Mähise analüüs (demodulatsioon) varajaseks rikete tuvastamiseks

Definitsioon: Mis on ümbrikuanalüüs?

Ümbriku analüüs, tuntud ka kui demoduleerimine ehk kõrgsageduslik mähisjoon on võimas signaalitöötlustehnika, mida kasutatakse vibratsioonianalüüsis veeremlaagrite ja käigukastide varajase staadiumi rikete tuvastamiseks. Sellised rikked, näiteks mikroskoopilised praod või killud, tekitavad iga kord, kui veerem defektist üle liigub, rea madala energiaga, kõrgsageduslikke pingelaineid ehk „lööke“. Mähisjoone analüüs on meetod nende korduvate löögisignaalide eraldamiseks masina üldisest taustvibratsioonist.

Miks tavalisest FFT-st ei piisa?

Nende pisikeste esialgsete löökide energia on sageli liiga madal ja liiga kõrge sagedusega, et seda standardses vibratsioonispektris (FFT) näha oleks. Signaal on sageli peidetud mürapõrandasse või summutatud suurema, madalama sagedusega vibratsiooniga, mis tulenevad sellistest allikatest nagu tasakaalustamatus või joondusviga. Löögid toimivad masina loomulike resonantssageduste *modulaatorina*. Mähisjoone analüüs on loodud selle signaali demoduleerimiseks ja aluseks olevate rikkesageduste paljastamiseks.

Ümbriku analüüsi protsess

See meetod toimib kõrgsagedussignaalide isoleerimise ja seejärel nende kordumissageduse uurimise põhimõttel. Protsess hõlmab mitut etappi:

1. Ribapääsfiltreerimine: Toores vibratsioonisignaal juhitakse esmalt läbi kõrgpääs- või ribapääsfiltri. See eemaldab kõik tugevad madalsageduslikud vibratsioonid (nt alla 1 kHz või 5 kHz) ja isoleerib löökidega seotud kõrgsageduslikud helinad ja pingelained.
2. Parandus: Seejärel filtreeritud kõrgsagedussignaal alaldatakse, mis sisuliselt muudab signaali negatiivse osa positiivseks. See valmistab signaali ette mähissignaaliks.
3. Madalpääsfiltreerimine (ümbritsev): Alaldatud signaalile rakendatakse madalpääsfiltrit. See silub kõrgsageduslikku kandesignaali, jättes järele ainult "mähisjoone" – lainekuju, mis esindab amplituudmodulatsiooni mustrit, mis on algsete löökide kordumissagedus.
4. Ümbriku FFT: Lõpuks teostatakse sellele uuele mähisjoone signaalile kiire Fourier' teisendus (FFT). Saadud "mähisjoone spekter" näitab selgelt korduvate löökide sagedust.

Rikete diagnoosimine ümbrikspektri abil

Mähisspektri tipud vastavad laagri arvutatud rikete sagedusedSpektri tippude võrdlemisel nende teadaolevate sagedustega saab analüütik määrata rikke täpse asukoha:

• BPFO (palli söötmise sagedus, välimine võistlus): Näitab laagri statsionaarse välimise ratta defekti.
• BPFI (palli söötmise sagedus, sisemine võistlus): Näitab pöörleva sisemise rõnga defekti. Sellel tipul on sageli külgribad 1x p/min juures, kuna defekt liigub koormustsooni sisse ja välja.
• BSF (palli pöörlemissagedus): Näitab ühe veeremielemendi (kuulide või rullide) defekti.
• FTF (põhiline rongisagedus): Kõige aeglasem sagedus, mis näitab rullikuid paigal hoidva laagripuuri riket.

Samamoodi võib käigukastide puhul mähisspekter paljastada pragunenud või katkise hambaga hammasratta töökiirusel esinevaid piike, mis viitavad korduvale löögile üks kord pöörde kohta.

Varajase avastamise jõud

Ümbriku analüüsi peamine eelis on selle tundlikkus. See suudab tuvastada laagrite ja hammasrataste rikkeid kuid või isegi aasta enne, kui need standardkiiruse spektris ilmneksid või tekitaksid piisavalt soojust, et neid infrapunatermograafiaga näha oleks. See annab hindamatu varajase hoiatuse, mis võimaldab hooldust planeerida ja ajastada minimaalsete katkestustega, ennetades katastroofilisi rikkeid ja teiseseid kahjustusi.

← Tagasi põhiindeksi juurde