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Use este identificador para citar ou linkar para este item: https://repositorio.ufpb.br/jspui/handle/123456789/35198
Tipo: Dissertação
Título: Diagnóstico via análise sonora da condição de funcionamento e nível de severidade em um redutor coroa sem-fim utilizando redes neurais artificiais
Autor(es): Pires, Raul Bernardo de Pontes
Primeiro Orientador: Rodrigues, Marcelo Cavalcanti
Resumo: Neste trabalho foi desenvolvido um sistema de diagnóstico inteligente para identificação das condições operacionais de um redutor coroa sem fim. Foi construída uma bancada experimental para reproduzir diferentes condições de funcionamento e níveis de severidade, partindo do estado de referência (bom estado). Entre as condições testadas, incluem-se o desalinhamento angular, sobrecarga e lubrificação ineficiente. Na bancada foi implementado um sistema de aquisição de dados para análise de vibrações, utilizando basicamente um Arduino e um acelerômetro MPU 6050, e análise sonora a partir de um smartphone. Os dados de vibração foram utilizados para validar a dinâmica do sistema e realizar a análise comparativa com os sinais sonoros via Transformada Rápida de Fourier (FFT). Já para os sinais sonoros foram feitas análises no domínio do tempo, através de técnicas estatísticas como Curtose, Fator de Crista e RMS; no domínio da frequência por meio da Transformada Rápida de Fourier (FFT) e no domínio tempo – frequência utilizando a Transformada de Wavelet. Um sistema para diagnostico inteligente foi desenvolvido composto por duas redes neurais: uma responsável pela classificação da condição de funcionamento (estado de referência, desalinhamento angular, sobrecarga e lubrificação ineficiente) e outra para identificação dos níveis de severidades (leve, média e grave). A acurácia obtida para classificação da condição de funcionamento foi de 98,889% e para severidade de 98,045%. Na validação cruzada obteve-se 97,738% de acurácia média para a RNA de condição de funcionamento e 97,403% de acurácia média para a RNA de nível de severidade. A partir dos resultados obtidos, verificou-se que os sinais sonoros em conjunto com a RNA, se mostraram eficazes para a definição das condições operacionais.
Abstract: This work developed an intelligent diagnostic system for identifying the operational conditions of a worm gear reducer. An experimental setup was built to reproduce different operating conditions and severity levels, starting from the reference state (good condition). Among the tested conditions are angular misalignment, overload, and inefficient lubricat ion. The setup incorporated a data acquisition system for vibration analysis, primarily using an Arduino and an MPU 6050 accelerometer, as well as sound analysis via a smartphone. The vibration data were used to validate the system's dynamics and perform a comparative analysis with the sound signals through Fast Fourier Transform (FFT). For the sound signals, analyses were performed in the time domain using statistical techniques such as Kurtosis, Crest Factor, and RMS; in the frequency domain using the Fas t Fourier Transform (FFT); and in the time frequency domain using the Wavelet Transform. An intelligent diagnostic system was developed, consisting of two neural networks: one responsible for classifying the operational condition (reference state, angular misalignment, overload, and inefficient lubrication) and another for identifying severity levels (mild, medium, and severe). The accuracy achieved for operational condition classification was 98.889%, and for severity classification, it was 98.045%. In cro ss validation, the average accuracy obtained was 97.738% for the operational condition neural network and 97.403% for the severity level neural network. Based on the results, it was found that sound signals, in conjunction with the neural network, were eff ective in determining the operational conditions.
Palavras-chave: Redutor coroa sem fim
Diagnóstico inteligente
Análise sonora
Redes neurais artificias
Dano - nível de severidade
Intelligent diagnostics
Severity
Damage
Worm gear reducer
Sound analysis
Artificial neural networks
CNPq: CNPQ::CIENCIAS BIOLOGICAS::BIOLOGIA GERAL
Idioma: por
País: Brasil
Editor: Universidade Federal da Paraíba
Sigla da Instituição: UFPB
Departamento: Biologia Celular e Molecular
Programa: Programa de Pós-Graduação em Biologia Celular e Molecular
Tipo de Acesso: Acesso aberto
Attribution-NoDerivs 3.0 Brazil
URI: http://creativecommons.org/licenses/by-nd/3.0/br/
URI: https://repositorio.ufpb.br/jspui/handle/123456789/35198
Data do documento: 18-Dez-2024
Aparece nas coleções:Centro de Ciências Exatas e da Natureza (CCEN) - Programa de Pós-Graduação em Biologia Celular e Molecular

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