Identificação de defeitos em rolamentos de esferas por análise de vibração utilizando transformada de Hilbert

Abstract

Este trabalho apresenta uma aplicação da Transformada de Hilbert em uma técnica baseada em análise de vibração por demodulação para identificação de defeitos em rolamentos. Inicialmente, uma bancada de ensaios foi adaptada a fim de possibilitar a aquisição de um sinal discreto que represente a aceleração de um rolamento de teste em diferentes condições de trabalho. Para aplicar o método proposto, testes experimentais foram realizados com rolamentos de esferas nos quais foram induzidos defeitos. Diversos casos foram estudados, variando a localização do defeito e a frequência de rotação. Então, a técnica de análise por demodulação foi implementada em uma plataforma de aquisição de dados comercial. Após a aplicação da técnica para processamento dos dados coletados, foi possível obter os envelopes dos sinais, os quais contêm características inerentes aos tipos de defeitos induzidos. Dos espectros dos envelopes referentes aos rolamentos com defeitos se obtém frequências de defeito, que são comparados com as frequências características de defeito obtidas analiticamente. A análise dos resultados mostra a eficácia do método para os casos estudados.

This paper presents an application of Hilbert transform in a technique based on vibration analysis by demodulation for bearing failure identification. Initially, a test rig was adapted in order to acquire a discrete waveform which represents the acceleration of a test bearing under different service conditions. To apply the proposed method, experimental tests were performed with ball bearings in which defects were induced. Several cases were studied, varying the defect location and rotational frequency. Then, the demodulation analysis technique was implemented on commercial data acquisition software. After application of the technique for processing the collected data, it was obtained the signal envelope, which contains inherent features from the induced defects types. The spectrum envelopes regarding defective bearings allow obtaining the defect frequencies which are compared with the analytical characteristic defect frequencies. The results show the effectiveness of the technique for the studied cases.