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Un enfoque novedoso de extracción de características basado en datos y su aplicación en la detección de holguras en el sistema de rodamientos del rotor

Autores: Zhao, Yulai; Lin, Junzhe; Wang, Xiaowei; Han, Qingkai; Liu, Yang

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2023

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Acceso abierto

Artículo científico
2023

Un enfoque novedoso de extracción de características basado en datos y su aplicación en la detección de holguras en el sistema de rodamientos del rotor


Categoría

Matemáticas

Subcategoría

Matemáticas generales

Palabras clave

Pernos de pedestal
Entorno de vibración
Maquinaria rotativa
Estrategia de diagnóstico basada en datos
Sistema de rotor-cojinete
Indicador de salud

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 33

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
Durante el servicio de maquinaria rotativa, los pernos del pedestal son propensos a aflojarse debido al entorno de vibración, lo que afecta el rendimiento de la maquinaria rotativa y genera un potencial peligro para la seguridad. Para monitorear la ocurrencia y deterioro del aflojamiento del pedestal a tiempo, este documento propone una estrategia de diagnóstico basada en datos para el sistema rotor-cojinete. Primero, se establece el modelo de elementos finitos de un sistema rotor-cojinete, que considera la fuerza no lineal por partes causada por el aflojamiento del pedestal. Tomando la respuesta a la vibración como salida y la fuerza desequilibrada periódica como entrada, se identifica el modelo NARX (Auto-Regresivo No Lineal con entradas exógenas) del sistema. Luego, se utilizan las GALEs (Ecuaciones Lineales Asociadas Generalizadas) para evaluar los NOFRFs (Funciones de Respuesta de Frecuencia de Salida No Lineales) del modelo NARX. Basándose en los primeros tres NOFRFs de orden, se deriva la expresión analítica de la tasa de contribución ponderada óptima de segundo orden y se utiliza como un nuevo indicador de salud. Los resultados de la simulación muestran que en comparación con el indicador de salud basado en NOFRFs convencional, el nuevo indicador es más sensible al aflojamiento débil. Finalmente, se construyó un banco de pruebas de rotor-cojinete y se realizó el aflojamiento del pedestal. Los resultados del experimento muestran que a medida que aumenta el grado de aflojamiento, el nuevo indicador SRm muestra una tendencia monótona al alza, aumentando de 0.48 en ausencia de aflojamiento a 0.90 en presencia de un aflojamiento severo, un aumento del 89.7%. Sin embargo, el indicador tradicional Fe2 no tiene monotonía, lo que verifica aún más la sensibilidad de la tasa de contribución ponderada óptima de segundo orden basada en los primeros tres NOFRFs y la efectividad de la estrategia de extracción de características basada en datos propuesta.

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