Ανάλυση Φακέλου (Αποδιαμόρφωση) για Πρώιμη Ανίχνευση Βλαβών

Ορισμός: Τι είναι η Ανάλυση Φακέλων;

Ανάλυση φακέλου, επίσης γνωστή ως αποδιαμόρφωση ή η περιβάλλουσα υψηλής συχνότητας, είναι μια ισχυρή τεχνική επεξεργασίας σήματος που χρησιμοποιείται στην ανάλυση κραδασμών για την ανίχνευση βλαβών πρώιμου σταδίου σε ρουλεμάν και κιβώτια ταχυτήτων κυλινδρικών στοιχείων. Αυτοί οι τύποι βλαβών, όπως οι μικροσκοπικές ρωγμές ή οι θρυμματισμοί, δημιουργούν μια σειρά κυμάτων τάσης χαμηλής ενέργειας και υψηλής συχνότητας ή «κρούσεις» κάθε φορά που ένα κυλινδρικό στοιχείο περνά πάνω από το ελάττωμα. Η ανάλυση περιβλήματος είναι μια μέθοδος για την εξαγωγή αυτών των επαναλαμβανόμενων σημάτων κρούσης από τη γενική δόνηση υποβάθρου του μηχανήματος.

Γιατί το τυπικό FFT δεν είναι αρκετό;

Η ενέργεια από αυτές τις μικροσκοπικές αρχικές κρούσεις είναι συχνά πολύ χαμηλή και σε πολύ υψηλή συχνότητα για να παρατηρηθεί σε ένα τυπικό φάσμα δονήσεων (FFT). Το σήμα συχνά είναι θαμμένο στο επίπεδο θορύβου ή κατακλύζεται από μεγαλύτερες, χαμηλότερης συχνότητας δονήσεις από πηγές όπως ανισορροπία ή κακή ευθυγράμμιση. Οι κρούσεις λειτουργούν ως *διαμορφωτής* για τις φυσικές συχνότητες συντονισμού της μηχανής. Η ανάλυση περιβλήματος έχει σχεδιαστεί για να αποδιαμορφώνει αυτό το σήμα και να αποκαλύπτει τις υποκείμενες συχνότητες σφάλματος.

Η διαδικασία ανάλυσης φακέλων

Η τεχνική λειτουργεί απομονώνοντας τα σήματα υψηλής συχνότητας και στη συνέχεια εξετάζοντας τον ρυθμό επανάληψής τους. Η διαδικασία περιλαμβάνει διάφορα βήματα:

1. Φιλτράρισμα ζώνης διέλευσης: Το ακατέργαστο σήμα δόνησης διέρχεται πρώτα από ένα φίλτρο υψιπερατού ή ζωνοπερατού. Αυτό αφαιρεί όλες τις ισχυρές δονήσεις χαμηλής συχνότητας (π.χ., κάτω από 1 kHz ή 5 kHz) και απομονώνει τα κύματα υψηλής συχνότητας και τα κύματα τάσης που σχετίζονται με τις κρούσεις.
2. Διόρθωση: Το φιλτραρισμένο σήμα υψηλής συχνότητας στη συνέχεια διορθώνεται, γεγονός που ουσιαστικά μετατρέπει το αρνητικό μέρος του σήματος σε θετικό. Αυτό προετοιμάζει το σήμα για περικύκλωση.
3. Περιβάλλον (Φιλτράρισμα Χαμηλής Διέλευσης): Ένα φίλτρο χαμηλής διέλευσης εφαρμόζεται στο διορθωμένο σήμα. Αυτό εξομαλύνει το σήμα φορέα υψηλής συχνότητας, αφήνοντας πίσω μόνο το «φάκελο» - μια κυματομορφή που αντιπροσωπεύει το μοτίβο διαμόρφωσης πλάτους, το οποίο είναι ο ρυθμός επανάληψης των αρχικών κρούσεων.
4. FFT του Φακέλου: Τέλος, σε αυτό το νέο σήμα περιβάλλουσας εκτελείται ένας Γρήγορος Μετασχηματισμός Φουριέ (FFT). Το προκύπτον «φάσμα περιβάλλουσας» δείχνει ξεκάθαρα τη συχνότητα των επαναλαμβανόμενων κρούσεων.

Διάγνωση σφαλμάτων με το φάσμα φακέλων

Οι κορυφές στο φάσμα περιβάλλουσας αντιστοιχούν στις υπολογισμένες από το ρουλεμάν συχνότητες σφαλμάτωνΣυγκρίνοντας τις κορυφές στο φάσμα με αυτές τις γνωστές συχνότητες, ένας αναλυτής μπορεί να προσδιορίσει την ακριβή θέση του σφάλματος:

• BPFO (Συχνότητα Πάσας Μπάλας, Εξωτερικός Αγώνας): Υποδεικνύει ελάττωμα στον σταθερό εξωτερικό δακτύλιο του ρουλεμάν.
• BPFI (Συχνότητα Πάσας Μπάλας, Εσωτερικός Αγώνας): Υποδεικνύει ένα ελάττωμα στον περιστρεφόμενο εσωτερικό δακτύλιο. Αυτή η κορυφή συχνά θα έχει πλευρικές ζώνες στις 1x RPM επειδή το ελάττωμα κινείται μέσα και έξω από τη ζώνη φόρτωσης.
• BSF (Συχνότητα περιστροφής μπάλας): Υποδεικνύει ελάττωμα σε ένα από τα κυλιόμενα στοιχεία (τις σφαίρες ή τους κυλίνδρους).
• FTF (Βασική Συχνότητα Αμαξοστοιχίας): Η πιο αργή συχνότητα, που υποδεικνύει σφάλμα με το κλωβό ρουλεμάν που συγκρατεί τους κυλίνδρους στη θέση τους.

Ομοίως, για τα κιβώτια ταχυτήτων, το φάσμα περιβάλλουσας περιοχής μπορεί να αποκαλύψει κορυφές στην ταχύτητα λειτουργίας ενός γραναζιού που έχει ραγισμένο ή σπασμένο δόντι, υποδεικνύοντας επαναλαμβανόμενη κρούση μία φορά ανά περιστροφή.

Η Δύναμη της Έγκαιρης Ανίχνευσης

Το κύριο πλεονέκτημα της ανάλυσης περιβλήματος είναι η ευαισθησία της. Μπορεί να ανιχνεύσει σφάλματα ρουλεμάν και γραναζιών μήνες, ή ακόμα και ένα χρόνο, πριν γίνουν εμφανή σε ένα τυπικό φάσμα ταχύτητας ή παράγουν αρκετή θερμότητα για να γίνουν ορατά με την υπέρυθρη θερμογραφία. Αυτό παρέχει μια πολύτιμη έγκαιρη προειδοποίηση, επιτρέποντας τον προγραμματισμό και την προετοιμασία της συντήρησης με ελάχιστη διακοπή, αποτρέποντας καταστροφικές βλάβες και δευτερογενείς ζημιές.

← Επιστροφή στο Κύριο Ευρετήριο