Külgribade mõistmine vibratsioonianalüüsis
Külgribad on väikesed sageduspiigid, mis ilmnevad FFT spekter võrdsetel vahedel suurema keskmise mäetipu mõlemal küljel, mida tuntakse kui kandesagedus. Nende kohalolek on selge märk sellest, et modulatsioon — seisund, kus üks signaal „jätab jälje“ teisele — ning külgribade vaheline kaugus võrdub moduleeriva signaali sagedusega. Kuna see vahekaugus viitab otseselt vastutavale pöörlevale elemendile, kuuluvad külgribad kõige võimsamate ja kindlamate diagnostiliste mustrite hulka vibratsioonianalüüs, eriti Käigukast ja laager vea tuvastamine.
1. Mis on külgribad: modulatsioon spektris
Modulatsioon on raadioülekannetest tuttav mõiste ning käigukastis toimib see samal põhimõttel. Pideva kõrgsagedusliku tooni (kandja) tugevust muudab aeglasemalt korduv sündmus (modulaator); spektris ei hajuta see kõikumine kandja piiki, vaid jagab energia sümmeetrilisteks kõrvalpiikideks. Kandja ise on tavaliselt sunnitud vibratsioon mis tekib normaalsel töötamisel, samas kui modulaator on rikkis komponendi ühe pöörde kohta esinev rütm. Just selle mustri äratundmine eristab kindlat diagnoosi pelgalt oletusest.
2. Kuidas tekivad külgribad
Kõrvalribad tekivad siis, kui peamise vibratsioonisignaali – kandesignaali – amplituudi muudab aja jooksul teine, aeglasem signaal: modulaator. Klassikaline näide on vigane hammasratta hammas:
- The Hammasratta hambumissagedus (GMF) on kandev sagedus. See on kõrgsagedus, mis tekib hammasrataste hammaste tavapärase kokkupuutumise tagajärjel.
- Üksainus pragunenud hammas sellel hammasrattal tekitab ühe löögi iga pöörde kohta. Iga kord, kui vigane hammas hammasrattaga kokku puutub, mõjutab see löök GMF-signaali – muudab selle amplituudi.
- The pöörlemiskiirus Seega on seadme modulatsioonisagedus.
FFT-spektris on tulemuseks suur piik kandevsagedusel (GMF), mille mõlemal küljel asuvad väiksemad külgribapiigid, mis on paigutatud hammasratta pöörlemiskiiruse vahedega. See muster tõestab mitte ainult rikke olemasolu, vaid ka selle, et rike asub just selles konkreetses hammasrattas. Seda seost kirjeldab lihtne valem:
Külgriba sagedus = kandesagedus ± (n × modulatsioonisagedus), kus n = 1, 2, 3 ...
Seega moodustab kandja kohal ja all asuvate piikide rida ühtlaste vahedega kamm, ning vahede arvestamine hertsides – ja seejärel nende teisendamine pööreteks minutis – annab analüütikule täpse teabe selle kohta, milline võll ei tööta korralikult.
3. Peamised rakendused masinate diagnostikas
Käigukasti diagnostika
See on külgriba analüüsi peamine rakendus.
- GMF-i ümbritsevad külgribad: kui hammasratta GMF-i ümber ilmuvad külgribad, mis on paigutatud hammasratta pöörlemiskiiruse järgi, viitavad need selle hammasratta rikkele – murdunud või kulunud hammasele või ekstsentrilisus.
- GMF-i harmooniliste ümber olevad külgribad: tõsised vead tekitavad sageli ka 2× ja 3× GMF ümbruses külgribasid, mistõttu kammimuster kordub iga harmooniline.
- Jahihammaste sagedus: keerulistes hammasrataste komplektides teatud mittetäisarvulised külgribad hunting-efekti esinemissagedus suudab tuvastada vea, mis tekib ainult siis, kui kaks konkreetset hammasratta hammaste puutuvad kokku.
Veerelaagrite diagnostika
Kõrvalribad on samuti olulised selle kinnitamiseks laagrivigad, eriti rassi-siseseid defekte:
- Defekt peal sisemine rass pöörleb koos võlliga ning kui see liigub laagri koormusvööndisse ja sealt välja, suureneb ja väheneb selle tekitatavate löökide amplituud.
- See põhjustab sisemise ringi rikke sageduse amplituudmodulatsiooni, BPFI.
- Saadud spekter näitab piiki BPFI juures koos kõrvalribad, mille vahekaugus on võrdne võlli pöörlemiskiirusega. Selle mustri esinemine on väga usaldusväärne märk rassi sisemisest defektist – ja see on üks põhjus ümbriskõvera analüüs on nende signaalide demoduleerimisel nii tõhus.
Elektrimootori diagnostika
Vahelduvvoolu asünkroonmootori rootorivarrastega seotud probleemid võivad põhjustada külgribade ilmumist 1x töökiiruse tippu. Need külgribad paiknevad üksteisest eraldatult. pooluse läbimise sagedus - the... libisemissagedus mootori võimsus korrutatuna mootori pooluste arvuga — ning on klassikaline tunnus katkised rootorivardad.
4. Analüüsi põhipunktid
Külgriba analüüsi tõhusaks kasutamiseks on kvaliteetsed andmed hädavajalikud:
- Kõrge eraldusvõime: Kõrgsagedusliku FFT-analüüsi (näiteks 3200 või 6400 joont) abil on võimalik selgelt näha külgribade piike ja mõõta nende vahekaugust täpselt. Madala eraldusvõime korral „laialivalguvad“ külgribad koos kandesignaali piigiga. Joonte arvu, mõõtevahemiku ja eraldusvõime vahelist seost saab kontrollida FFT resolutsiooni kalkulaator.
- Trendid: Kõrvalribalade arv ja amplituud on hea näitaja rikke tõsiduse kohta. Rikke süvenedes tekib rohkem kõrvalribalade ja nende amplituud suureneb, mistõttu nende registreerimine aja jooksul trendianalüüs jälgib seisundi halvenemist.
- Suumi FFT: . Suumi FFT Analüsaatori see funktsioon võimaldab analüütikul suurendada kitsast sagedusvahemikku väga kõrge eraldusvõimega, et kindlaks teha külgribade olemasolu ja vahekaugused.
5. Vahekauguste lugemine: mustrist diagnoosini
Kõrvalriba perekonna diagnostiline võimsus peitub selle aritmeetikas. Kuna vahekaugus võrdub modulatsioonisagedusega, saab analüütik liikuda kammist tagasi süüdlase juurde: vahekaugus 1× võlli pöörlemiskiirusel viitab sellele võllile; vahekaugus libisemisega seotud poolide läbimissagedusel viitab mootori elektrilisele seisukorrale; mittetäisarvuline vahekaugus viitab konkreetsele hammaste paarile. Hammasrataste kokkupuutumissageduse ja selle eeldatava külgribastruktuuri eelnev mõõtmine — näiteks spetsiaalse hammasrataste hambumissageduse kalkulaator — võimaldab analüütikul täpselt ette näha, kuhu tähelepanu pöörata, enne kui spektrit avada.
Välitingimustes registreeritakse need mustrid kaasaskantava spektrianalüsaatoriga, mida viiakse masinalt masinale. Selline seade nagu Balanset-1A mõõdab töötava masina vibratsioonispektrit piisavalt kõrge eraldusvõimega, et eristada hammasrataste kokkupuutepunkti või laagri rikke sageduse ümber asuvat külgribade kamm, nii et insener saab diagnoosi kohapeal kinnitada; ning kui sama uuring näitab, et peamine probleem on lihtne tasakaalutus mitte hamba- või joonevea tõttu, vaid seetõttu, et instrument liigub otse põllu tasakaalustamine selle parandamiseks.
Kui analüütik leiab oodatud vahekauguselt selge, sümmeetrilise külgribamustri, siis diagnoos tõuseb „võimalikust“ tasemelt „väga tõenäoliseks“ — just seetõttu peetakse külgribasid selles valdkonnas üheks usaldusväärsemaks tunnuseks.
