Η Χρονική Κυματομορφή: Η Βάση της Ανάλυσης Δονήσεων

Ορισμός: Τι είναι μια κυματομορφή χρόνου;

Το κυματομορφή χρόνου (επίσης γνωστό ως σήμα χρονικού πεδίου) είναι το ακατέργαστο, μη επεξεργασμένο σήμα από έναν μετατροπέα δόνησης, όπως ένα επιταχυνσιόμετρο ή έναν αισθητήρα εγγύτητας. Είναι ένα γράφημα που απεικονίζει το στιγμιαίο πλάτος της δόνησης στον κατακόρυφο (Y) άξονα σε σχέση με τον χρόνο στον οριζόντιο (X) άξονα. Είναι μια άμεση αναπαράσταση της φυσικής κίνησης εμπρός-πίσω της μηχανής στη θέση του αισθητήρα σε σύντομο χρονικό διάστημα.

Ο Ρόλος της Χρονικής Κυματομορφής στη Διαγνωστική

Ενώ το φάσμα συχνοτήτων (FFT) Είναι το κύριο εργαλείο για τη διάγνωση των περισσότερων σφαλμάτων μηχανημάτων σταθερής κατάστασης, η κυματομορφή χρόνου είναι ένα απαραίτητο και συμπληρωματικό εργαλείο. Το FFT υπολογίζει το περιεχόμενο συχνότητας *κατά μέσο όρο* κατά τη διάρκεια του χρόνου του δείγματος. Με αυτόν τον τρόπο, μπορεί μερικές φορές να αποκρύψει βραχυπρόθεσμα, παροδικά ή μη περιοδικά συμβάντα. Η κυματομορφή χρόνου, ωστόσο, δείχνει ακριβώς τι συνέβη από στιγμή σε στιγμή, καθιστώντας την ανώτερη για την ανάλυση:

• Παρορμητικά γεγονότα: Δείχνει καθαρά αιχμηρές κρούσεις, οι οποίες είναι συχνά το πρώτο σημάδι ελαττωμάτων ρουλεμάν ή γραναζιών.
• Διαμόρφωση και Ρυθμοί: Το κλασικό μοτίβο ανόδου και πτώσης χτύπημα φαίνεται πιο καθαρά στην κυματομορφή του χρόνου.
• Παροδικά Γεγονότα: Μπορεί να καταγράψει τυχαία, μεμονωμένα συμβάντα που θα υπολογίζονταν κατά μέσο όρο σε ένα FFT.
• Αποκοπή σήματος: Δείχνει αμέσως εάν το σήμα του αισθητήρα έχει υπερβεί το εύρος εισόδου του αναλυτή, κάτι που θα ακυρώσει το FFT.
• Τρίψιμο: Τα αιχμηρά, παραμορφωμένα σήματα από το τρίψιμο του ρότορα είναι συχνά πιο εμφανή στην κυματομορφή.

Ένας έμπειρος αναλυτής εξετάζει πάντα τόσο το φάσμα όσο και τη κυματομορφή του χρόνου για να σχηματίσει μια πλήρη εικόνα της κατάστασης της μηχανής.

Πώς να αναλύσετε μια κυματομορφή χρόνου

Η ανάλυση μιας κυματομορφής χρόνου περιλαμβάνει την εξέταση του σχήματος και των βασικών χαρακτηριστικών της.

1. Μέγιστο πλάτος

Το μέγιστο πλάτος (Peak) στην κυματομορφή είναι ένα άμεσο μέτρο της μέγιστης δύναμης ή τάσης ενός συμβάντος. Ένα υψηλό πλάτος κορυφής σε ένα σήμα κατά τα άλλα χαμηλής ενέργειας είναι ένας ισχυρός δείκτης κρούσεων.

2. Συνολικό Σχήμα

Ένα υγιές, ισορροπημένο μηχάνημα θα έχει συχνά μια καθαρή, ημιτονοειδή κυματομορφή στη συχνότητα της ταχύτητας λειτουργίας. Οι παραμορφώσεις σε αυτό το σχήμα υποδεικνύουν την παρουσία άλλων συχνοτήτων ή δυνάμεων. Μια «πεπλατυσμένη» ή «κομμένη» εμφάνιση, για παράδειγμα, είναι ένα κλασικό σημάδι μηχανικής χαλαρότητας όπου η κίνηση του εξαρτήματος περιορίζεται.

3. Επαναλαμβανόμενα μοτίβα και περιοδικότητα

Τοποθετώντας κέρσορες στο γράφημα, ένας αναλυτής μπορεί να μετρήσει τον χρόνο μεταξύ επαναλαμβανόμενων γεγονότων.

• Η μέτρηση του χρόνου μεταξύ των κύριων κορυφών δίνει το περίοδος της θεμελιώδους δόνησης, η οποία μπορεί να αντιστραφεί για να βρεθεί η συχνότητά της (Συχνότητα = 1 / Περίοδος).
• Η αναζήτηση μικρότερων, επαναλαμβανόμενων κρούσεων που «επηρεάζουν» την κύρια κυματομορφή μπορεί να βοηθήσει στον προσδιορισμό της ακριβούς συχνότητας των βλαβών των ρουλεμάν ή των γραναζιών.

4. Στατιστικές παράμετροι

Οι στατιστικές τιμές που υπολογίζονται από την κυματομορφή του χρόνου αποτελούν ισχυρούς διαγνωστικούς δείκτες:

• RMS (Ρίζα Μέσου Τετραγωνικού Μέσου): Μετράει το συνολικό ενεργειακό περιεχόμενο του σήματος.
• Συντελεστής κορυφής: Ο λόγος του πλάτους κορυφής προς την τιμή RMS. Ένας υψηλός συντελεστής κορυφής (>>3) υποδεικνύει την παρουσία ισχυρής πρόσκρουσης.
• Κούρτωση: Ένα μέτρο της «κορυφής» του σήματος. Μια υψηλή τιμή κύρτωσης είναι ιδιαίτερα ευαίσθητη σε σφάλματα ρουλεμάν πρώιμου σταδίου.

Κυματομορφή εναντίον Φάσματος: Μια Συνεργασία

Η κυματομορφή του χρόνου και το φάσμα συχνότητας είναι δύο διαφορετικές όψεις των ίδιων δεδομένων και λειτουργούν καλύτερα μαζί:

• Το φάσμα υπερέχει στον διαχωρισμό πολλαπλών, στενά διαχωρισμένων, σταθερών συχνοτήτων.
• Το κυματομορφή υπερέχει στο να δείχνει το πραγματικό εύρος των επιπτώσεων και τη φύση των μη σταθερών γεγονότων.

Για παράδειγμα, το φάσμα μπορεί να δείχνει ένα αυξημένο επίπεδο θορύβου, αλλά η κυματομορφή θα αποκαλύψει ότι η αιτία είναι μια σειρά από επαναλαμβανόμενες κρούσεις χαμηλού πλάτους από ένα αναπτυσσόμενο ρήγμα ρουλεμάν.

← Επιστροφή στο Κύριο Ευρετήριο