Aika-aaltomuoto: Värähtelyanalyysin perusta

Määritelmä: Mikä on aika-aaltomuoto?

The aika-aaltomuoto (tunnetaan myös aikatasosignaalina) on raaka, käsittelemätön signaali värähtelyanturista, kuten kiihtyvyysanturista tai läheisyysanturista. Se on kuvaaja, joka piirtää värähtelyn hetkellisen amplitudin pystysuoralle (Y) akselille ajan funktiona vaakasuoralle (X) akselille. Se on suora esitys koneen fyysisestä edestakaisesta liikkeestä anturin sijainnissa lyhyen ajanjakson aikana.

Aika-aaltomuodon rooli diagnostiikassa

Vaikka taajuusspektri (FFT) on ensisijainen työkalu useimpien vakiotilan konevikojen diagnosointiin, ja aika-aaltomuoto on välttämätön ja täydentävä työkalu. FFT laskee taajuussisällön *keskiarvoistettuna* näytteen ajan kuluessa. Näin tehdessään se voi joskus peittää lyhytaikaisia, ohimeneviä tai ei-jaksollisia tapahtumia. Aika-aaltomuoto kuitenkin näyttää tarkalleen, mitä tapahtui hetkestä toiseen, mikä tekee siitä erinomaisen analysoitaessa:

• Impulsiiviset tapahtumat: Siinä näkyy selvästi teräviä iskuja, jotka ovat usein ensimmäinen merkki laakeri- tai vaihteistovioista.
• Modulaatio ja tahdit: Klassinen nousu- ja laskukuvio lyöminen näkyy selkeimmin aika-aaltomuodossa.
• Ohimenevät tapahtumat: Se voi tallentaa satunnaisia, kertaluonteisia tapahtumia, jotka keskiarvoistettaisiin FFT:ssä.
• Signaalin leikkaus: Se näyttää välittömästi, jos anturin signaali on ylittänyt analysaattorin tuloalueen, mikä mitätöisi FFT:n.
• Hieronnat: Roottorin hankauksesta johtuvat terävät, vääristyneet signaalit ovat usein selvimpiä aaltomuodossa.

Taitava analyytikko tarkastelee aina sekä spektriä että aika-aaltomuotoa saadakseen täydellisen kuvan koneen kunnosta.

Aika-aaltomuodon analysointi

Aika-aaltomuodon analysointi edellyttää sen muodon ja keskeisten ominaisuuksien tutkimista.

1. Huippuamplitudi

Aaltomuodon maksimiamplitudi (huippu) on suora mitta tapahtuman maksimivoimasta tai rasituksesta. Korkea huippuamplitudi muuten matalaenergisessä signaalissa on vahva indikaattori iskuista.

2. Yleinen muoto

Terveellä ja tasapainoisella koneella on usein puhdas, sinimuotoinen aaltomuoto käyntinopeuden taajuudella. Tämän muotoiset vääristymät osoittavat muiden taajuuksien tai voimien läsnäoloa. Esimerkiksi "litistynyt" tai "leikattu" ulkonäkö on klassinen merkki mekaanisesta löysyydestä, jossa komponentin liikettä rajoitetaan.

3. Toistuvat kuviot ja jaksollisuus

Asettamalla kursorit kaavioon analyytikko voi mitata toistuvien tapahtumien välisen ajan.

• Tärkeimpien piikkien välisen ajan mittaaminen antaa ajanjakso perusvärähtelystä, joka voidaan kääntää sen taajuuden löytämiseksi (taajuus = 1 / jakso).
• Pienempien, toistuvien, pääaallonmuotoon "ratsastavien" vaikutusten etsiminen voi auttaa tunnistamaan laakeri- tai vaihteistovikojen tarkan taajuuden.

4. Tilastolliset parametrit

Aika-aaltomuodosta lasketut tilastolliset arvot ovat tehokkaita diagnostisia indikaattoreita:

• RMS (neliöjuurikeskiarvo): Mittaa signaalin kokonaisenergiasisältöä.
• Huippukerroin: Huippuamplitudin suhde RMS-arvoon. Korkea huippukerroin (>>3) osoittaa voimakasta iskua.
• Kurtoosi: Signaalin "huippujen" mitta. Korkea kurtoosiarvo on erittäin herkkä laakerivikojen alkuvaiheessa.

Aaltomuoto vs. spektri: kumppanuus

Aika-aaltomuoto ja taajuusspektri ovat kaksi eri näkymää samasta datasta, ja ne toimivat parhaiten yhdessä:

• The spektri erinomainen useiden, lähellä toisiaan olevien, vakiotilataajuuksien erottamisessa.
• The aaltomuoto erinomainen osoittamaan vaikutusten todellisen laajuuden ja ei-vakiotilan tapahtumien luonteen.

Esimerkiksi spektri saattaa näyttää kohonneen kohinatason, mutta aaltomuoto paljastaa, että syynä on kehittyvän laakerivian aiheuttama sarja matalan amplitudin, toistuvia iskuja.

← Takaisin päähakemistoon