Forståelse af envelopespektrum

Enheder

Bærbar afbalanceringsenhed og vibrationsanalysator Balanset-1A.

$2,358.31

Dele

Vibrationssensor

$107.47

Dele

Optisk sensor (laser-tachometer)

$148.07

Enheder

Balanset-4

$8,123.32

Dele

Magnetisk stativ i størrelse 60 kgf

$54.93

Dele

Reflekterende tape

$11.94

Enheder

Dynamisk afbalancering "Balanset-1A" OEM.

$2,071.73

Definition: Hvad er et envelope-spektrum?

Envelope-spektrum er frekvensen spektrum opnået ved at beregne FFT af envelope-signalet (amplitude-demoduleret) fra konvolutanalyse. Den afslører gentagelseshastighederne for stød eller moduleringer i højfrekvente vibrationer, hvilket gør den til den mest kraftfulde teknik til at detektere defekter i rullelejer. Mens standard FFT viser bærefrekvenserne (resonanser exciteret af stød), viser envelope-spektret de modulerende frekvenser (den hastighed, hvormed stød forekommer), hvilket svarer direkte til lejefejlfrekvenser som BPFO, BPFI, BSF og FTF.

Envelope-spektret er for lejediagnostik, hvad standard FFT er for ubalance og forskydning detektion – det primære diagnostiske værktøj, der muliggør tidlig fejldetektion ved at udtrække diagnostiske frekvenser fra den højfrekvente "støj", som standard FFT ikke effektivt kan analysere.

Hvordan envelopespektrum genereres

Konvolutanalyseproces

1. Båndpasfilter: Filtrer rå vibrationer signal til højfrekvensbåndet (f.eks. 1-10 kHz)
2. Konvolutdetektion (demodulation): Uddrag amplitudekonvolut af filtreret signal
3. Lavpasfilter: Glat kuverten ud (fjern resterende bæremateriale)
4. FFT: Beregn frekvensspektret af envelope-signalet
5. Resultat: Konvolutspektrum, der viser gentagelsesrater for anslag

Hvad kuverten repræsenterer

• Højfrekvente vibrationer (bærer) moduleret af lejepåvirkninger (modulation)
• Envelope-uddrag udtrækker modulation (gentagende anslagsmønster)
• FFT af envelope viser modulationsfrekvenser
• Modulationsfrekvenser = lejefejlfrekvenser

Læsning af envelopespektre

Sund leje

• Lavt samlet kuvertniveau
• Fladt eller let skrånende spektrum
• Ingen tydelige toppe
• Støjniveau ved eller under instrumentfølsomhed

Defekt leje

• Primær top: Ved lejefejlfrekvens (BPFO, BPFI, BSF eller FTF)
• Harmoniske: 2×, 3×, 4× af fejlfrekvensen efterhånden som defekten forværres
• Sidebånd: Omkring fejlfrekvens ved bur (FTF) eller afstand mellem kørehastighed (1×)
• Forhøjet gulv: Den samlede støjgrænse stiger med lejeforringelse

Indikatorer for alvorlighed

• Peak Amplitude: Højere amplitude = mere alvorlig defekt
• Antal harmoniske: Flere harmoniske signaler = mere avanceret skade
• Sidebåndskompleksitet: Omfattende sidebånd indikerer modulation, ofte sværhedsgrad
• Støjniveaustigning: Forhøjet gulv tyder på udbredt overfladeforringelse

Fordele i forhold til standard FFT

Tidlig opdagelse

• Registrerer lejefejl 6-18 måneder tidligere end standard FFT
• Følsom over for mikrospalter, usynlige i hastighedsspektret
• Giver maksimal leveringstid til vedligeholdelsesplanlægning

Ryd fejlsignaturer

• Lejefejlfrekvenser er tydelige og lette at identificere
• Mindre interferens fra ubalance, skævhed (filtreret fra)
• Sidebåndsmønstre tydeligt synlige
• Diagnostisk klarhed bedre end standardspektrum

Detektion af lavenergihændelser

• Små lejepåvirkninger skaber lidt energi i standard FFT
• Men exciterer effektivt højfrekvente resonanser
• Envelope-analyse forstærker disse svage diagnostiske signaler

Retningslinjer for fortolkning

Fejlidentifikation

1. Beregn pejlefrekvenser: BPFO, BPFI, BSF, FTF til installeret leje
2. Søgekonvolutspektrum: Se efter toppe ved beregnede frekvenser (±5% tolerance)
3. Match Peak: Hvilken beregnet frekvens matcher den observerede top?
4. Bekræft med harmoniske: Tjek for 2×, 3× harmoniske
5. Tjek sidebånd: Sidebåndsafstand giver yderligere bekræftelse
6. Diagnosticér: Peak ved BPFO = ydre ring; BPFI = indre ring; BSF = rulleelement; FTF = bur

Vurdering af alvorlighedsgrad

• Begynder (0,5-1 g kuvert): Lille top, ingen harmoniske, overvåg månedligt
• Tidlig (1-3g): Ryd peak, 1-2 harmoniske, overvåg ugentligt, planlæg udskiftningsmåneder
• Moderat (3-10 g): Stærk peak, flere harmoniske, sidebånd, uger med planudskiftning
• Avanceret (>10g): Meget høj amplitude, mange harmoniske støjniveauer, forhøjet gulv, udskift hurtigst muligt

Praktisk anvendelse

Rutinemæssig overvågning

• Inkluder envelope-spektrum i tilstandsovervågningsruter
• Trend-konvolutamplitude ved lejefejlfrekvenser
• Tidligere detektion end den samlede vibrationstendens
• Specifik fejlidentifikation vs. generel vibrationsforøgelse

Fejlfinding

• Når den samlede vibration er forhøjet, men standard FFT er uklar
• Mistanke om lejeproblemer
• Bekræftelse af behovet for lejeudskiftning
• Identifikation af hvilket leje i en maskine med flere lejer

Forhold til konvolutanalyse

• Konvolutanalyse: Komplet proces (filtrering + demodulation + FFT)
• Envelope-spektrum: Det resulterende frekvensplot fra envelopeanalyse
• Konvolutsignal: Tidsdomænedemoduleret signal (mellemtrin)
• Vilkår: Bruges ofte i flæng, men teknisk set er envelope-spektret outputtet

Envelope-spektrum er guldstandarden for detektion af lejefejl i vibrationsanalyse. Dets evne til at afsløre lejefejlfrekvenser måneder før de bliver synlige i standardspektre, kombineret med klare diagnostiske mønstre og specifik fejlidentifikationskapacitet, gør envelope-spektrumanalyse til et uundværligt værktøj i prædiktive vedligeholdelsesprogrammer for roterende udstyr.

← Tilbage til hovedindekset