Forståelse af ordreanalyse for maskiner med variabel hastighed

Definition: Hvad er ordreanalyse?

Ordreanalyse er en specialiseret vibrationsanalyseteknik, der anvendes til maskiner, der opererer med varierende hastigheder. I stedet for at plotte vibrationsamplituden mod en fast frekvensakse (i Hz eller CPM), plotter den amplituden mod "ordrer". En bestille er et multiplum af maskinens primære rotationshastighed. For eksempel er 1. orden den vibration, der opstår ved præcis driftshastigheden (1x), 2. orden er ved dobbelt driftshastighed (2x), og så videre.

Hvorfor er standard FFT et problem for maskiner med variabel hastighed?

En standard Fast Fourier Transform (FFT) analyse fungerer ved at sample data over en fast periode. Dette fungerer perfekt for maskiner med konstant hastighed. Men hvis maskinens hastighed ændrer sig i løbet af dataindsamlingsperioden, bliver det resulterende FFT-spektrum "udtværet". En vibrationskomponent, der er direkte knyttet til driftshastigheden (som ubalance ved 1x), vil få sin energi spredt over flere frekvensområder, når hastigheden ændrer sig, hvilket resulterer i en bred peak med lav amplitude, der er vanskelig at aflæse og udvikle præcist. Ordenanalyse blev udviklet for at løse dette specifikke problem.

Løsningen: Ordresporing

Ordreanalyse er baseret på en teknik kaldet ordresporingDette kræver en anden sensor, en omdrejningstæller (eller "tacho"), som giver en puls én gang pr. omdrejning fra den roterende aksel. Vibrationsanalysatoren bruger dette tachosignal som en dynamisk tidsbase. I stedet for at sample data baseret på et fast internt ur (f.eks. hvert millisekund), sampler den data baseret på akslens rotationsvinkel (f.eks. hver rotationsgrad). Denne proces er også kendt som resampling i vinkeldomænet.

Ved at synkronisere dataopsamlingen med akslens faktiske bevægelse, er det resulterende spektrum udtrykt i ordenshastighed, ikke frekvens. Hvis maskinen nu øger eller sænker hastigheden, vil 1x ubalancetoppen forblive en skarp, klar top i 1. ordens beholder, hvilket fuldstændigt eliminerer udtværingseffekten.

Nøgleanvendelser af ordreanalyse

Ordreanalyse er afgørende for enhver maskine, der ikke kører med en enkelt, konstant hastighed. Almindelige anvendelser omfatter:

• Køretøjs- og motortest: Analyse af motor-, transmissions- og drivlinjevibrationer på tværs af hele omdrejningsområdet.
• Vindmøller: Rotorhastigheden varierer konstant med vindhastigheden, hvilket gør ordreanalyse afgørende.

– Analyse af maskinopstart og -friløb: Analyse af vibrationsdata, når en maskine starter eller lukker ned, er en effektiv måde at identificere kritiske hastigheder og resonanser på. Ordenanalyse gør disse plots (som Bode- og Vandfaldsplots) klare og lette at aflæse.

• Frem- og tilbagegående maskiner: Analyse af kompressorer og motorer, hvor den øjeblikkelige hastighed kan svinge.
• Tungt maskineri: Jordflytningsudstyr, minedriftskøretøjer og andre maskiner med drev med variabel hastighed.

Hvordan vises ordreanalysedata?

Resultaterne af ordreanalyse ses typisk på flere måder:

• Ordrespektrum: Et plot af amplitude vs. ordrer, svarende til en standard FFT, men med ordrer på x-aksen.
• Vandfalds- eller kaskadegrund: Et 3D-plot, der viser en række ordrespektre stablet oven på hinanden, efterhånden som maskinens hastighed ændres. Dette viser tydeligt, hvordan amplituden af hver ordre ændrer sig med omdrejningstallet.
• Bode-plottet: Et plot, der bruges i tilløbs-/friløbstest, og som viser amplituden og fasen af en specifik ordre (normalt 1x og 2x) som funktion af maskinhastigheden.
• Campbell-diagram: Et specialiseret plot, der lægger ordrelinjerne oven på systemets naturlige frekvenser for tydeligt at identificere potentielle resonanspunkter (hvor en ordrelinje krydser en naturlig frekvenslinje).

Ordreanalyse er et effektivt og uundværligt værktøj til præcist at diagnosticere tilstanden af enhver maskine, der kører på tværs af en række hastigheder.

← Tilbage til hovedindekset