การศึกษาความสัมพันธ์ระหว่างสัญญาณการสั่นสะเทือนและรอยแตกร้าวบนเฟือง

A study of the relationship between vibration signal and gear crack

Name: สุรศักดิ์ คกมิ

ThaSH: เฟือง -- การสั่นสะเทือน

ThaSH: เฟือง -- รอยร้าว

Abstract: งานวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อศึกษาความสัมพันธ์ระหว่างสัญญาณการสั่นสะเทือนและระดับความยาวของรอยแตกอันเนื่องจากความล้าที่บริเวณฐานของฟันเฟือง การทดลองกระทำโดยการสร้างรอยแตกร้าวที่ระดับความยาวต่าง ๆ กันบนซี่ฟันของเฟืองขับทองเหลืองด้วยเครื่องทดสอบความล้า เฟืองที่แตกร้าวนี้ใช้เป็นเฟืองขับในชุดทดลองการสั่นสะเทือนของชุดเฟืองโดยทำการทดลองที่หลายสภาวะด้วยการปรับระดับภาระและความเร็วรอบ สัญญาณการสั่นสะเทือนที่นำมาใช้วิเคราะห์อยู่ในรูปแบบของสัญญาณบนโดเมนเวลา สเปกตัม และเซปส์ตรัม โดยทำการเก็บสัญญาณด้วยวิธีการต่างๆกันดังนี้ การเฉลี่ยบนโดเมนความถี่ กระบวนการขยายความละเอียดของโดเมนความถี่ และการเฉลี่ยบนโดเมนเวลาเข้าจังหวะ ผลการวิจัยพบว่าการวิเคราะห์สัญญาณบนโดเมนเวลา ค่าพารามิเตอร์ Kurtosis และ Crest Factor มีแนวโน้มเพิ่มขึ้นตามขนาดของรอยแตกร้าว ในขณะที่ค่า RMS มีขนาดที่ค่อนข้างคงที่ การเก็บสัญญาณด้วยวิธีการเฉลี่ยบนโดเมนเวลาเข้าจังหวะช่วยให้สามารถสังเกตเห็นลักษณะคาบการขบกันของเฟืองที่ชัดเจน สามารถระบุตำแหน่งฟันซี่ที่แตกร้าวได้จากการสังเกตพบพัลส์บริเวณช่วงเวลาที่ฟันซี่ที่แตกร้าวขบกันสำหรับการวัดสัญญาณในทิศทางเดียวกับการขบกันของเฟือง ผลของสัญญาณสเปกตรัมพบว่าการเปลี่ยนแปลงค่าแอมพลิจูดของ 1xGMF ไม่สัมพันธ์กับขนาดรอยแตกร้าว การวิเคราะห์ชุดแถบความถี่ข้างพบว่า จำนวนฮาร์มอนิก ของชุดแถบความถี่ข้างจากความถี่เฟืองที่แตกร้าวทางด้านความถี่ต่ำกว่า 1xGMF จะเพิ่มขึ้นตามขนาดของรอยแตกร้าว และฮาร์มกนิกที่ตรงกับความถี่ธรรมชาติจะมีแอมพลิจูดที่เพิ่มขึ้นตามขนาดของรอยแตกร้าวเป็นอย่างมาก ผลของสัญญาณเซปต์ตรัมพบว่า ค่าแกมนิจูดที่คิวเฟรนซีตรงกับคาบการหมุนของเฟืองชับ (1/P) มีแนวโน้มที่เพิ่มขึ้นเล็กน้อยจนกระทั่งที่ระดับความยาวรอยแตกร้าว 2.5 มม. แล้วค่าแกมนิจูดจึงลดลง การเก็บสัญญาณด้วยกระบวนการขยายความละเอียดของโดเมนความถี่นอกจากจะช่วยให้สามารถแยกแยะชุดแถบความถี่ข้างได้ชัดเจนแล้ว ยังให้แนวโน้มการเปลี่ยนแปลงค่าแกมนิจูดของสัญญาณเซปส์ตรัมที่ชัดเจนที่สุด

Abstract: This research dealt with gear crack diagnosis based on vibration signal analysis. The relationship of vibration signal and crack length was analyzed by means of time domain, spectral and cepstral analysis. Vibration signal was recorded by using spectrum averaging, zoom processing, and synchronous time averaging techniques. One cracked tooth was prepared on brass pinions in several lengths by using a dynamic servo fatigue testing machine. Cracked pinions were tested at various speeds and applied loads on an experimental test rig. The study of time domain signal and crack length shows that the magnitude of Kurtosis and Crest Factor increases with crack evolution while the RMS value does not change with crack length. The tooth meshing period can be clearly seen in the synchronous time averaging signal. The cracked tooth and shock pulse around cracked tooth meshing period can be identified in the direction of tooth contact. It is found from the spectral analysis that the changing of the amplitude at 1xGMF do not directly relate to crack length. Number of lower sidebands of the pinion speed around 1xGMF increase with crack length. Harmonics of pinion speed sideband which resemble with any natural frequencies of test bed greatly increase with crack length. In case of cepstral analysis, gamnitude of 1/P increases with crack length until the crack length reaches 2.5 mm and then it slightly decreases. The zoom processing of the signal enhances the separation of each harmonics of sideband. The values of the rate of cepstral gamnitude obtained from this method change greater than the signal from other methods.

จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย. สำนักงานวิทยทรัพยากร

Address: กรุงเทพมหานคร

Email: cuir@car.chula.ac.th

Name: ชัยโรจน์ คุณพนิชกิจ

Role: ที่ปรึกษา

Created: 2545

Modified: 2559-12-25

Issued: 2559-12-18

วิทยานิพนธ์/Thesis

application/pdf

tha

DegreeName: วิศวกรรมศาสตรมหาบัณฑิต

Level: ปริญญาโท

Descipline: วิศวกรรมเครื่องกล

Grantor: จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย

©copyrights จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย

ลำดับที่.	ชื่อแฟ้มข้อมูล	ขนาดแฟ้มข้อมูล	จำนวนเข้าถึง	วัน-เวลาเข้าถึงล่าสุด
1	Surasak_ko_front.pdf	7.12 MB	3	2024-06-21 11:06:41
2	Surasak_ko_ch1.pdf	3.46 MB	3	2024-06-21 11:06:53
3	Surasak_ko_ch2.pdf	8.66 MB	5	2024-06-21 11:06:59
4	Surasak_ko_ch3.pdf	3.89 MB	3	2024-06-21 11:07:04
5	Surasak_ko_ch4.pdf	16.86 MB	4	2024-06-21 11:07:11
6	Surasak_ko_ch5.pdf	17.89 MB	3	2024-06-21 11:07:17
7	Surasak_ko_ch6.pdf	2.01 MB	3	2024-06-21 11:07:23
8	Surasak_ko_back.pdf	12.8 MB	4	2024-06-21 11:07:29

ใช้เวลา

0.047565 วินาที