شکل موج زمانی: اساس تحلیل ارتعاشات

تعریف: شکل موج زمانی چیست؟

The شکل موج زمانی (همچنین به عنوان سیگنال حوزه زمان شناخته می‌شود) سیگنال خام و پردازش نشده‌ای است که از یک مبدل ارتعاش، مانند شتاب‌سنج یا کاوشگر مجاورتی، دریافت می‌شود. این نموداری است که دامنه آنی ارتعاش را در محور عمودی (Y) در برابر زمان در محور افقی (X) رسم می‌کند. این نمودار، نمایش مستقیمی از حرکت فیزیکی رفت و برگشتی دستگاه در محل حسگر در یک دوره کوتاه است.

نقش شکل موج زمانی در تشخیص

در حالی که طیف فرکانسی (FFT) اگرچه شکل موج زمانی ابزار اصلی برای تشخیص اکثر خطاهای حالت پایدار ماشین‌آلات است، اما ابزاری ضروری و مکمل است. تبدیل فوریه سریع (FFT) محتوای فرکانسی *به طور متوسط* را در طول زمان نمونه محاسبه می‌کند. با انجام این کار، گاهی اوقات می‌تواند رویدادهای کوتاه‌مدت، گذرا یا غیر تناوبی را پنهان کند. با این حال، شکل موج زمانی دقیقاً آنچه را که لحظه به لحظه اتفاق افتاده است نشان می‌دهد و آن را برای تجزیه و تحلیل موارد زیر برتر می‌کند:

• رویدادهای تکانشی: به وضوح ضربات شدید را نشان می‌دهد، که اغلب اولین نشانه نقص بلبرینگ یا چرخ دنده هستند.
• مدولاسیون و ضرب آهنگ: الگوی کلاسیک صعود و سقوط کتک زدن به وضوح در شکل موج زمان دیده می‌شود.
• رویدادهای گذرا: این می‌تواند رویدادهای تصادفی و یک‌باره را که در یک تبدیل فوریه سریع (FFT) میانگین‌گیری می‌شوند، ثبت کند.
• قطع سیگنال: اگر سیگنال حسگر از محدوده ورودی آنالایزر فراتر رفته باشد، که باعث نامعتبر شدن FFT می‌شود، فوراً نشان داده می‌شود.
• مالش‌ها: سیگنال‌های تیز و تحریف‌شده‌ی ناشی از سایش روتور اغلب در شکل موج کاملاً مشهود هستند.

یک تحلیلگر ماهر همیشه هم طیف و هم شکل موج زمانی را بررسی می‌کند تا تصویر کاملی از سلامت دستگاه به دست آورد.

چگونه یک شکل موج زمانی را تحلیل کنیم

تحلیل یک شکل موج زمانی شامل بررسی شکل و ویژگی‌های کلیدی آن است.

۱. دامنه اوج

حداکثر دامنه (پیک) در شکل موج، معیار مستقیمی از حداکثر نیرو یا تنش یک رویداد است. دامنه پیک بالا در یک سیگنال کم انرژی، شاخص قوی از اثرات است.

۲. شکل کلی

یک ماشین سالم و متعادل اغلب در فرکانس سرعت کار، شکل موج سینوسی تمیزی خواهد داشت. اعوجاج در این شکل، نشان‌دهنده وجود فرکانس‌ها یا نیروهای دیگر است. به عنوان مثال، ظاهر "مسطح" یا "بریدگی" نشانه کلاسیکی از شل بودن مکانیکی است که در آن حرکت قطعه محدود می‌شود.

۳. الگوهای تکراری و تناوب

با قرار دادن مکان‌نما روی نمودار، یک تحلیلگر می‌تواند زمان بین تکرار رویدادها را اندازه‌گیری کند.

• اندازه‌گیری زمان بین قله‌های اصلی، این را نشان می‌دهد دوره از ارتعاش اساسی، که می‌توان آن را معکوس کرد تا فرکانس آن را پیدا کرد (فرکانس = ۱ / دوره تناوب).
• جستجوی ضربه‌های کوچک‌تر و تکراری که بر شکل موج اصلی «سوار» می‌شوند، می‌تواند به شناسایی فرکانس دقیق خطاهای یاتاقان یا چرخ‌دنده کمک کند.

۴. پارامترهای آماری

مقادیر آماری محاسبه‌شده از شکل موج زمانی، شاخص‌های تشخیصی قدرتمندی هستند:

• RMS (ریشه میانگین مربعات): محتوای انرژی کلی سیگنال را اندازه‌گیری می‌کند.
• ضریب تاج: نسبت دامنه پیک به مقدار RMS. ضریب پیک بالا (>>3) نشان دهنده وجود برخورد قوی است.
• کورتوز: معیاری برای «اوج» سیگنال. مقدار بالای کشیدگی (kurtosis) به خطاهای اولیه یاتاقان بسیار حساس است.

شکل موج در مقابل طیف: یک همکاری

شکل موج زمانی و طیف فرکانسی دو نمای متفاوت از یک داده‌ی یکسان هستند و با هم بهترین عملکرد را دارند:

• The طیف در جداسازی فرکانس‌های حالت پایدار چندگانه و نزدیک به هم، عالی عمل می‌کند.
• The شکل موج در نشان دادن دامنه واقعی تأثیرات و ماهیت رویدادهای غیرپایدار عالی عمل می‌کند.

برای مثال، طیف ممکن است یک سطح نویز افزایش یافته را نشان دهد، اما شکل موج نشان می‌دهد که علت، مجموعه‌ای از ضربات تکراری با دامنه کم از یک خطای در حال توسعه در یاتاقان است.

← بازگشت به فهرست اصلی