Skip to main content
SUPERVISOR
Ali Loghmani,Saeed ZeiaeiRad
علی لقمانی (استاد راهنما) سعید ضیائی راد (استاد مشاور)
 
STUDENT
Ahmad Zolfaghari
احمد ذوالفقاری

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی مکانیک
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1396

TITLE

Crack fault diagnosis in planetary gearboxes via torsional vibration
according to the importance of planetary gearboxes and their increasing use, it is necessary to pay attention to the knowledge needed to monitor their condition and health in industry. In the present study, using the potential energy method, the mesh stiffness of gears, which is considered as the main source of vibration inside the gearbox, was extracted for both healthy gear and cracked gear. Next, by using a lumped mass dynamic model with 21 degrees of freedom for the planetary gearbox, the healthy and faulty gearbox system was simulated. The results of transverse and torsional vibration signals of the system were examined. Transverse vibration signals have a complex spectral structure caused by time variant gears meshing locations due to the rotation of planet carrier and sun gear. They include amplitude modulation terms due to the vibration transfer path that give no extra information about gear faults, but increase the spectral complexity and make it difficult to diagnose faults. Torsional vibration signals are free from the extra modulation effect and have simpler spectral structure and they are better to reveal gear faults. Therefore, using the frequency analysis and demodulation analysis (Hilbert-Huang transform) of the extracted signals, the defected gear was detected. A laboratory system designed and built to perform validation tests for future works. Keywords planetary gearbox, dynamic model, torsional vibration, demodulation analysis, fault diagnosis
با توجه به اهمیت جعبه دنده های سیّاره ای و استفاده روز افزون از آن ها، لازم است دانش مورد نیاز برای پایش وضعیت و سلامت آن ها بیش از پیش در صنعت مورد توجه قرار گرفته و به آن پرداخته شود. در پژوهش حاضر با استفاده از روش انرژی پتانسیل، سختی درگیری چرخ دنده ها که به عنوان منبع اصلی ارتعاش درون جعبه دنده محسوب می شود، برای دو حالت چرخ دنده سالم و چرخ دنده ترک خورده استخراج شد. در ادامه به کمک مدل دینامیکی ارائه شده به روش پارامتر فشرده برای جعبه دنده سیّاره ای با بیست و یک درجه آزادی، به شبیه سازی سیستم جعبه دنده در حالت سالم و معیوب پرداخته شد و نتایج سیگنال ارتعاش عرضی و پیچشی سیستم مورد بررسی قرار گرفت. سیگنال‌های‌‌ ارتعاش عرضی به دلیل موقعیت درگیری متغیر با زمان چرخ دنده‌ها به دلیل چرخش حامل سیّاره‌ها و چرخ دنده خورشیدی، ساختار طیف پیچیده‌ای دارند و شامل ترم‌های مدولاسیون دامنه ناشی از مسیر انتقال ارتعاش هستند. این مدولاسیون دامنه اضافی، اطلاعات بیشتری از عیوب ارائه نمی‌دهد و تنها موجب می‌شود که امکان تشخیص نشانه های عیوب سخت تر شود. از سویی دیگر، سیگنال های ارتعاش پیچشی تحت تأثیر مدولاسیون دامنه اضافی ناشی از مسیر انتقال ارتعاش، قرار نداشته و دارای طیف ساده تری هستند و از این لحاظ برای تشخیص عیب مناسب تر هستند. بر این اساس، پس از استخراج سیگنال های ارتعاش عرضی و پیچشی، با استفاده از روش تبدیل فوریه در حوزه فرکانس و همچنین آنالیز دی مدولاسیون و به کارگیری تبدیل هیلبرت- هوانگ، علاوه بر تشخیص وجود عیب در سیستم، چرخ دنده معیوب نیز با استفاده از فرکانس مشخصه آن، شناسایی شد. به منظور انجام آزمون های صحّت سنجی در پژوهش های آینده، به طراحی و ساخت یک سیستم آزمایشگاهی پرداخته شده است. کلمات کلیدی: جعبه دنده سیّاره ای، مدل دینامیکی، ارتعاش پیچشی، آنالیز دی مدولاسیون، تشخیص عیب

ارتقاء امنیت وب با وف بومی

100%