudov y` truboprovodov davleny`ya / A. F. Get`man, Yu. N. Kozy`n. – M.: Эnergoatomy`zdat,, 1997. – 288 s.
4. Barkov A.V. Vy`bracy`onnaya dy`agnosty`ka mashy`n y` oborudovany`ya. Analy`z vy`bracy`y`/ Barkov A.V., Barkova N.A. SPb.: SPbGMTU, 2004. — 156 s.
5. Shy`rman A. R. Prakty`cheskaya vy`brody`agnosty`ka y` mony`tory`ng sostoyany`ya mexany`cheskogo oborudovany`ya/ Shy`rman A. R., Solov`ev A. B., — M, By`bly`ogr.1996. — 276 s.
6. Klyuev V. V. Pry`borы dlya nerazrushayushhego kontrolya matery`alov y` y`zdely`j. -M. : Mashy`nostroeny`e.- 1986.-488 s.
7. Goryashhenko K.L. Prakty`chna realizaciya opornogo generatora dlya fazovy`x vy`miryuvan`/ K.L. Goryashhenko, S.L. Goryashhenko – Visny`k XNU, 2016, t.4. s. 174-176
8. Vytautas Ostasevicius, Vytautas Jurenas, Rimvydas Gaidys, Ievgeniia Golinka/ Vibroacoustic handling and levitation of microparticles in air/ JVE International Ltd. Vibroengineering PROCEDIA. Dec 2017, Vol. 15. ISSN 2345-0533 h/100-105
9. Serhiy Horyashchenko, Ievgeniia Golinka. Simulation of particle flow of the polymer droplets using ultrasonic spraying / 22th International Scientific Conference: Mechanika 2017 – Proceedings. Kaunas. P.134-137. 6. S.L. Goryashhenko Modelyuvannya kraply`n pry` rozpy`lenni dvofaznogo potoku soplom. Visny`k XNU, t.3, 2016, s 282-285
10. 10 Methodology of Measuring Spraying the Droplet Flow of Polymers from Nozzle Serhiy Horiashchenko, Kostyantin Horiashchenko, Janusz Musial /MECHANIKA, 2020 Vol 26 No 1 (2020) ISSN: 1392-1207 p.82-86 http://mechanika.ktu.lt/index.php/Mech/article/view/23169
11. Patent #111253 Ukrayina, MPK (2016.01) G01R 25/00. Sposib vy`miryuvannya fazovogo zsuvu mizh periody`chny`my` sy`gnalamy` dovil`noyi try`valosti. Goryashhenko K. L., Goryashhenko S. L., Gula I. V., Trocy`shy`n I. V. Publikaciya vidomostej pro vy`dachu patentu: 10.11.2016, Byul.# 21.