Research Article

RULMANLARDA TİTREŞİM VERİLERİNDEN DURUM İZLEME VE ARIZA TEŞHİSİ İÇİN DERİN ÖĞRENME YÖNTEMİNİN UYGULANMASI

Volume: 10 Number: 2 June 1, 2022
EN TR

RULMANLARDA TİTREŞİM VERİLERİNDEN DURUM İZLEME VE ARIZA TEŞHİSİ İÇİN DERİN ÖĞRENME YÖNTEMİNİN UYGULANMASI

Abstract

Rulmanlar, yük taşıma kapasiteleri nedeniyle endüstride pek çok alanda sıklıkla kullanılan makine elemanları olduklarından, aşırı yükleme durumlarında adhezyon, abrazyon ve sürünme gibi aşınma türlerine ya da kırılmalara maruz kalabilirler. Bu nedenle, rulmanlarda durum izlemesi yapılması ve arızaların teşhis edilmesi, sürdürülebilirlik, yüksek performans ve güvenlik açılarından önemli bir husustur. Arıza türlerinin ayırt edilmesinde belirleyici özniteliklerin seçilmesi, farklı çalışma koşullarında bir takım öznitelikler de değişebildiğinden zor bir süreçtir. Bu nedenle, bu çalışmada sağlıklı rulmanların (SR) ve rulman arızalarının (dış bilezik arızası-AR1, iç bilezik arızası-AR2, yuvarlanma arızası-AR3) tespiti için özniteliklerin içsel dinamiklerle belirlendiği derin öğrenme yöntemi olan olan evrişimli sinir ağları (ESA) kullanılmıştır. Birbirinden farklı mimarilere sahip ESA yaklaşımlarını eğitmek için Kısa Zamanlı Fourier Dönüşümü uygulanan titreşim sinyallerinin spektrogramları elde edilmiştir. Spektogram verileri ile eğitilen GoogleNet, ResNet-50, EfficientNet-B0 ve AlexNet yaklaşımlarının sonuçları karşılaştırmalı olarak incelenmiştir. Karmaşık mimariye sahip ESA’ların (GoogleNet, ResNet-50, EfficientNet-B0 ) arızaları %100 doğrulukla, AlexNet’in ise %90 doğrulukla tespit ettiği görülmüştür, ancak ağ yapısı değiştikçe ve katman saysı arttıkça eğitim süresinin de uzadığı görülmüştür. Elde edilen sonuçların literatürdeki çalışmaların sonuçlarından üstün olduğu gözlenmiştir. Sonuç olarak, farklı yaklaşımlara sahip evrişimli sinir ağları yönteminin en temel rulman arıza tespitinde yüksek sınıflandırma doğruluğu sağladığı ve arıza teşhisi için umut vadeden bir yöntem olduğu görülmektedir.

Keywords

References

  1. Al Shorman, O., Irfan, M., Saad, N., Zhen, D., Haider, N., Glowacz, A., AlShorman, A., 2020, “A review of artificial intelligence methods for condition monitoring and fault diagnosis of rolling element bearings for induction motor”, Shock and Vibration, Cilt 2020.
  2. Amarnath, M., Sugumaran, V., Kumar, H., 2013, “Exploiting sound signals for fault diagnosis of bearings using decision tree”, Measurement, Cilt 46, Sayı 3, ss. 1250-1256.
  3. Caesarendra, W., Tjahjowidodo, T., 2017, “A review of feature extraction methods in vibration-based condition monitoring and its application for degradation trend estimation of low-speed slew bearing”, Machines, Cilt 5, Sayı 4, ss. 21.
  4. Cakir, M., Guvenc, M. A., Mistikoglu, S., 2021, “The experimental application of popular machine learning algorithms on predictive maintenance and the design of IoT based condition monitoring system”, Computers & Industrial Engineering, Cilt 151, ss. 106948.
  5. Chen, Z., Gryllias, K., Li, W., 2019, “Mechanical fault diagnosis using convolutional neural networks and extreme learning machine”, Mechanical systems and signal processing, Cilt 133, ss. 106272.
  6. Chen, Z., Li, C., Sanchez, R. V., 2015, “Gearbox fault identification and classification with convolutional neural networks”, Shock and Vibration, Cilt 2015.
  7. Cheng, H., Kong, X., Chen, G., Wang, Q., Wang, R., 2021, “Transferable convolutional neural network based remaining useful life prediction of bearing under multiple failure behaviors”, Measurement, Cilt 168, ss. 108286.
  8. Choudhary, A., Shimi, S. L., Akula, A., 2018, “Bearing fault diagnosis of induction motor using thermal imaging”, 2018 International Conference on Computing, Power and Communication Technologies (GUCON), ss. 950-955, IEEE.

Details

Primary Language

Turkish

Subjects

Engineering

Journal Section

Research Article

Publication Date

June 1, 2022

Submission Date

December 28, 2021

Acceptance Date

April 5, 2022

Published in Issue

Year 2022 Volume: 10 Number: 2

APA
Gürsel Özmen, N., & Karabacak, Y. E. (2022). RULMANLARDA TİTREŞİM VERİLERİNDEN DURUM İZLEME VE ARIZA TEŞHİSİ İÇİN DERİN ÖĞRENME YÖNTEMİNİN UYGULANMASI. Konya Journal of Engineering Sciences, 10(2), 346-365. https://doi.org/10.36306/konjes.1049489
AMA
1.Gürsel Özmen N, Karabacak YE. RULMANLARDA TİTREŞİM VERİLERİNDEN DURUM İZLEME VE ARIZA TEŞHİSİ İÇİN DERİN ÖĞRENME YÖNTEMİNİN UYGULANMASI. KONJES. 2022;10(2):346-365. doi:10.36306/konjes.1049489
Chicago
Gürsel Özmen, Nurhan, and Yunus Emre Karabacak. 2022. “RULMANLARDA TİTREŞİM VERİLERİNDEN DURUM İZLEME VE ARIZA TEŞHİSİ İÇİN DERİN ÖĞRENME YÖNTEMİNİN UYGULANMASI”. Konya Journal of Engineering Sciences 10 (2): 346-65. https://doi.org/10.36306/konjes.1049489.
EndNote
Gürsel Özmen N, Karabacak YE (June 1, 2022) RULMANLARDA TİTREŞİM VERİLERİNDEN DURUM İZLEME VE ARIZA TEŞHİSİ İÇİN DERİN ÖĞRENME YÖNTEMİNİN UYGULANMASI. Konya Journal of Engineering Sciences 10 2 346–365.
IEEE
[1]N. Gürsel Özmen and Y. E. Karabacak, “RULMANLARDA TİTREŞİM VERİLERİNDEN DURUM İZLEME VE ARIZA TEŞHİSİ İÇİN DERİN ÖĞRENME YÖNTEMİNİN UYGULANMASI”, KONJES, vol. 10, no. 2, pp. 346–365, June 2022, doi: 10.36306/konjes.1049489.
ISNAD
Gürsel Özmen, Nurhan - Karabacak, Yunus Emre. “RULMANLARDA TİTREŞİM VERİLERİNDEN DURUM İZLEME VE ARIZA TEŞHİSİ İÇİN DERİN ÖĞRENME YÖNTEMİNİN UYGULANMASI”. Konya Journal of Engineering Sciences 10/2 (June 1, 2022): 346-365. https://doi.org/10.36306/konjes.1049489.
JAMA
1.Gürsel Özmen N, Karabacak YE. RULMANLARDA TİTREŞİM VERİLERİNDEN DURUM İZLEME VE ARIZA TEŞHİSİ İÇİN DERİN ÖĞRENME YÖNTEMİNİN UYGULANMASI. KONJES. 2022;10:346–365.
MLA
Gürsel Özmen, Nurhan, and Yunus Emre Karabacak. “RULMANLARDA TİTREŞİM VERİLERİNDEN DURUM İZLEME VE ARIZA TEŞHİSİ İÇİN DERİN ÖĞRENME YÖNTEMİNİN UYGULANMASI”. Konya Journal of Engineering Sciences, vol. 10, no. 2, June 2022, pp. 346-65, doi:10.36306/konjes.1049489.
Vancouver
1.Nurhan Gürsel Özmen, Yunus Emre Karabacak. RULMANLARDA TİTREŞİM VERİLERİNDEN DURUM İZLEME VE ARIZA TEŞHİSİ İÇİN DERİN ÖĞRENME YÖNTEMİNİN UYGULANMASI. KONJES. 2022 Jun. 1;10(2):346-65. doi:10.36306/konjes.1049489

Cited By