ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНІ ДОСЛІДЖЕННЯ ІНФОРМАТИВНИХ АМПЛІ-ТУД АКУСТИЧНОЇ ЕМІСІЇ ТРИБОСИСТЕМ ПРИ ЗМІНІ КОНСТРУК-ТИВНИХ, ТЕХНОЛОГІЧНИХ ТА ЕКСПЛУАТАЦІЙНИХ ФАКТОРІВ
DOI:
https://doi.org/10.18372/0370-2197.4(93).16248Ключові слова:
акустична емісія, інформативна частота, інформативна амплітуда, методика діагностування, швидкість зношування, коефіцієнт тертя, робастність методу, коефіцієнт кореляції, трибосистемаАнотація
У представленій роботі отримано експериментальні залежності, які підтвердили адекватність розроблених математичних моделей формування акустичного випромінювання (АЕ) із зони тертя трибосистем з урахуванням конструктивних, технологічних та експлуатаційних факторів. Встановлено кореляційний зв'язок між значеннями пік-факторів різних кластерів та швидкістю зношування і коефіцієнтом тертя, що підтверджує адекватність математичних моделей розподілу сигналу АЕ на кластери. Встановлено, що кластерний амплітудний аналіз сигналів акустичної емісії з зони тертя трибосистеми на інформативних частотах дозволяє ідентифікувати поверхневі процеси під час тертя та зношування, тим самим підвищити робастність методу АЕ. При цьому, значення коефіцієнта кореляції параметрів тертя та зношування до обраних параметрів акустичної емісії находяться в межах 0,8-0,96. Показано, що даний аналіз може бути основою для розробки методики діагностування трибосистем під час експлуатації. Це дозволить вимірювати швидкість зношування і втрати на тертя, у вигляді коефіцієнта тертя, в будь-який момент часу експлуатації і розраховувати ресурс трибосистеми. Отримано регресійні рівняння, які дозволяють розраховувати значення коефіцієнта тертя і швидкості зношування трибосистем за результатами моніторингу акустичного випромінювання під час експлуатації в онлайн-режимі.
Посилання
Ferrer C., Salas F., Pascal M., Orozco J. Descrete acoustic emission waves during stick-slip friction between steel samples / Tribology International, 2010, No.43, pp.1–6.
Шевченка С.А. Класифікація та обґрунтування вимог до акустико-емісійних ознак дефектів пар тертя механізмів / Вісник Харківського національного технічного університету сільського господарства ім.П.Василенка, 2012, вип.121, с.159-163.
Abdullah M., D. Al-Ghamd, Zhechkov, D. Mba. A comparative experimental study on the use of Acoustic Emission and vibration analysis for bearing defect identification and estimation of defect size / Mechanical System and Signal Processing, 2006, No.7, pp.1537–1571.
Mazal P., V.Koula, F.Hort, F.Vlasic. Applications of continuous sampling of AE signal for detection of fatigue damage / NDT in Progress, 2009, No.4. –8 p.
Yanhui Feng. Discrete wavelet-based thresholding study on acoustic emission sig-nals to detect bearing defect on a rotating machine / The Thirteen International Congress of Sound and Vibration. Vienna, Austria, 2-6 July, 2006. –8 p.
Faris Elasha., Matthew Greaves, David Mba, Abdulmajid Addali. Application of Acoustic Emission in Diagnostic of Bearing Faults within a Helicopter gearbox / The Fourth International Conference on Through-life Engineering Services. Procedia CIRP, 2015, Vol.38, рp. 30-36.
Seyed A. Niknam, Tomcy Thomas, J. Wesley Hines, Rapinder Sawhney. Analysis of Acoustic Emission Data for Bearings subject to Unbalance / International Journal of Prognostics and Health Management, 2013, Vol. 15, pp. 1–10.
Badgujar M.P., Patil A.V. Fault Diagnosis of Roller Bearing Using Acoustic Emission Technique and Fuzzy Logic / International Journal of Latest Trends in Engineering and Technology, 2014,Vol. 3, Issue 4, pp.170–175.
Rao V.V., Ratnam Ch. A Comparative Experimental Study on Identification of Defect Severity in Rolling Element Bearings using Acoustic Emission and Vibration Analysis / Tribology in Industry, 2015, Vol. 37, No. 2, pp.176-185.
Zahari Taha., Indro Pranoto. Acoustic Emission - Research and Applications. Chapter 4 – Acoustic Emission Application for Monitoring Bearing Defects / InTech. 2013, pp.71–90. http://dx.doi.org/10.5772/55434
Nienhaus K., Boos F.D., Garate K., Baltes R. Development of Acoustic Emission (AE) based defect parameters for slow rotating roller bearings / Journal of Physics: Conference Series. 364. 2012. 012034. 1-10. doi:10.1088/1742-6596/364/1/012034
Yongyong He., Xinming Zhang, Michael I. Friswell. Defect Diagnosis for Rolling Element Bearings Using Acoustic Emission / Journal of Vibration and Acoustics, 2009, Vol. 131 / 061012.
Vinogradov А., Yasnikov I.S. On the nature of acoustic emission and internal fric-tion during cyclic deformation of metals / Acta Materialia, 2014, vol. 70, p. 8-18. https://doi.org/10.1016/j.actamat.2014.02.007
Songtao Hu, Weifeng Huang, Xi Shi, Zhike Peng, Xiangfeng Liu. Mechanism of bi-Gaussian surface topographies on generating acoustic emissions under a sliding friction / Tribology International, 2019, vol. 131, p. 64-72. https://doi.org/10.1016/j.triboint.2018.10.015
Войтов В.А., Бєкіров А.Ш., Войтов А.В. Вибір інформативних параметрів акус-тичної емісії для визначення швидкості зношування трибосистем на перехідних режи-мах. Технічний сервіс агропромислового, лісового та транспортного комплексів. 2019. № 15. С. 190–202.
Fenenko K.A. Cluster analysis of acoustic emission signals from the friction zone of tribosystems / Problems of Tribology, V. 25, No 2/96-2020, 25-33 DOI: https://doi.org/10.31891/2079-1372-2020-96-2-25-33
Vojtov V.A., Fenenko K.A., Voitov A.V. Substantiation of informative amplitudes during registration of acoustic emission signals from the friction zone of tribosys-tems / Problems of Tribology, 2021, vol. 26, № 1/99, p. 6-12. DOI: https://doi.org/10.31891/2079-1372-2021-99-1-6-12
Войтов В. А., Фененко К. А., Кравцов А.Г. Експериментальні дослідження ін-формативних частот акустичної емісії трибосистем при зміні конструктивних, техноло-гічних та експлуатаційних факторів / Проблеми тертя та зношування. 2021. – №. 3 (92). – С. 4-16. https://doi.org/10.18372/0370-2197.3(92).15927
Войтов В.А., Захарченко М.Б. Моделирование процессов трения изнашивания в трибосистемах в условиях граничной смазки. Часть 1. Расчет скорости работы диссипа-ции в трибосистемах / Проблеми трибології. – 2015. – № 1. – С. 49-57.
Vojtov V.A., Voitov A.V. Assessment of the quality factor of tribosystems and rela-tionship with tribological characteristics // Problems of Tribology, V. 25, No 4/98 – 2020, 20-26. https://doi.org/10.31891/2079-1372-2020-98-4-20-26
