Summary

A methodology of the functioning correctness control of machines and structural components is described in the article. The proposed new approach to the construction of a vibration-based monitoring system is presented. A methodology based on the quantitative analysis of attractor, phase trajectory and recurrence quantification analysis (RQA) is presented in detail.

Streszczenie

W artykule omówiono metodykę nadzoru poprawności funkcjonowania maszyn i konstrukcji
wsporczych, bazującą na systemach monitoringu drganiowego. W szczególności zaprezentowano
metodykę opartą na ilościowej analizie graficznych reprezentacji monitorowanego sygnału
w postaci atraktora, trajektorii fazowej oraz analizy ilościowej rekurencji.
① AGH, University of Science and Technology, Mickiewicza Avenue 30, 30-059 Kraków, Poland.

• The work was performed within the realization of the statute studies No.11.11.130.885.

spmom-11-v46n3_p007.pdf (142894 bajt)

Summary

This article is a continuation of the consideration in the study "Semi-Markov process for a pair of elements,” published in 2011. However, this paper discusses the issues concerning a multi-element symmetric pair and not just a pair of elements alone. The problems with the operation of this type of system are identified and discussed. An analysis of this multi-element system was done with a proposed modelling method of its operation. The presented methods take into account different cases, depending on the result of an empirical study, exactly the type of probability distributions of times of elements states which the system are composed. The modelling method provides solutions that allow the basic reliability parameters of the multi element system to be obtained.

Streszczenie

Artykuł jest kontynuacją rozważań zawartych w pracy pod tytułem: „Proces semi-Markowa dla pary elementów” opublikowanej w 2011 roku. W tym artykule są omawiane zagadnienia dotyczące wieloelementowej pary symetrycznej, a nie tylko samej pary elementów. Zostały zidentyfikowane i omówione problemy związane z funkcjonowaniem tego typu systemu. Dokonano analizy systemu wieloelementowego wraz z propozycją metody modelowania jego działania. Przedstawione metody uwzględniają różne przypadki w zależności od wyniku badań empirycznych; od rodzaju rozkładu prawdopodobieństwa czasów stanów elementów, z których składa się system. Zaprezentowana metoda modelowania dostarcza rozwiązań, które pozwalają na uzyskanie podstawowych parametrów niezawodnościowych rozważanego systemu wieloelementowego.
① Silesian University of Technology, Faculty of Mining and Geology, Mining Mechanisation Institute, Akademicka 2, 44-100 Gliwice, Poland, e-mail: , .
spmom-11-v46n3_p015.pdf (175707 bajt)

Summary

Safety and reliability are the main requirements for brake devices in the mining winding installations. Trouble-free performance under changing braking parameters is mandatory. Therefore, selection of the right materials for the friction brake elements (pads and discs) is the most challenging task for brake system designers. The coefficient of friction for the friction couple should be relatively high (≈ 0.4); but, above all, it should be stable. In order to achieve the desired brake friction couple performance, a new approach to the prediction of the tribological processes versus friction materials formulation is needed. The paper shows that the application of the artificial neural network (ANN) can be productive in modelling complex, multi-dimensional functional relationships directly from experimental data. The ANN can learn to produce an input/output relationship, and the model of friction brake behaviour can be established.

Streszczenie

Bezpieczeństwo i niezawodność działania to główne wymagania stawiane hamulcom maszyn wyciągowych. Niezawodna, bezproblemowa praca hamulców w zmieniających się warunkach otoczenia i obciążenia jest wymagana i egzekwowana przez dozór górniczy. Dlatego wybór materiałów na elementy pary hamulcowej (okładzina cierna, tarcza hamulca) jest dużym wyzwaniem dla konstruktorów. Współczynnik tarcia dla tej pary ciernej powinien być względnie wysoki (około 0,4), ale przede wszystkim wymaga się, aby był stabilny. Dla osiągnięcia pożądanego efektu pracy hamulca zastosowano nowe narzędzie dla predykcji i kontroli procesów tribologicznych w funkcji parametrów tarcia i składu chemicznego materiału okładziny hamulcowej. Zastosowanie sztucznych sieci neuronowych jest przydatne w modelowaniu złożonych, wieloczynnikowych zależności w oparciu o dane pochodzące z eksperymentów laboratoryjnych. Sztuczne sieci neuronowe mogą być wytrenowane do wytworzenia relacji wejście/wyjście i do modelowania oraz przewidywania charakterystyk użytkowych w hamulcach ciernych.
① Silesian University of Technology, Faculty of Mining and Geology, Institute of Mining Mechanisation, Akademicka 2A Street, 44-100 Gliwice, Poland; , .
spmom-11-v46n3_p027.pdf (945510 bajt)

Summary

B-spline scaling functions and wavelets have found wide applicability in many scientific and practical problems thanks to their unique properties. They show considerably better results in comparison to other wavelets, and they are used as well in mathematical approximations, signal processing, image compression, etc. But only the first four wavelets from this family were mathematically formulated. In this work, the author formulates the quartic, quintic and sextic B-spline wavelets and their decomposition relations in explicit form. This allows for the improvement of the sensitivity of fault detection and localisation in composite beams using discrete wavelet transform with decomposition.

Streszczenie

B-splajnowe funkcje skalujące i falki znajdują szerokie zastosowanie w wielu zagadnieniach naukowych i praktycznych dzięki ich wyjątkowym właściwościom. Pokazują one znacznie lepsze wyniki w porównaniu z innymi falkami i są z powodzeniem stosowane w matematycznych aproksymacjach, przetwarzaniu sygnałów, kompresji obrazów itd. Ale tylko pierwsze cztery falki z tej rodziny zostały sformułowane matematycznie. W niniejszej pracy autor sformułował falki B-splajnowe wyższych rzędów i ich zależności dekompozycji w postaci jawnej. Pozwalają one na zwiększenie dokładności przy detekcji i lokalizacji uszkodzeń w belkach kompozytowych z zastosowaniem dyskretnej transformacji falkowej z dekompozycją.
① Department of Fundamentals of Machinery Design, Faculty of Mechanical Engineering, Silesian University of Technology, Konarskiego 18A, 44-100 Gliwice, Poland, e-mail: .
spmom-11-v46n3_p043.pdf (523113 bajt)

Summary

This article presents issues related to the construction of a computer-aided system evaluation of the technical condition of rail-vehicle wheel sets. Physical features which make a diagnostic feature vector are discussed and classified in the paper. This vector may be used for the identification of a vehicle condition state. Examples of formulas for distinguishing the classes of the technical states of rail-vehicles based on the evaluation of the thickness of a rim and the thickness and height of a wheel flange have been specified. The article also presents the guidelines for building a database for the computer-aided evaluation system of wheel sets.

Streszczenie

W artykule przedstawiono zagadnienia związane z budową systemu wspomaganej komputerowo oceny stanu technicznego zestawów kołowych pojazdów szynowych. Cechy fizykalne tworzące wektor cech diagnostycznych. można wykorzystać do identyfikacji stanu technicznego pojazdu. Na podstawie ocen przykładowych cech określono formuły pozwalające na wyodrębnienie klas stanów technicznych pojazdów szynowych. Przedstawiono również wytyczne do budowy bazy danych dla wspomaganego komputerowo systemu oceny stanu technicznego zestawów kołowych.
① Institute of Rail Vehicles, Cracow University of Technology, Al. Jana Pawła II nr 37, 31-864 Cracow, Poland, email: .
spmom-11-v46n3_p061.pdf (170578 bajt)

Summary

This paper introduces a procedure for defining the probability of achievement of quantity value received as a state symptom. The results of magnetic investigations of steel cables confirmed the usefulness of the presented procedure in monitoring of the object state, in this case, of a cable mechanism.

Streszczenie

W artykule przedstawiono procedurę określania prawdopodobieństwa osiągnięcia określonej wartości wielkości przyjętej jako symptom stanu. Wykorzystując wyniki magnetycznych badań lin, potwierdzono jej przydatność w monitorowaniu stanu obiektu, w tym przypadku mechanizmu linowego.
① University of Technology and Life Sciences in Bydgoszcz, Prof. S. Kaliski Avenue 7, 85-796 Bydgoszcz, Poland.
spmom-11-v46n3_p069.pdf (707000 bajt)

Summary

This article presents an attempt at an analytical description of technical state changes within a selected group of technical objects. The occurring changes of the technical state of these objects are identified by diagnostic parameter values. The changes are identified by diagnostic parameter values. The technical state of a device deteriorates with the time of its maintenance due to the effect of numerous destructive factors. The conducted studies are based on the assumption that the intensity of changes of the deviation of diagnostic parameter values adopts the Weibull constants. The dynamics of changes of diagnostic parameter values is described by the difference equation that was transformed into a differential equation. Its solution in the form of a density function enables one to determine the reliability of a device in terms of an examined diagnostic parameter. The density function of the time of exceeding the limit state by a diagnostic parameter was determined using material from the literature 9, whose continuation is this article.

Streszczenie

W artykule podjęto próbę analitycznego opisu zmiany stanu technicznego wybranej grupy obiektów technicznych. Zachodzące zmiany stanu technicznego tychże obiektów identyfikowane są za pomocą wartości parametrów diagnostycznych. W wyniku oddziaływania licznej grupy czynników destrukcyjnych stan techniczny urządzeń wraz z upływem czasu ich eksploatacji ulega pogorszeniu. Podstawą przeprowadzonych rozważań było przyjęcie założenia, że intensywność zmian odchyłki wartości parametrów diagnostycznych przyjmuje stałe o rozkładzie Weibulla. Dynamikę zmian wartości parametrów diagnostycznych opisano za pomocą równania różnicowego, dla którego, po przekształceniu do postaci równania różniczkowego, wyznaczono rozwiązanie w postaci funkcji gęstości umożliwiającej określenie niezawodności urządzenia ze względu na rozpatrywany parametr diagnostyczny. Posiłkując się materiałem zamieszczonym w 9, której niniejszy artykuł jest kontynuacją, wyznaczono funkcję gęstości czasu przekroczenia stanu dopuszczalnego przez parametr diagnostyczny.
① Military University of Technology, General Sylwester Kaliski 2 Street, 00-908 Warsaw 49, Poland, phone (22) 683-76-19.
spmom-11-v46n3_p077.pdf (158854 bajt)