Un método basado en una red neuronal convolucional unidimensional para el diagnóstico de grietas en las raíces de los dientes en pares de engranajes de rueda dentada asimétricos
Autores: Kalay, Onur Can; Karpat, Esin; Dirik, Ahmet Emir; Karpat, Fatih
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Un método basado en una red neuronal convolucional unidimensional para el diagnóstico de grietas en las raíces de los dientes en pares de engranajes de rueda dentada asimétricos
Categoría
Tecnología de Equipos y Accesorios
Subcategoría
Diseño de equipos y herramientas
Palabras clave
Engranajes
Monitoreo
Red neuronal convolucional
Grietas en los dientes
Respuestas de vibración
Engranajes asimétricos
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 22
Citaciones: Sin citaciones
Los engranajes son componentes fundamentales utilizados para transmitir potencia y movimiento en la industria moderna. El monitoreo de su estado de salud es crucial para garantizar operaciones confiables, prevenir paradas no programadas y minimizar las lesiones humanas. Desde este punto de vista, el presente estudio propuso un modelo de red neuronal convolucional unidimensional (CNN 1-D) para diagnosticar grietas en las raíces de los dientes de engranajes rectos involutos estándar y asimétricos. Se estableció un modelo dinámico de 6 grados de libertad de una transmisión de engranaje recto de una etapa para lograr este objetivo y simular las respuestas de vibración de pares de engranajes rectos estándar (20 grados/20 grados) y asimétricos (20 grados/25 grados y 20 grados/30 grados) sanos y agrietados (25%-50%-75%-100%). Se añadieron tres niveles de relaciones señal-ruido a los datos de vibración para complicar la tarea de diagnóstico de fallos tempranos. La consideración principal del presente estudio es investigar las características dinámicas de los engranajes asimétricos y si la asimetría de los dientes facilitaría la detección de grietas en los dientes, además de las mejoras que ofrece en términos de resistencia al impacto, resistencia a la flexión y vida útil a la fatiga. Los hallazgos indicaron que la precisión de clasificación del modelo CNN 1-D desarrollado podría mejorarse hasta en un 12.8% utilizando un perfil de diente asimétrico (20 grados/30 grados) en lugar de un diseño estándar (20 grados/20 grados).
Descripción
Los engranajes son componentes fundamentales utilizados para transmitir potencia y movimiento en la industria moderna. El monitoreo de su estado de salud es crucial para garantizar operaciones confiables, prevenir paradas no programadas y minimizar las lesiones humanas. Desde este punto de vista, el presente estudio propuso un modelo de red neuronal convolucional unidimensional (CNN 1-D) para diagnosticar grietas en las raíces de los dientes de engranajes rectos involutos estándar y asimétricos. Se estableció un modelo dinámico de 6 grados de libertad de una transmisión de engranaje recto de una etapa para lograr este objetivo y simular las respuestas de vibración de pares de engranajes rectos estándar (20 grados/20 grados) y asimétricos (20 grados/25 grados y 20 grados/30 grados) sanos y agrietados (25%-50%-75%-100%). Se añadieron tres niveles de relaciones señal-ruido a los datos de vibración para complicar la tarea de diagnóstico de fallos tempranos. La consideración principal del presente estudio es investigar las características dinámicas de los engranajes asimétricos y si la asimetría de los dientes facilitaría la detección de grietas en los dientes, además de las mejoras que ofrece en términos de resistencia al impacto, resistencia a la flexión y vida útil a la fatiga. Los hallazgos indicaron que la precisión de clasificación del modelo CNN 1-D desarrollado podría mejorarse hasta en un 12.8% utilizando un perfil de diente asimétrico (20 grados/30 grados) en lugar de un diseño estándar (20 grados/20 grados).