Fourier spectrum related properties of vibration signals in accelerated motor aging applicable for age determination

A series of computations based on the Fourier spectrum of vibration signals collected in artificial aging processes have been applied in order to tackle trends existing in the signals' sequence. In this study, features extracted from the (Fourier) spectrum of the vibration signal and expressing monotonic changes with respect to the motor age namely mean frequency, low order statistics of the power spectral density and cepstrum are used. Independence of the time domain data allows independent analysis. Results obtained in case of artificial aging are compared with results in case of controlled bearing faults with increasing severity. Clear distinctions are made and conclusions are drawn from the different behavioural patterns. Future research directions are indicated both in practical and theoretical sense.

Wykonano serię obliczeń opartych na widmie Fouriera sygnałów wibracyjnych zebranych podczas procesów sztucznego starzenia w celu określenia trendów istniejących w sekwencji tych sygnałów. Cechy, jakie można wyodrębnić w (fourierowskim) widmie sygnału drgań, które wykazują monotoniczne zmiany w odniesieniu do wieku silnika wykorzystanego w niniejszym badaniu, to średnia częstotliwość, statystyki niskiego rzędu widmowej gęstości mocy oraz cepstrum. Niezależność danych w dziedzinie czasu umożliwia niezależną analizę. Wyniki sztucznego starzenia porównano z wynikami otrzymanymi podczas dokonywania kontrolowanych uszkodzeń łożyska o rosnącym nasileniu. Wyciągnięto wnioski z obserwowanych, wyraźnie różnych wzorców zachowań. Wskazano przyszłe kierunki badań zarówno w aspekcie praktycznym jak i teoretycznym.