Diagnosis of the wear of gears in the gearbox using the wavelet packet transform

Diagnóstico del desgaste de los engranajes de la caja de cambios mediante la transformada de paquetes wavelet

El artículo presenta una investigación destinada a diagnosticar los primeros casos de desgaste de la superficie de los dientes de los engranajes en la caja de cambios basándose en las mediciones de las señales de vibración y su procesamiento mediante la transformada de paquetes de ondas. El análisis se refería a las señales de vibración registradas en un experimento realizado en un banco de pruebas, durante el cual aumentó el desgaste de los dientes de los engranajes (picaduras y desconchados). Los estudios permiten concluir que el procesamiento de las señales de vibración mediante la transformada de paquetes de ondas permite detectar casos tempranos de desgaste de la superficie de trabajo de los dientes sobre la base de un análisis de detalles seleccionados de descomposición de ondas y medidas de vibración.

INTRODUCCIÓN

Los engranajes son dispositivos muy populares que tienen muchas aplicaciones industriales, incluso en la industria del automóvil. El uso de materiales templados apropiados con una gradación de dureza adecuadamente elegida de la rueda y el piñón, su mecanizado y, por tanto, la alta precisión de la producción, garantizan la larga vida útil de un engranaje. La adopción de estas premisas también garantiza un bajo nivel de ruido y un funcionamiento sin problemas [1,2].

Sin embargo, durante el funcionamiento puede producirse un desgaste acelerado de los elementos del engranaje [3-7]. En el desgaste acelerado influyen la preparación incorrecta de los engranajes en el proceso de mecanizado, así como durante el tratamiento térmico, valores demasiado altos de la carga instantánea (sobrecarga) de la caja de cambios, funcionamiento en un entorno muy contaminado.

Las causas del desgaste de la caja de cambios descritas anteriormente pueden provocar su deterioro [6,7], de los cuales el más común es la picadura (spalling).

Las mediciones y el procesamiento de las señales de vibración son métodos de ensayo y análisis que se utilizan para evaluar el estado técnico de la maquinaria y los equipos durante su funcionamiento normal [3-9]. Una dirección importante de la investigación actual es el desarrollo de nuevos métodos de diagnóstico, incluso para el desgaste de engranajes.

En este artículo se presentan los resultados de las pruebas de engranajes, cuyo objetivo es diagnosticar los primeros casos de desgaste de las superficies de los dientes de los engranajes. En el documento se analizan los supuestos de los experimentos realizados, el método de medición de la vibración y se presenta un método de procesamiento de las señales de vibración, que permite diagnosticar los casos tempranos de desgaste de los engranajes, junto con los resultados de la muestra. Los resultados presentados son una continuación de las pruebas de diagnóstico de engranajes, presentadas en [6].