Modello di riconoscimento danneggiamenti in cuscinetti a rotolamento e bronzine

La letteratura scientifica e tecnica analizzata evidenzia che ad oggi non è presente un metodo in grado di individuare un difetto localizzato allo stadio iniziale in presenza di danneggiamenti diffusi. In tale direzione si intende sviluppare una metodologia che da un lato propone l'uso di parametri in grado di descrivere il progressivo danneggiamento, dall'altro si prefigge, mediante l'acquisizione di segnali di vibrazione dipendenti dalla posizione angolare, di distinguere la natura del danneggiamento. Il metodo prevede il campionamento del segnale di vibrazione, generato dal cuscinetto, per prefissate posizioni angolari al fine di rendere il processo di acquisizione indipendente dal tempo e dalla variazione della velocità angolare, secondo una metodica che permette il confronto dell'ampiezza di vibrazione su posizioni angolari omologhe al crescere dell'usura. La metodologia si basa sull'ipotesi che i fenomeni di usura provocano variazioni dell'ampiezza di vibrazione in funzione del livello e della tipologia di danneggiamento unitamente ad un incremento dello scostamento del segnale rispetto al valore medio per data mutua posizione angolare. Il sistema di acquisizione ed elaborazione dei segnali di vibrazione si fonda sulle caratteristiche di ciclostazionarietà angolare dei segnali, ampiamente presentata nella recente letteratura. Il setup di misura prevede l'impiego di due accelerometri piezoelettrici opportunamente fissati alla struttura solidale con la ralla esterna e posti a 90° tra di loro in modo da ridurre l'incertezza legata alla direzione d'urto tra gli elementi volventi e le piste; completerà il sistema un encoder in grado di fornire un segnale incrementale relativo alla ralla interna. Per le caratteristiche dell'encoder utilizzato i segnali di accelerazione verranno acquisiti per prefissata posizione angolare relativa tra ralla interna ed esterna con una risoluzione di 10-4 rad. Una verifica preliminare, mediante calcolo della Cross Correlation tra i segnali provenienti dai due accelerometri, ha evidenziato la loro stretta correlazione riducendo l'analisi al segnale risultante di vibrazione per procedere al calcolo dei parametri da utilizzare per caratterizzare lo stato di usura dei cuscinetti. L'acquisizione avviene per prefissate posizioni angolari effettuando la media su più giri in modo da ridurre le variazioni di natura random del segnale rendendo, in tal modo, maggiormente efficace l'individuazione di effetti causali legati al livello di danneggiamento presente sul cuscinetto.

Modello di riconoscimento danneggiamenti in cuscinetti a rotolamento e bronzine