izmertechИзмерительная техникаIzmeritel`naya Tekhnika0368-10252949-5237ФГУП "ВНИИФТРИ"10.32446/0368-1025it.2020-7-43-50izmertech-1815Research ArticleМЕХАНИЧЕСКИЕ ИЗМЕРЕНИЯMECHANICAL MEASUREMENTSЭффективность применения фазохронометрического метода и нейродиагностики для контроля деградации подшипников качения в процессе эксплуатацииEffciency of application of the phase-chronometric method and neurodiagnostics for monitoring the degradation of rolling bearings during operationКомшинА. С.KomshinA. S.

Москва

Aleksander S. Komshin

Moscow

komshin@bmstu.ruПотаповК. Г.PotapovK. G.

Москва

Konstantin G. Potapov

Moscow

potap@bmstu.ruПронякинВ. И.PronyakinV. I.

Москва

Vladimir I. Pronyakin

Moscow

vip-u@bmstu.ruСырицкийА. Б.SyritskiiA. B.

Москва

Anthony B. Syritskii

Moscow

syritsky@bmstu.ruМосковский государственный технический университет им. Н. Э. Баумана (Национальный исследовательский университет)РоссияBauman Moscow State Technical UniversityRussian Federation202012072023074350Copyright © ФГУП "ВНИИФТРИ", 20232023ФГУП "ВНИИФТРИ"ФГУП "ВНИИФТРИ"https://www.izmt.ru/jour/about/submissions#copyrightNoticehttps://www.izmt.ru/jour/article/view/1815

Рассмотрены проблемы контроля состояния подшипников качения – одних из самых распространённых технических устройств роторных узлов машин и механизмов. Представлен альтернативный подход к метрологическому обеспечению и оценке технического состояния подшипников качения в процессе эксплуатации. Проанализированы существующие подходы, включая методы вибрационной диагностики, анализа огибающей, вейвлет-анализа и другие. Рассмотрено применение фазохронометрического метода и нейродиагностики для сопровождения подшипника в течение жизненного цикла. При этом использован единый формат измерительной информации. Оценена возможность диагностирования подшипника качения на базе измерительной информации, поступающей от вала и сепаратора.

The paper presents an alternative approach to metrological support and assessment of the technical condition of rolling bearings in operation. The analysis of existing approaches, including methods of vibration diagnostics, envelope analysis, wavelet analysis, etc. Considers the possibility of applying a phase-chronometric method for support on the basis of neurodiagnostics bearing life cycle on the basis of the unified format of measurement information. The possibility of diagnosing a rolling bearing when analyzing measurement information from the shaft and separator was evaluated.

 

метрологическое обеспечениеизмерениедеградацияподшипник каченияизмерительная технологиядефектматематическая модельфазохронометрический методинформационная эффективностьнейродиагностика.metrological supportmeasurementdegradationrolling bearingmeasuring technologydefectmathematical modelphase-chronometric methodinformation efficiencyneurodiagnostics.ReferencesKumar A., Kumar R., Journal of Nondestructive Evaluation, 2019, vol. 38, p. 5. https:/doi.org/10.1007/s10921-018-0543-8Kumar A., Kumar R., Journal of Nondestructive Evaluation, 2019, vol. 38, p. 5. https:/doi.org/10.1007/s10921-018-0543-8Dybała J., Zimroz R., Applied Acoustics, 2014, vol. 77, pp. 195–203. DOI:10.1016/j.apacoust.2013.09.001Dybała J., Zimroz R., Applied Acoustics, 2014, vol. 77, pp. 195–203. https:/doi.org/10.1016/j.apacoust.2013.09.001Nikolaou N. G., Antoniadis I. A., NDT&E Int., 2002, vol. 35, pp. 197–205. https:/doi.org/10.1016/j.apacoust.2013.09.001Nikolaou N. G., Antoniadis I. A., NDT&E Int., 2002, vol. 35, pp. 197–205. https:/doi.org/10.1016/j.apacoust.2013.09.001Zheng L., Xiang Y., Sheng C., Journal of the Brazilian Society of Mechanical Sciences and Engineering, 2019, vol. 41, p. 505. https:/doi.org/10.1007/s40430-019-2011-5Zheng L., Xiang Y., Sheng C., Journal of the Brazilian Society of Mechanical Sciences and Engineering, 2019, vol. 41, p. 505. https:/doi.org/10.1007/s40430-019-2011-5Prieto M. D., Cirrincione G., Espinosa A. G., IEEE Transactions on Industrial Electronics, 2013, vol. 8, pp. 3398–3407. https:/doi.org/10.1109/TIE.2012.2219838Prieto M. D., Cirrincione G., Espinosa A. G., IEEE Transactions on Industrial Electronics, 2013, vol. 8, pp. 3398–3407. https:/doi.org/10.1109/TIE.2012.2219838Attoui I., Oudjani B., Boutasseta N. et al., International Journal of Advanced Manufacturing Technology, 2020, vol. 106, pp. 3409–3435. https:/doi.org/10.1007/s00170-019-04729-4Attoui I., Oudjani B., Boutasseta N. et al., International Journal of Advanced Manufacturing Technology, 2020, vol. 106, pp. 3409–3435. https:/doi.org/10.1007/s00170-019-04729-4Randall R. B., Antoni J., Mechanical systems and signal processing, 2011, vol. 25 (2), pp. 485–520. https:/doi.org/10.1016/j.ymssp.2010.07.017Randall R. B., Antoni J., Mechanical systems and signal processing, 2011, vol. 25 (2), pp. 485–520. https:/doi.org/10.1016/j.ymssp.2010.07.017Chatterton S., Pennacchi P., Vania A., Borghesani P., Proceedings of the 9th IFToMM International Conference on Rotor Dynamics. Mechanisms and Machine Science, vol. 21, Springer, Cham, 2015.Chatterton S., Pennacchi P., Vania A., Borghesani P., Proceedings of the 9th IFToMM International Conference on Rotor Dynamics. Mechanisms and Machine Science, vol. 21, Springer, Cham, 2015.Cotogno M., Cocconcelli M., Rubini R., Advances in Con dition Monitoring of Machinery in Non-Stationary Operations. Lecture Notes in Mechanical Engineering, Springer, Berlin, Heidelberg, 2014.Cotogno M., Cocconcelli M., Rubini R., Advances in Condition Monitoring of Machinery in Non-Stationary Operations. Lecture Notes in Mechanical Engineering, Springer, Berlin, Heidelberg, 2014.Borghesani P., Ricci R., Chatterton S., Pennacchi P., Advances in Condition Monitoring of Machinery in Non-Stationary Operations. Lecture Notes in Mechanical Engineering, Springer, Berlin, Heidelberg, 2014.Borghesani P., Ricci R., Chatterton S., Pennacchi P., Advances in Condition Monitoring of Machinery in Non-Stationary Operations. Lecture Notes in Mechanical Engineering, Springer, Berlin, Heidelberg, 2014.Ying Y., Li J., Li J., Chen Z., Advanced Hybrid Information Processing. ADHIP 2017. Lecture Notes of the Institute for Computer Sciences, Social Informatics and Telecommunications Engineering, vol. 219, Springer, Cham, 2018.Ying Y., Li J., Li J., Chen Z., Advanced Hybrid Information Processing. ADHIP 2017. Lecture Notes of the Institute for Computer Sciences, Social Informatics and Telecommunications Engineering, vol. 219, Springer, Cham, 2018.Тихонов Р. С., Старостин Н. П. Тепловая диагностика трения в системе подшипников скольжения с учетом вращения вала // Механика, ресурс и диагностика материалов и конструкций. 2016. С. 83–83.Tikhonov R. S., Starostin N. P., Mekhanika, resurs i diagnostika materialov i konstrukcij, 2016, рр. 83–83 (in Russian).Короткевич С. В., Холодилов О. В., Кравченко В. В., Чикунов В. В., Белоногий Д. Ю. Входной контроль подшипников качения физическими методами // Ремонт. Восстановление. Модернизация. 2015. № 11. С. 24–31.K orotkevich S. V., Kholodilov O. V., Kravchenko V. V., Chikunov V. V., Belonogiy D. Yu., Remont. Vosstanovlenie. Modernizaciya, 2015, no. 11, pp. 24–31 (in Russian).Мишин В. В., Пашментова А. С. Устройство диагностирования подшипника качения при входном контроле // Современные материалы, техника и технологии. 2017. № 1 (9).M ishin V. V., Pashmentova A. S., Sovremennye materialy, tekhnika i tekhnologii, 2017, no. 1 (9) (in Russian).Козочкин М. П., Сабиров Ф. С., Боган А. Н., Мысливцев К. В. Диагностика подшипников качения при эксплуатации станков на основе анализа вибрационного сигнала // СТИН. 2013. № 1. С. 21–25.Kozochkin M. P., Sabirov F. S., Bogan A. N., Myslivtsev K. V., STIN, 2013. № 1. С. 21–25 (in Russian).Юркевич В. В., Лушников П. В. Диагностика подшипников качения // Станкоинструмент. 2015. № 1. С. 97–99.Yurkevich V. V., Lushnikov P. V., Stankoinstrument, 2015, no. 1, pp. 97–99 (in Russian).Кудрявцев Е. А. Возможные пути использования фазохронометрии для диагностики подвижного состава // Железнодорожный транспорт. 2015. № 12. С. 51–53.Kudryavtsev E. A., Zheleznodorozhnyj transport, 2015, no. 12, pp. 51–53 (in Russian).Кудрявцев Е. А. Оценка технического состояния буксовых подшипников качения для вагонов рельсового транспорта // Ремонт. Восстановление. Модернизация. 2013. № 6. С. 26–31.Kudryavtsev E. A., Remont. Vosstanovlenie. Modernizaciya, 2013, no. 6, pp. 26–31 (in Russian).Козочкин М. П., Сабиров Ф. С. Измерение пространственных вибраций для диагностики качества сборки шпиндельных узлов // Измерительная техника. 2016. № 12. С. 49–52.Kozochkin M. P., Sabirov F. S., Measurement Techniques, 2017, vol. 59, no. 12, pp. 1310–1315. https:/doi.org/10.1007/s11018-017-1134-2Пронякин В. И., Кудрявцев Е. А., Комшин А. С., Потапов К. Г. Диагностика подшипников качения фазохронометрическим методом // Известия высших учебных заведений. Машиностроение. 2017. № 3 (684).Pronyakin V. I., Kudryavtsev E. A., Komshin A. S., Potapov K. G., Izvestiya vysshih uchebnyh zavedenij. Mashinostroenie, 2017, no. 3 (684) (in Russian).Кудрявцев Е. А., Комшин А. С., Потапов К. Г., Пронякин В. И. Новая концепция ФХМ диагностики подшипников качения // Ремонт. Восстановление. Модернизация. 2017. № 4. С. 18–24.Kudryavtsev E. A., Komshin A. S., Potapov K. G., Pronyakin V. I., Remont. Vosstanovlenie. Modernizaciya, 2017, no. 4, pp. 18–24 (in Russian).Киселёв М. И., Комшин А. С., Сырицкий А. Б. Прогнозирование технического состояния токарного инструмента на базе фазохронометрической измерительной информации // Измерительная техника. 2017. № 11. С. 8–11. https:/doi.org/10.32446/0368-1025it.2017-11-8-11Kiselev M. I., Komshin A. S., Syritskii A. B. , Measurement Techniques, 2018, vol. 60, no. 11, pp. 1081–1086. https:/doi.org/10.1007/s11018-018-1321-9Комшин А. С. Математическое моделирование измерительно-вычислительного контроля электромеханических параметров турбоагрегатов фазохронометрическим методом // Измерительная техника. 2013. № 8. С. 12–15.Komshin A. S., Measurement Techniques, 2013, vol. 56, no. 6, pp. 850–855. https:/doi.org/10.1007/s11018-013-0295-xСырицкий А. Б. Измерение износа режущего инструмента фазохронометрическим методом в процессе обработки // Измерительная техника. 2016. № 6. С. 30–32.Syritskii A. B., Measurement Techniques, 2016, vol. 59, no. 6, pp. 595–599. https:/doi.org/10.1007/s11018-016-1014-1Комшин А. С, Орлова С. Р. Контроль деградации конструкционных материалов в процессе эксплуатации на примере струнных элементов // Измерительная техника. 2016. № 6. С. 26–29.Komshin A. S., Orlova, S. R., Measurement Tec hniques, 2016, vol. 59, no. 6, pp. 589–594. https:/doi.org/10.1007/s11018-016-1013-2Kiselev M. I., Pronyakin V. I., Tulekbaeva A. K., IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, 2018, vol. 312, no. 1, p. 012012. https:/doi.org/10.1088/1757-899X/312/1/012012Kiselev M. I., Pronyakin V. I., Tulekbaeva A. K., IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, 2018, vol. 312, no. 1, p. 012012. https:/doi.org/10.1088/1757-899X/312/1/012012ILeontiev A. I., Burtsev S. A., Doklady Physics, 2016, vol. 61, no. 11, pp. 543–545. https:/doi.org/10.1134/S1028335816110100Leontiev A. I., Burtsev S. A., Doklady Physics, 2016, vol. 61, no. 11, pp. 543–545. https:/doi.org/10.1134/S1028335816110100Poshekhonov R. A., Arutyunyan G. A., Pankratov S. A., Osipkov A. S., Onishchenko D. O., Leontyev A. I., Semiconductors, 2017, vol. 51 (8), pp. 981–985. https:/doi.org/10.1134/S1063782617080255Poshekhonov R. A., Arutyunyan G. A., Pankratov S. A., Osipkov A. S., Onishchenko D. O., Leontyev A. I., Semiconductors, 2017, vol. 51 (8), pp. 981–985. https:/doi.org/10.1134/S1063782617080255Lavrinenko V., Polyakova A., Polyakov A., MATEC Web of Conferences, 2018, vol. 224, p. 02074. https:/doi.org/10.1051/matecconf/201822402074Lavrinenko V., Polyakova A., Polyakov A., MATEC Web of Conferences, 2018, vol. 224, p. 02074. https:/doi.org/10.1051/matecconf/201822402074Н. Винер. Кибернетика. Гл. I: Пер. с англ. 2-е изд. М.: Сов. радио, 1961.Wiener N., Cybernetics in history. Theorizing in communication: Readings across traditions, 1954, рр. 267–273.Голубев Ю. Ф. Нейросетевые методы в мехатронике. М.: Изд-во Московского государственного университета им. М. В. Ломоносова, 2007. 157 с.Golubev Yu. F., Nejrosetevye metody v mekhatronike, Moscow, Izdatelstvo Moskovskogo gosudarstvennogo universiteta im. M. V. Lomonosova Publ., 2007, 157 p. (in Russian).Keras: The Python Deep Learning Library, available at: http:/www.keras.oi/(accessed:20.02.2020).Keras: The Python Deep Learning Library, available at: http:/www.keras.oi/(accessed:20.02.2020).TensorFlow: An end-to-end open source machine learning platform. URL: http://www.tensorflow.org(дата обращения:20.02.2020).TensorFlow: An end-to-end open source machine learning platform, available at: http://www.tensorflow.org(accessed:20.02.2020).Краус М., Вошни Э. Измерительные информационные системы: Пер. с нем. М.: Мир, 1975. 310 с.Krauss M., & Woschni E. G., Messinformationssysteme:Kennfunktionen, Gütekriterien, Optimierung, VEB, 1975.Новицкий П. В., Зограф И. А. Оценка погрешностей результатов измерений. 2-ое изд., перераб. и доп. Л.: Энергоатомиздат, 1991.Novitsky P. V., Zograf I. A., Ocenka pogreshnostej rezul’tatov izmerenij, 2 еd., Leningrad, Energoatomizdat Publ., 1991 (in Russian).Слепова С. В. Основы точности измерительных приборов: учебное пособие. Челябинск: Изд-во ЮУрГУ, 2008. 192 с.Slepova S. V., Osnovy tochnosti izmeritel’nyh priborov: uchebnoe posobie, Chelyabinsk, YUUrGU Publ., 2008. 192 p. (in Russian).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.