C Y C L O S T A T I O N A R Y M E T H O D I N F A U L T D E T E C T I O N O F R O L L I N G E L E M E N T B E A R I N G S

Article Type:
Research/Original Article (دارای رتبه معتبر)
Abstract:
Rolling element bearing are one of the most commonly used components in the rotating machines and early detection of bearing faults can prevent potential catastrophic failures. Various methods in time, frequency and frequency-frequency domains are expressed for the fault diagnoses of rolling element bearings. In this paper, a frequency-frequency domain method by means of cyclostationary concept is used to calculate spectral correlation density (SCD) function. SCD is used to detect bearing fault signature in vibration signal of the machine. In this method, signal is assumed stationary in the cyclic periods. Using this method, three-dimensional diagram of spectral correlation density function is generated on a dual frequency axis for spectral and cyclic frequency. Using this method, the hidden cycles in the presence of noise, which cannot be seen in conventional Fourier transform, become clear. There is a difference between meaning of spectral frequency and cyclic frequency. The spectral frequency shows resonance frequency excited by periodic impacts, but cyclic frequency shows the frequency of impacts itself. SCD can be seen as a tool for generalization of the detection of amplitude-modulated signals. SCD can show both carrier and modulating frequency of the signal. The possibility of application of this method in rolling element bearing fault detection is shown in a practical example, and the results have been presented. The practical example is a bearing with inner ring fault used in a centrifugal pump. The vibration is measured by an accelerometer in high frequency band and then transferred to the computer. Necessary codes are written in the Matlab software. Despite its computational complexity, this method is preferable compared to classical methods such as envelop, since it does not need to determine the frequency band for the filter and it can show more details. The spectral correlation density function proves to be a more accurate method and provides comprehensive information about the signal.
Language:
Persian
Published:
Mechanical Engineering Sharif, Volume:34 Issue: 1, 2018
Pages:
55 to 61
https://www.magiran.com/p1853071