مقایسه عملکرد سیگنال‌های صوتی و ارتعاشی در عیب‌یابی یاتاقان غلتشی

پذیرفته شده برای ارائه شفاهی
کد مقاله : 1102-ISAV2025 (R1)
نویسندگان
1فارغ‌التحصیل کارشناسی ارشد مهندسی مکانیک دانشگاه زنجان
2دانشجوی کارشناسی مهندسی مکانیک دانشگاه زنجان
3هیئت علمی گروه مهندسی مکانیک دانشگاه زنجان
چکیده
یاتاقان‌های غلتشی از اجزای کلیدی ماشین‌های دوار هستند و عیوب آن‌ها می‌تواند منجر به توقف سیستم شود. این پژوهش عملکرد سیگنال‌های صوتی (غیرتماسی) و ارتعاشی (تماسی) را در تشخیص عیوب یاتاقان‌های غلتشی با استفاده از مجموعه‌داده‌ی آزمایشگاهی مقایسه کرده است. داده‌های مورد استفاده شامل وضعیت سالم و معیوب یاتاقان غلتشی (عیب در رینگ داخلی و خارجی) بوده‌ است. بدین منظور 12 ویژگی آماری در حوزه‌های زمان و فرکانس از سیگنال‌های صوت و ارتعاشات استخراج شده است. نتایج نشان داده است که ویژگی‌های بدست آمده از سیگنال ارتعاشات نسبت به تغییر وضعیت سلامت حساس‌تر بوده‌اند، اما ویژگی‌هایی مانند ریشه میانگین مربعات و پیک بدست آمده از سیگنال‌های صوتی نیز به خوبی نسبت به تغییر وضعیت سلامت یاتاقان واکنش نشان داده‌اند. تحلیل زمانی و فرکانسی نیز تفاوت‌های واضح دامنه و الگوی سیگنال را در سیگنال صوتی و ارتعاشی نشان داده است. مشخص گردید که اگر شرایط نویز محیط تأثیر زیادی روی سیگنال‌های صوتی نداشته باشد، استفاده از روش تحلیل صوتی توانسته است به خوبی تحلیل ارتعاشات، وضعیت سلامت تجهیز را مشخص کند.
کلیدواژه ها
 
Title
Comparison the Performance of Sound and Vibration Signals in Fault Diagnosis of Rolling Element Bearings
Authors
Amir Hossein Kheybarinejhad, Maedeh Saadati, Hesam Addin َArghand
Abstract
Rolling element bearings are key components of rotating machinery, and their faults can lead to system downtime. This study compares the performance of sound (non-contact) and vibration (contact) signals in detecting faults in rolling element bearings using a laboratory dataset. The data utilized include healthy and faulty conditions of the rolling element bearing (faults in the inner and outer races). To this end, 12 statistical features in the time and frequency domains were extracted from the sound and vibration signals. The results indicate that features derived from vibration signals were more sensitive to changes in health status; however, features such as root mean square and peak values obtained from sound signals also responded effectively to changes in bearing health status. Time and frequency analysis also revealed clear differences in amplitude and signal patterns between sound and vibration signals. It was determined that, if environmental noise does not significantly affect sound signals, sound analysis can effectively determine the equipment’s health status, comparable to vibration analysis.
Keywords
Fault Diagnosis of Rolling Element Bearings, Vibration Signals, Sound Signals, Statistical Features