Skip to main content
SUPERVISOR
Saeed ZeiaeiRad,Mostafa Ghayour
سعید ضیائی راد (استاد مشاور) مصطفی غیور (استاد راهنما)
 
STUDENT
Hamid Ahmadi Parizi
حمید احمدی پاریزی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی مکانیک
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1390

TITLE

Condition Monitoring of Slow Speed Machines with the use of Acoustic Emission Test
Nowadays, condition monitoring (CM) techniques have prepared facility to optimize maintenance systems. CM includes some methods that vibration test is the most important method for rotational machines. CM of slow speed machines is challenging to the various industries, because they are often the most important machines in the production lines. On the other hand, CM of them is not achieved by the vibration test. In the recent years, several studies are carried out by acoustic emission (AE) techniques to measure and analyze physical wave produced by slow speed machines. Since the AE wave is created by variation of the tension and the microscopic strain in material or on its surface, some defects like friction and impact produce AE waves independent of rotational speed. So, we have an applied method for fault detection of slow speed machines. This research focuses on the fault detection of rolling element bearings, because they are used in the vast majority of slow speed machines and most sensitive parts to be damaged. Finally, AE techniques are able to detect creation and progress of their fault. In this research, the AE phenomenon and propagation principles, producer objects in machinery, data measurement, indication and processing methods, fault detection of rolling element bearings and artificial neural network are studied. Experimental tests are then done. In the first step a test rig is subjected to AE test, after that, two slow speed machines in Mobarakeh Steel Complex are tested and analyzed. In this thesis, it is cleared that if a slow speed is periodically tested and analyzed by using AE techniques and gathering data is processed by a suitable wavelet transform then statistical parameters, specifically kurtosis, are calculated and their trends are observed, we can realize fault progress of the machine and detect type of the defects with the use of envelop function. It is also observed if an artificial neural network is correctly designed for a machine, prediction of the failure intensity is achievable by using AE data. Additionally, friction and impact phenomenon in the damaged slow speed bearings are studied. Previous research done with the use of test rig, shows friction falls between 50 kHz to 100 kHz. Here this is ascertained for an industrial machine. Relation to impact phenomenon, it is cleared that natural frequency of AE sensor is able to be excited and dominant frequency of wave happens in the range of natural frequency of the sensor. Keywords: Condition monitoring, Acoustic emission, Slow speed machines, Wavelet transform, Rolling element bearing, Friction, Impact, Kurtosis
: امروزه استفاده از تکنولوژی پایش وضعیت امکان اجرای سیستم های‌ نگهداری و تعمیرات بهینه را در صنایع مختلف محقق کرده است. پایش وضعیت شامل مجموعه‌ای از آزمایش ها بوده که در بین آنها تست و آنالیز ارتعاشات برای تجهیزات دوار، مهم‌ترین آزمایش محسوب می شود. در صنایع مختلف همواره پایش وضعیت ماشین های دور پایین یک مسئله چالش برانگیز بوده است زیرا از طرفی معمولاً ماشین‌های دور پایین مهمترین ماشین های خطوط تولید مخصوصاً در صنایع فولاد‌سازی هستند و از طرف دیگر با استفاده از تکنیک هایی از قبیل آنالیز ارتعاشات امکان پایش وضعیت آنها میسر نمی باشد. در سال های اخیر مطالعات علمی و تجربی در زمینه استفاده از آزمون پخش آوا ( Acoustic Emission که به اختصار AE نامیده شده است) جهت اندازه‌گیری و آنالیز امواج فیزیکی حاصل از ماشین های دور پایین انجام شده است. از آنجا که موج AE در اثر تغییر تنش و کرنش در درون یا سطح ماده بوجود می‌آید، عیوبی مانند اصطکاک و ضربه که این تغییرات را در جسم بوجود می‌آورد به سرعت چرخش محور ماشین معمولاً وابسته نمی باشد. در نتیجه یک روش کاربردی جهت پایش وضعیت ماشین‌های دور پایین خواهیم داشت. در این تحقیق بیشتر ‌بر روی عیب‌یابی بیرینگ های ‌غلتشی تمرکز می شود زیرا در اکثر قریب به اتفاق ماشین‌های ‌آهسته‌گرد از آنها استفاده می شود. همچنین حساس ترین قسمت یک ماشین نسبت به خرابی می باشد و مسئله آخر، دقت و توانایی تکنیک پخش آوا در تشخیص بروز یا پیشرفت خرابی در بیرینگ‌های غلتشی است. در این تحقیق در مورد ماهیت پدیده پخش‌آوا و روش انتشار آن‌، پدیده‌های فیزیکی مولد آن در ماشین‌آلات، روش‌های ‌اندازه‌گیری و ثبت این پدیده، روشهای ‌پردازش داده‌ها، روش‌های‌ عیب‌یابی بیرینگ‌ها و در خصوص شبکه عصبی مطالعه می شود. پس از آن نوبت مطالعات عملی این تحقیق می شود. برای انجام این موضوع، ابتدا آزمون‌ها را بر روی یک ماشین آزمایشگاهی انجام داده و سپس دو ماشین آهسته‌گرد موجود در مجتمع فولاد مبارکه مورد تست و تجزیه و تحلیل قرار می گیرد. در این تحقیق این موضوع مشخص می شود که اگر یک ماشین آهسته گرد به صورت دوره ای مورد تست پخش آوا قرارگیرد و داده های آن توسط تبدیل موجک مناسب پردازش شوند، با محاسبه پارامترهای آماری خصوصاً کورتوسیس و بررسی روند تغییرات آن، می توان از پیشرفت خرابی در آن ماشین مطلع شد و با استفاده از تابع انولوپ از نوع عیب نیز مطلع شد. همچنین در صورتی که یک شبکه عصبی مناسب برای عیب‌یابی ماشین طراحی شود، با استفاده از داده های‌آزمون پخش آوا، به عنوان ورودی شبکه عصبی، می توان از شدت خرابی در آن ماشین نیز آگاهی یافت. علاوه بر آن، موضوع پدیده های اصطکاک و ضربه در بیرینگ های آهسته گرد معیوب مورد تحقیق قرار می گیرد. در تحقیقات قبلی که با استفاده از ماشین های آزمایشگاهی انجام شده اصطکاک در محدوده فرکانسی 50 تا 100 کیلوهرتز اندازه گیری شده است. در این تحقیق این موضوع برای ماشین صنعتی با شرایط کارکرد واقعی تأیید می شود. در مورد پدیده ضربه در این مطالعه مشخص می شود که ضربه توانایی تحریک فرکانس طبیعی حسگر را دارد و از نظر فرکانسی در محدوده فرکانس طبیعی حسگر اتفاق می افتد. کلمات کلیدی: پایش وضعیت، پخش آوا، ماشین آهسته گرد، تبدیل موجک، بیرینگ غلتشی، اصطکاک، ضربه، کورتوسیس.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی