Orientadores: João Maurício Rosário, José António Tenreiro Machado / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica / Made available in DSpace on 2018-08-19T05:49:27Z (GMT). No. of bitstreams: 1 GutierrezCarvajal_RicardoEnrique_D.pdf: 5678038 bytes, checksum: 2d6613e04b5a55fb2cf01fb83210ee32 (MD5) Previous issue date: 2011 / Resumo: A competitividade no mercado global exige cada vez mais a fabricação de produtos de alta qualidade em curto tempo de fabricação, evitando tempos de parada para manutenção e reparo de máquinas e equipamentos, exigindo assim um eficiente controle de qualidade do processo e dos produtos para evitar a ocorrência de falhas de fabricação e utilização. A integração de novas tecnologias em produtos industriais (ex. tecnologias mecatrônicas) exige a utilização de técnicas avançadas para o diagnóstico de falhas, a partir de análise dos sinais obtidos a partir do sensoriamento dos equipamentos, minimizando assim os custos de utilização de mão de obra especializada para controle de qualidade do produto. Neste trabalho é apresentado inicialmente, um estudo sobre o estado da arte em técnicas de manutenção industrial, com ênfase nas estratégias utilizadas para manutenção corretiva, periódica e baseada no comportamento com ênfase no estudo das técnicas de processamento do sinal e identificação de sistemas, frequentemente utilizadas no diagnóstico de sistemas mecatrônicos, que exigem uma grande quantidade de informações, e forte dependência da análise criteriosa de um técnico especializado. Assim, neste trabalho são utilizados sistemas de ordem fracionária, que permite a aproximação do comportamento real do sistema por meio de modelos com menos coeficientes que o sistema real, simplificando a análise do sistema em estudo. Um estudo experimental de caso para validação do trabalho é realizado a partir de uma bancada experimental de um sistema de transmissão por engrenagens que permitiu introduzir falhas particulares no sistema e sua identificação / Abstract: The global market competitiveness requires to make high quality products in a short time of manufacturing, avoiding stop-times due to maintenance and repairing of machines and devices, therefore, demanding an efficient quality control of the manufacturing process, in order to shun failures in fabrication and utilization. The integration of new technologies into industrial products (e.g. mechatronics technologies) requires the use of advanced techniques to a precise failure diagnosis. They are typically based on signal analyses, which are obtained from the machines' instrumentation, and consequently, reduce the manpower costs associated to quality control of particular products. In this work it is introduced a literature review of industrial maintenance techniques, focusing in the strategies used into corrective, periodic and condition based maintenance, specially using signal processing and system identification. Those paradigms are frequently applied into the mechatronics systems diagnosis, but requires a huge amount of information and it is strongly dependent on the specialist criterion. In this sense, we introduced a fractional order system approach, which results in a better approximation of the actual system through an few parameters architecture, hence simplifying the analysis of the actual system. A real experimental setup was used to validate the strategies studied in this work. It consist in a gear transmission that lets to introduce particular failures for a posterior identification / Doutorado / Mecanica dos Sólidos e Projeto Mecanico / Doutor em Engenharia Mecânica

Orientador: José Antonio Siqueira Dias / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-25T04:25:15Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Soares_PaulodaSilva_D.pdf: 5062177 bytes, checksum: b08acd7cd74b46ed7ade778b2cbed7cf (MD5) Previous issue date: 2014 / Resumo: Neste trabalho é apresentado o desenvolvimento de um sistema de baixo custo para monitoração e acompanhamento de equipamentos industriais com vistas à manutenção preditiva. O sistema desenvolvido monitora a vibração do elemento em estudo, e faz o registro da mesma comparando-se a um padrão de vibração considerado nominal, ou seja, uma condição de operação satisfatória da máquina. Quando uma variação na vibração do dispositivo monitorado é identificada, há de se observar seu comportamento, não só de amplitude mas também no espectro de frequência, pois geralmente a incidência de falhas ou anomalias apresentam vibrações em frequências diferentes da nominal de trabalho de um dispositivo. A Transformada de Fourier do sinal e os registros de leituras frequentes nos permitem um acompanhamento contínuo do equipamento monitorado. Adicionalmente ao acompanhamento da vibração mecânica, faz-se o monitoramento da corrente elétrica do motor de acionamento do elemento para observância de eventual sobrecarga, desequilíbrio das fases e análise do espectro de frequência do sinal elétrico de corrente, que nos permite avaliar as alterações na alimentação do mesmo, indicando alguma anomalia de natureza elétrica ao motor em estudo. Por fim ainda monitora-se a temperatura dos elementos em estudo, pois a vida útil destes depende das temperaturas a que são submetidos em regime de operação que têm impacto direto em isolamentos de bobinas e lubrificantes das partes mecânicas. Este sistema permite uma avaliação de uma máquina, sem intervenção humana para as medições de vibração e elétricas, aliado ao histórico levantado, torna-se uma ferramenta poderosa para a implementação de um programa de manutenção preditiva / Abstract: This work aims to develop a low-cost system for monitoring and tracking of industrial equipment with a view to predictive maintenance. It presents a system that monitors vibration of the recording studied element comparing the same to a vibration pattern considered nominal. When it detects a change in the vibration of the device is to observe their behavior, not only amplitude but in the frequency spectrum, usually because the incidence of faults or anomalies exhibit vibrations at different frequencies of nominal working of a device. The Fourier transform of the signal and records of frequent readings allow to close monitoring of the element under study. In addition to monitoring the mechanical vibration, it is monitoring the electrical current of the motor drive element for compliance with any overload, phase imbalance and even the analysis of spectro signal frequency electric current, which allows us to evaluate changes feeding the same, indicating an abnormality of the electric motor in nature study. Finally even monitor the temperature of the elements under study, because the life of these depends on the temperatures to which they are subjected in operation regime that have direct impact on coil insulation and lubricants of the mechanical parts. This system permits an automatic evaluation of the condition of a machine, without human intervention for measurement of vibration and electrical therein, together with the historical raised, becomes a powerful tool for industry implementation of a predictive maintenance program / Doutorado / Eletrônica, Microeletrônica e Optoeletrônica / Doutor em Engenharia Elétrica