Vibrationsspektret: En diagnostisk køreplan

Definition: Hvad er et spektrum?

A vibrationsspektrum (eller frekvensspektrum) er en graf, der viser de individuelle frekvenser, der udgør et komplekst vibrationssignal. Det er det mest kraftfulde værktøj til at diagnosticere maskinfejl. Spektret skabes ved at tage en rå tidsbølgeform signal og bearbejder det med en Hurtig Fourier-transformation (FFT) algoritme. Det resulterende plot viser vibrationsamplituden på den lodrette (Y) akse og frekvensen på den vandrette (X) akse.

Hvorfor spektret er nøglen til diagnostik

En maskines vibration er en blanding af mange forskellige signaler, der optræder samtidigt. Tidsbølgeformen viser dette blandede signal, men spektret fungerer som et prisme, der adskiller det i dets forskellige komponenter. Dette er kritisk, fordi forskellige mekaniske og elektriske fejl genererer vibrationer ved specifikke, forudsigelige frekvenser. Ved at se på toppene i spektret kan en uddannet analytiker med stor sikkerhed identificere den grundlæggende årsag til et problem.

Sådan aflæser du et vibrationsspektrum

Et spektrumdiagram indeholder et væld af information. De vigtigste elementer, der skal undersøges, er:

1. Frekvensen (X-aksen)

Denne akse viser, "hvad", der vibrerer. Det kan vises i forskellige enheder, såsom Hertz (Hz), Cycles Per Minute (CPM) eller Orders (multipla af løbehastighed). Placeringen af en top på denne akse er det primære spor til dens kilde.

2. Amplituden (Y-aksen)

Denne akse viser, "hvor meget" vibration der forekommer ved en given frekvens. Amplituden angiver hændelsens alvor. Den kan måles i enheder af forskydning, hastighed eller acceleration og kan vises på en lineær eller logaritmisk skala.

3. Toppene

Hver top i spektret repræsenterer en specifik, periodisk begivenhed, der forekommer i maskinen. Fortolkning af et spektrum er processen med at matche disse toppe med kendte fejlfrekvenser.

Almindelige mønstre i et spektrum og hvad de betyder

Analytikere leder efter karakteristiske mønstre for at diagnosticere fejl:

• En enkelt høj top ved 1x omdrejninger i minuttet: Dette er den klassiske signatur rotor ubalance.
• En dominerende top ved 2x omdrejninger i minuttet: Dette er ofte ledsaget af høj aksial vibration og er en stærk indikator for akselforskydning.
• En række harmoniske hastighedsvariationer (1x, 2x, 3x, 4x…): Dette mønster er den primære indikator for mekanisk løshed.
• Højfrekvente, ikke-heltalstoppe: Disse svarer ofte til de beregnede fejlfrekvenser for rullelejer.
• En højfrekvent top med sidebånd: En top ved Gear Mesh Frequency (GMF) omgivet af mindre toppe (sidebånd) fordelt med gearets driftshastighed er et definitivt tegn på en gearfejl.
• Et hævet "støjgulv": En bredbåndsforøgelse i spektrets basisenergi kan indikere friktion, gnidninger eller kavitation i pumper.

Vigtigheden af baseline og trending

Et enkelt spektrum giver et øjebliksbillede af en maskines tilstand på et givet tidspunkt. Den sande kraft ved spektralanalyse kommer fra at sammenligne det aktuelle spektrum med et basislinjespektrum taget, da maskinen vidstes at være i god stand. Ved at registrere amplituderne for specifikke toppe over tid kan analytikere spore en fejls udvikling fra dens tidligste stadier, hvilket muliggør planlagt, proaktiv vedligeholdelse længe før en fejl opstår.

← Tilbage til hovedindekset