Índice MHSAEO para el Diagnóstico de Fallas en Rodamientos de Rodillos en Grúas Eléctricas
Autores: Wang, Xinhui; Wang, Yan; He, Yutian
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
Índice MHSAEO para el Diagnóstico de Fallas en Rodamientos de Rodillos en Grúas Eléctricas
Categoría
Tecnología de Equipos y Accesorios
Subcategoría
Diseño de equipos y herramientas
Palabras clave
Rodamiento
Diagnóstico de fallas
Grúas eléctricas
Interferencias de vibración
Operador de Energía Analítica Simétrica de Orden Superior de Multi-resolución
Frecuencias de falla
Pista interna
Pista externa
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 24
Citaciones: Sin citaciones
El diagnóstico de fallos en rodamientos de rodillos en grúas eléctricas enfrenta desafíos significativos debido al fuerte ruido y las complejas interferencias de vibración, que oscurecen las firmas de fallo y obstaculizan los métodos de desmodulación convencionales. Si bien las técnicas existentes como el operador de energía de Teager-Kaiser (TKEO) y sus variantes (por ejemplo, HO-AEO, SD-AEO) ofrecen desmodulación sin filtros, su susceptibilidad al ruido y dependencia del preprocesamiento limitan la precisión del diagnóstico. Este estudio propone un Operador de Energía Analítica Simétrica de Orden Superior de Multi-resolución (MHSAEO) para abordar estas limitaciones. El MHSAEO integra tres innovaciones: (1) muestreo dinámico no adyacente para suprimir errores estocásticos, (2) desmodulación dual AM-FM a través de la ortogonalidad de energía simétrica, y (3) minería espectral adaptativa para la extracción de características de banda completa. La validación experimental en un sistema de rodamientos de grúa eléctrica de 10 toneladas demuestra que el MHSAEO logra mejoras en la relación señal-ruido (SNRIs) de -3.83 dB (fallos en la pista exterior) y -2.12 dB (fallos en la pista interior), identificando con éxito las frecuencias de fallo características de ambas pistas interiores (145.9 Hz) y exteriores en rodamientos de grúas eléctricas con armónicos del 2º al 5º. En comparación con los métodos tradicionales, el MHSAEO reduce el tiempo de computación en 30.1 veces (0.0328 s frente a 0.9872 s) sin requerir preprocesamiento. Los resultados confirman su superior capacidad anti-interferencia y rendimiento en tiempo real sobre los enfoques TKEO, HO-AEO y de denoising híbrido-TKEO.
Descripción
El diagnóstico de fallos en rodamientos de rodillos en grúas eléctricas enfrenta desafíos significativos debido al fuerte ruido y las complejas interferencias de vibración, que oscurecen las firmas de fallo y obstaculizan los métodos de desmodulación convencionales. Si bien las técnicas existentes como el operador de energía de Teager-Kaiser (TKEO) y sus variantes (por ejemplo, HO-AEO, SD-AEO) ofrecen desmodulación sin filtros, su susceptibilidad al ruido y dependencia del preprocesamiento limitan la precisión del diagnóstico. Este estudio propone un Operador de Energía Analítica Simétrica de Orden Superior de Multi-resolución (MHSAEO) para abordar estas limitaciones. El MHSAEO integra tres innovaciones: (1) muestreo dinámico no adyacente para suprimir errores estocásticos, (2) desmodulación dual AM-FM a través de la ortogonalidad de energía simétrica, y (3) minería espectral adaptativa para la extracción de características de banda completa. La validación experimental en un sistema de rodamientos de grúa eléctrica de 10 toneladas demuestra que el MHSAEO logra mejoras en la relación señal-ruido (SNRIs) de -3.83 dB (fallos en la pista exterior) y -2.12 dB (fallos en la pista interior), identificando con éxito las frecuencias de fallo características de ambas pistas interiores (145.9 Hz) y exteriores en rodamientos de grúas eléctricas con armónicos del 2º al 5º. En comparación con los métodos tradicionales, el MHSAEO reduce el tiempo de computación en 30.1 veces (0.0328 s frente a 0.9872 s) sin requerir preprocesamiento. Los resultados confirman su superior capacidad anti-interferencia y rendimiento en tiempo real sobre los enfoques TKEO, HO-AEO y de denoising híbrido-TKEO.