Fault detection of a planetary gear system based on non-linear dynamic modeling and vibration signals via non-stationary time series models

---

Tezin Türü: Doktora

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Orta Doğu Teknik Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Makina Mühendisliği Bölümü, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2023

Tezin Dili: İngilizce

Öğrenci: BEHRANG HOSSEINIAGHDAM

Danışman: Ender Ciğeroğlu

Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu

Özet:

Bu çalışma, durağan olmayan zaman serisi modelleri ve doğrusal olmayan dinamik modelleme kullanarak bir dişli sisteminde arıza teşhis problemini araştırmayı amaçlamaktadır. Dişli kutularının arıza teşhisi, durum izleme bağlamında devam eden ve önemli bir araştırma konusudur. Farklı endüstrilerde ve araçlarda bulunan makinelerde çeşitli dişliler ve dişli kutuları kullanılmaktadır. İmalat sırasında şanzıman arızalarının tespiti de önemli bir konudur. Diş profil hatası, helis açısı hatası (helisel dişlilerin) ve montaj hataları gibi hatalar daha önce bahsedildiği gibi hatalardandır. Diğer bazı arızalar, makine çalışırken meydana gelir ve önceden tespit edilmezlerse, sonunda feci arızalara neden olabilirler. Bu tür hataların örnekleri arasında dişli dişi çatlaması, yüzeyde çukurlaşma ve parçalanma yer alır. Arıza tespiti için öncelikle diş kök çatlağı dahil doğrusal olmayan bir dinamik model geliştirilmiştir. Daha sonra mevcut literatürde verilen sonuçlar kullanılarak hatalı dinamik model doğrulanmıştır. Bir sonraki adımda, deneysel veriler kullanılarak arıza tespiti gerçekleştirilir. Süreç, Hızlı Fourier Dönüşümü (FFT) aracılığıyla frekans spektrumundaki arıza özelliklerini belirlemek için bir test düzeneğinden ölçülen titreşim sinyallerinin analizi ile başlar. FFT analizinden önce, Zaman Senkron Ortalama (TSA) yöntemi ile sinyallerin ortalaması alınır. FFT analizinden önce, Zaman Senkron Ortalama (TSA) yöntemi ile sinyallerin ortalaması alınır. Daha sonra, TSA sinyalleri, Fonksiyonel Zaman Serisi Zamana Bağlı Otoregresif Hareketli Ortalama (FS-TARMA) adı verilen durağan olmayan bir zaman serisi modeli aracılığıyla modellenir. Ardından, sağlıklı ve arızalı dişli kutuları ile ilgili modeller karşılaştırılarak bir arıza tespit ve lokalizasyon algoritması geliştirilmiştir. Son olarak, deneysel sonuçların yanı sıra teorik sonuçlar, uygulanabilirliğini ve etkinliğini göstermek için geliştirilen yöntemin kullanımıyla analiz edilir.