Wczesne wykrywanie uszkodzeń przekładni zębatej z wykorzystaniem słabych sygnałów drgań

Zaproponowano nową metodę wczesnego wykrywania pęknięć zębów przekładni zębatej polegającą na analizie słabego sygnału drganiowego zmodulowanego niskimi częstotliwościami. Uzyskaną obwiednię zmodulowanego sygnału drgań wykorzystano do wyznaczenia częstotliwości modulujących. Zdemodulowane częstotliwości charakterystyczne otrzymano za pomocą adaptacyjnej, czasowo-częstotliwościowej reprezentacji sygnału z obwiedni sygnału drganiowego wyznaczonej z wykorzystaniem transformaty Hilberta. Spektrogram adaptacyjny odzwierciedla częstotliwość zazębienia i jej harmoniczne, częstotliwość sprzęgła, częstotliwość nośną oraz wstęgi boczne w sygnale drganiowym poddanym analizie z użyciem zoptymalizowanego przekształcenia falkowego. Proponowaną metodę weryfkowano przy użyciu sygnału symulowanego i rzeczywistego. Wyniki wskazują na możliwość efektywnego zastosowania proponowanej metody do detekcji pęknięć zębów przekładni zębatej.

A new method for the early detection of the gear crack was proposed by the analysis of the weak low-frequency modulated vibration signal. The envelope of the modulated vibration signal was extracted and used to demonstrate the modulating frequencies. The demodulated characteristic frequencies were obtained with the adaptive joint time-frequency signal representation from the Hilbert transform envelope of the vibration signal. The adaptive spectrogram matches the meshing frequency and its harmonics, the coupling frequency, the carrier frequency and the sidebands in the vibration signal by the optimized wavelet. Simulated and experimental vibration signals are used to test the proposed method. The results show the applicability and effectiveness of the proposed method for gear crack detection.