Forståelse af synkron gennemsnitsberegning
Definition: Hvad er synkron gennemsnitsberegning?
Synkron gennemsnitsberegning (også kaldet tidsdomæne-gennemsnit eller signalgennemsnit) er en signalbehandlingsteknik i Vibrationsanalyse der forbedrer periodisk, hastighedssynkron vibrationer komponenter, samtidig med at tilfældig støj og asynkron vibration undertrykkes. Metoden fungerer ved gentagne gange at sample vibrationer over mange akselomdrejninger (udløst af et omdrejningstællersignal én gang pr. omdrejning) og derefter udjævne de tilsvarende punkter i hver omdrejning. Periodiske komponenter, der gentages identisk ved hver omdrejning, forstærkes gennem udjævning, mens tilfældig støj og ikke-synkrone komponenter ophæver hinanden, hvilket dramatisk forbedrer signal-støj-forholdet.
Synkron gennemsnitsmåling er særligt effektiv til at diagnosticere gearproblemer (isolering af individuelle gearindgrebskarakteristika) og kan afsløre subtile periodiske mønstre begravet i støj, der ville være usynlige i standardmålinger. tidsbølgeformer eller FFT-spektre.
Sådan fungerer synkron gennemsnitsberegning
Processen
- Udløsersignal: Impuls én gang pr. omdrejning fra omdrejningstæller eller nøglefase definerer starten på hver omdrejning
- Datasegmentering: Vibrationssignal opdelt i segmenter af samme længde, et pr. omdrejning
- Retning: Alle segmenter justeret for at udløse puls (samme startpunkt)
- Punkt-for-punkt gennemsnitsberegning: Tilsvarende punkter i hvert segment beregnet i gennemsnit
- Resultat: Enkelt gennemsnitlig bølgeform, der repræsenterer én omdrejning
- Støjreduktion: Tilfældige komponenter ophæver; periodiske komponenter forstærker
Matematisk grundlag
- Periodiske signaler summerer kohærent (addér i fase)
- Tilfældig støj summerer usammenhængende (annullerer statistisk)
- Signal-støj-forbedring ∝ √N, hvor N = antal gennemsnit
- Eksempel: 100 gennemsnit forbedrer SNR med 10× (20 dB)
Applikationer
1. Gearkassediagnostik
Den mest almindelige og effektive applikation:
Isolering af gearnet
- Gennemsnit synkront med det relevante udstyr
- Forbedrer udstyrets netmønster
- Undertrykker andre gear og lejer
- Afslører individuelle tandfejl
Tand-for-tand-analyse
- Den gennemsnitlige bølgeform viser tydeligt hvert tandindgreb
- En beskadiget tand fremstår som en afvigelse i mønsteret
- Kan identificere hvilken specifik tand der er beskadiget
- Alvorlighedsvurdering ud fra afvigelsesstørrelsesorden
2. Forbedring af lejeanalyse
- Gennemsnit over den ydre løbeperiode for isolering af defekter i den ydre løbebane
- Forbedrer periodiske påvirkninger fra lejefejl
- Reducerer maskering fra andre vibrationskilder
- Særligt nyttig i støjende miljøer
3. Torsionsvibrationer
- Forbedr torsionskomponenter synkront med rotation
- Undertrykker laterale vibrationer og støj
- Afslør torsionsresonanser og excitation
4. Balancering
- Forbedre amplitude og fase målenøjagtighed
- Isærligt i støjende miljøer
- Mere pålidelig indflydelseskoefficient bestemmelse
Fordele
Støjreduktion
- Dramatisk forbedring af signal-støj-forholdet
- Kan udtrække signaler begravet 20-30 dB under støj
- Gør målinger mulige i barske miljøer
Fejlisolation
- Adskiller én komponents signatur fra andre
- Eksempel: isoler tandhjulsindgreb fra tandhjulsindgreb i gearkassen
- Identificerer hvilken komponent der er defekt
Forbedret opløsning
- Afslører subtile mønstre og defekter
- Viser detaljer maskeret i råsignalet
- Muliggør tidlig fejlregistrering
Krav og begrænsninger
Krav
- Omdrejningstæller: Pålidelig udløser én gang pr. omdrejning, essentiel
- Konstant hastighed: Hastigheden skal være relativt konstant (±1-2%)
- Tilstrækkelige gennemsnit: Typisk 50-200 omdrejninger for gode resultater
- Periodisk signal: Forstærker kun virkelig periodiske komponenter
Begrænsninger
- Undertrykker ikke-synkrone fejl: Tilfældige defekter, de fleste lejefejl reduceret
- Hastighedsvariationer: Hastighedsændringer under gennemsnitsmåling af sløringsresultater
- Tid krævet: Skal indsamle data over mange omdrejninger
- Ikke i realtid: Efterbehandling kræves
Sammenligning med andre teknikker
Synkron gennemsnitsberegning vs. lineær gennemsnitsberegning
- Synkron: Gennemsnit i tidsdomænet, synkront med rotation, forbedrer periodisk
- Lineær: Gennemsnitliggør FFT-spektre, reducerer tilfældig variation i alle frekvenser
- Brugsscenarier: Synkron til gear; lineær til generel spektrumudjævning
Synkron gennemsnitsberegning vs. envelopeanalyse
- Synkron gennemsnitsberegning: Tidsdomæne, forstærker periodiske mønstre
- Konvolutanalyse: Frekvensdomæne, detekterer gentagne påvirkninger
- Supplerende: Kan kombinere begge dele for en omfattende analyse
Praktisk implementering
Opsætning
- Installer omdrejningstæller med tydelig impuls én gang pr. omdrejning
- Indstil antal gennemsnit (typisk 50-200)
- Definer signallængde (1 omdrejning, 10 omdrejninger osv.)
- Bekræft hastighedsstabilitet
Dataindsamling
- Indhent vibrationsdata over en gennemsnitsperiode
- Instrumentet segmenterer og beregner automatisk gennemsnit
- Vis gennemsnitlig bølgeform
- Beregn ofte FFT af gennemsnitligt signal (forbedret spektrum)
Fortolkning
- Undersøg den gennemsnitlige bølgeform for periodiske mønstre
- Se efter afvigelser, der indikerer defekter
- Sammenlign med kendte, fungerende signaturer
- Kvantificer defektens alvorlighed ud fra afvigelsesamplitude
Avancerede variationer
Gear-synkron gennemsnitsberegning
- Udløser fra det relevante gear (ikke aksel)
- Viser maskemønsteret for det specifikke udstyr
- Kræver encoder eller multipuls-tachometer
Gennemsnitsberegning med flere ordener
- Gennemsnit af flere ordrer samtidigt
- Separate 1×, 2×, 3× komponenter
- Leverer omfattende ordreindhold
Differenssignal
- Træk gennemsnitssignalet fra råsignalet
- Residual viser, hvad der blev fjernet (asynkrone komponenter)
- Nyttig til at identificere lejefejl efter fjernelse af tandhjulsindgreb
Synkron gennemsnitsberegning er en sofistikeret signalbehandlingsteknik, der dramatisk forbedrer synligheden af periodiske, hastighedssynkrone vibrationsmønstre, samtidig med at den undertrykker støj og asynkrone komponenter. Beherskelse af synkron gennemsnitsberegning muliggør avanceret gearkassediagnostik, tidlig defektdetektering i støjende miljøer og isolering af specifikke komponentsignaturer i komplekse maskiner.
EN 
AR 
AZ 
BG 
ZH 
HR 
CS 
DA 
NL 
ET 
FI 
FR 
DE 
KA 
EL 
HE 
HI 
HU 
ID 
IT 
JA 
KO 
LV 
LT 
MS 
NB 
FA 
PL 
PT_BR 
PT 
RO 
SR 
SK 
SL 
ES 
SV 
TH 
TR 
UR 
UK 
VI 