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[국내논문] 차량 주행 상태에서 허브 베어링 이상을 진단할 수 있는 장치 개발
Development of Diagnosis System for Hub Bearing Fault in Driving Vehicle 원문보기

한국자동차공학회논문집 = Transactions of the Korean Society of Automotive Engineers, v.19 no.2, 2011년, pp.72 - 77  

임종순 ((주)일진글로벌 WTB 사업본부) ,  박지헌 ((주)일진글로벌 WTB 사업본부) ,  김진용 (자동차부품연구원 차체샤시기술연구센터) ,  윤한수 (단암시스템즈(주) 기술연구소) ,  조용범 ((주)글로비즈 기술연구소)

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

In this paper, we propose effective diagnosis algorithm for hub bearing fault in driving vehicle using acceleration signal and wheel speed signal measured in hub bearing unit or knuckle. This algorithm consists of differential, envelope and power spectrum method. We developed diagnosis system for re...

주제어

#허브 베어링   #박리   #캡스트럼   #포락 검출   #진단장치  

AI 본문요약
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문제 정의

  • 후)기본적으로아날로그신호의실시간디지털 처리를">기본적으로 아날로그 신호의 실시간 디지털 처리를 목적으로 한다. DSP는디지털신호를수학적으로빨리 계산할 수 있는 수학 연산 본 논문에서는 Fig. 4와 같이 각종 노이즈(noise) 성분이 포함된 이상 가속도신호를 이용하여 허브 베어링 이상을 진단할 수 있는 효과적인 알고리즘을 제안하였다.
  • 본 논문에서는 차량 주행상태에서 볼타입 허브 베어링의 이상을 진단할 수 있는 효과적인 알고리즘을 제시하였고, 이러한 알고리즘을 이용하여 입력장치 연산장치 출력장치로 구성되는 허브 베어링 이상 진단장치를 개발하였다. 제시된
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
허브 베어링이란 무엇인가? 허브 베어링은 차량의 현가장치를 이루는 부품중 바퀴가 장착된 회전축을 지지하는 부품으로 그 구조 및 용량, 운전 조건, 품질, 내구 등의 문제로 인해 허브 베어링 내륜 또는 외륜에 흠집이 나타나는 박리(flaking) 손상이 발생하여 주행 중 소음 진동및 열이 발생될 수 있다. 이러한 소음 진동은 승차감을 감소시키고, 장시간 고속으로 운행할 경우 허브 베어링 내부 온도가 크게 증가시켜 심한 경우 허브 베어링이 녹아내려 주행 중 바퀴가 빠지는 대형사고를 일으킬 수 있다.
허브 베어링에서 발생하는 소음 진동은 어떤 영향을 미치는가? 허브 베어링은 차량의 현가장치를 이루는 부품중 바퀴가 장착된 회전축을 지지하는 부품으로 그 구조 및 용량, 운전 조건, 품질, 내구 등의 문제로 인해 허브 베어링 내륜 또는 외륜에 흠집이 나타나는 박리(flaking) 손상이 발생하여 주행 중 소음 진동및 열이 발생될 수 있다. 이러한 소음 진동은 승차감을 감소시키고, 장시간 고속으로 운행할 경우 허브 베어링 내부 온도가 크게 증가시켜 심한 경우 허브 베어링이 녹아내려 주행 중 바퀴가 빠지는 대형사고를 일으킬 수 있다. 이러한 사고를 예방하기 위해서는 차량 주행 중 허브 베어링 박리에 의한 진동 신호를 정확히 규명하고 이상상태를 진단할 수 있는 장치가 반드시 필요하다.
볼 베어링과 같은 회전기계에대한이상검출신호 처리연구에는 무엇이 있는가? 볼베어링과같은회전기계에대한이상검출신호 처리연구는이미오래전부터많은연구가진행되어왔다. 먼저 진동 및 소음해석에 광범위하게 사용되는 스펙트럼해석1)과 그 용용방법들로 방향성 스펙트럼2), 이동창문(moving window)3)등이있다. 그리고 다른방향으로캡스트럼해석방법을이용한파워캡스트럼4), 최소 분산 캡스트럼5)등이 제안되었다. 또 포락(envelope)을 검출하는 방법을 이용한 고주파 공진법6), 복소 포락7) 등이 제안되어사용되고 있다. 또다른 방향으로 과도 신호의 검출에 효과적인 시간주파수해석으로웨이블릿(wavelet)8)과능동적인잡음 제거 알고리즘9) 및 통계적인 접근10)을 통한 기계 시스템의 상태 감시방법 등도 제안되었다.
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참고문헌 (11)

  1. J. I. Taylor, "Identification of Bearing Defects by Spectral Analysis," Journal of Mechanical Design, April, Vol.102, pp.199-204, 1980. 

  2. J.-P. Park and C.-W. Lee, "Direction Spectrum for Identification of Characteristic Frequency of Rolling Bearings," J. of Korean Society for Noise and Vibration, Vol.9, No.2, pp.393-400, 1999. 

  3. Y.-H. Kim, B. D. Lim and W. S. Cheung, "Fault Detection in a Ball Bearing System Using a Moving Window," Mechanical Systems and Singal Processing, Vol.5, pp.461-473, 1991. 

  4. D. Ho and R. B. Randall, "Manifestations of Bearing Fault Vibrations in Gearboxes," Sixth International Congress on Sound and Vibration, pp.2943-2950, 1999. 

  5. Y.-C. Choi and Y.-H. Kim, "Fault Detection in a Ball Bearing System Using Minimum Variance Cepstrum," Inter-Noise 2003, Seogwipo, Korea, 2003. 

  6. J. Shin, J. C. Lee, J. E. Oh and K. Y. Jang, "Diagnosis of Bearing by High Frequency Resonance Technique," J. of Korean Society of Automotive Engineering, Vol.14, No.5, pp.83-94, 1992. 

  7. Y.-H. Kim, W. S. Cheung and Y. K. Kwak, "Complex Envelope of the Vibration Signature of Ball Bearing System and Its Application to Fault Detection," IV International Congress on Experimental Mechanics, Portland Oregon U.S.A., pp.461-473, 1988. 

  8. Z. K. Peng and F. L. Chu, "Application of the Wavelet Transform in Machine Condition Monitoring and Fault Diagnostics: A Review with Bibliography," Mechanical Systems and Signal Processing, Vol.18, pp.199-221, 2004. 

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  9. S. K. Lee and P. R. White, "The Enhancement of Impulsive Noise and Vibration Signals for Fault Detection in Rotating and Reciprocating Machinery," Journal of Sound and Vibration, Vol.217, No.3, pp.485-505, 1998. 

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  10. A. C. Mccormick and A. K. Nandi, "Cyclo- Stationarity in Rotation Machine Vibrations," Mechanical Systems and Signal Processing, Vol.12, No.2, pp.225-242, 1998. 

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  11. Tedic A. Harris, Rolling Bearing Analysis, John Wiley & Sons, New York, ch.4-6, 1991. 

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