Sviluppo della minimum entropy deconvolution per la diagnostica di cuscinetti volventi

Diagnostics of mechanical components is basic to identify failure and to plan a proper maintenance method. The current trend is to monitor these components during their work life and to identify any system parameter variation in order to program predictive maintenance. One of the most common diagnostics process is that of rolling element bearings. Many techniques, that have been developed to analyze vibrations of rolling element bearings, allow detecting the presence of damages. In the first part of the thesis, a laboratory test-rig has been realized in order to simulate real working conditions for a real bearing. Then four kind of faults have been artificially made on some roller bearings namely on the inner race, on the outer race, on the rolling elements and on the cage. Vibration signals for healthy and damaged bearings have been measured by changing different working condition of the test-rig. In the second part vibration signals have been analyzed by means of the MED algorithm, in order to detect the fault presence on rolling element bearings and to test the diagnostic effectiveness of the approach.

L’attività diagnostica, volta a monitorare il comportamento di componenti meccanici durante il loro periodo di funzionamento, è fondamentale per identificare la presenza di eventuali guasti e per pianificare un’adeguata opera di manutenzione. La tendenza attuale si muove verso il monitoraggio di parametri indicatori dello stato del componente, sui quali ci si basa per programmarne la sostituzione. Uno dei processi di diagnosi più diffuso risulta essere quello rivolto ai cuscinetti a rotolamento, in quanto rappresentano uno dei componenti maggiormente diffusi ed utilizzati nell’ambito dell’industria meccanica. Sono state sviluppate molte tecniche che analizzano i segnali di vibrazione acquisiti su un cuscinetto, con l’obiettivo di rilevare la presenza di difetti. Nella fase iniziale di questo lavoro viene allestito un banco prova da laboratorio che permetta di effettuare prove sperimentali su cuscinetti. Successivamente si realizzano quattro tipi di danneggiamenti su quattro diversi cuscinetti: uno sulla pista interna, uno sulla pista esterna, un sull’elemento volvente ed uno sulla gabbia. Si acquisiscono quindi i segnali di vibrazione di ciascun cuscinetto in diverse condizioni di funzionamento del sistema. Infine i segnali sono analizzati utilizzando una tecnica, recentemente proposta in letteratura, denominata Minimum Entropy Deconvolution (MED), che permette di evidenziare la presenza del difetto sui cuscinetti.