Taajuuden ymmärtäminen värähtelyanalyysissä

Määritelmä: Mikä on värähtelytaajuus?

Taajuus on mitta siitä, kuinka usein toistuva tapahtuma esiintyy tietyssä aikayksikössä. Värähtelyanalyysissä se mittaa, "kuinka nopeasti" kohde värähtelee tai värähtelee. Se on tärkein yksittäinen parametri koneongelman perimmäisen syyn diagnosoinnissa. Amplitudi kertoo meille värähtelyn *vakavuuden*, kun taas taajuus kertoo meille *lähteen*.

Taajuuden diagnostinen voima

Tärinädiagnostiikan ydinperiaate on, että erilaiset mekaaniset ja sähköiset komponentit tuottavat tärinää tietyillä, ennustettavilla taajuuksilla, kun ne alkavat vikaantua. Tunnistamalla koneen värähtelyprofiilissa olevat taajuudet analyytikko voi paikantaa tarkalleen ongelman aiheuttavan komponentin. Tämä on analogista sille, miten lääkäri käyttää stetoskooppia kuunnellakseen tiettyjä ääniä, jotka viittaavat erilaisiin sairauksiin.

Jokaisella mahdollisella vialla on ominainen taajuusprofiili:

• Ongelma koko pyörivän kokoonpanon kanssa, kuten epätasapaino, näkyy akselin pyörimistaajuudella (1x käyntinopeus).
• Kahden akselin väliseen kohdistukseen liittyvä ongelma, kuten virheasento, ilmestyy tyypillisesti kaksinkertaisella nopeusnopeudella (2x).
• Vika vierintäelementissä laakeri tuottaa taajuuksia tarkan geometriansa ja akselin nopeuden perusteella.
• Ongelmia vaihteet luo signaaleja hammaspyörän verkkotaajuudella (GMF), joka on hampaiden lukumäärä kerrottuna hammaspyörän nopeudella.

Taajuusyksiköt

Taajuus ilmaistaan useissa eri yksiköissä, ja on tärkeää tuntea ne kaikki:

1. Hertsi (Hz)

Tämä on taajuuden kansainvälinen standardiyksikkö (SI). Yksi hertsi vastaa yhtä jaksoa sekunnissa. Tämä on yleisin teknisissä ja tieteellisissä yhteyksissä käytetty yksikkö.

2. Sykliä minuutissa (CPM)

CPM:ää käytetään laajalti teollisuuden kunnossapidossa, koska se liittyy suoraan koneiden pyörimisnopeuteen, jota tyypillisesti mitataan kierroksina minuutissa (RPM). Koska yhdessä minuutissa on 60 sekuntia, muuntaminen on yksinkertaista:

CPM = Hz × 60

Esimerkiksi 30 Hz:n värähtely vastaa 1 800 CPM:ää.

3. Tilaukset

Kertaluvut ovat koneen ensisijaisen käyntinopeuden kerrannaisia. Itse käyntinopeus on ensimmäistä kertalukua. Kaksi kertaa käyntinopeutta nopeampi värähtely on toista kertalukua, kolme kertaa käyntinopeutta nopeampi värähtely on toista kertalukua, kolminkertainen värähtely on kolmatta kertalukua ja niin edelleen. Tämä on erityisen hyödyllistä analysoitaessa koneita, joiden nopeus muuttuu, koska kertaluvut pysyvät vakioina, vaikka absoluuttinen taajuus hertseinä tai CPM:nä muuttuu. Esimerkiksi epätasapaino on aina ensimmäistä kertalukua koneen nopeudesta riippumatta.

Miten taajuus määritetään?

Värähtelysignaalin taajuudet tunnistetaan käyttämällä Nopea Fourier-muunnos (FFT)Kiihtyvyysanturi kerää raaka-aika-aaltomuotoisen signaalin, ja FFT-algoritmi käsittelee tämän signaalin luodakseen taajuusspektrin. Tämä spektri on kaavio, joka näyttää selvästi kaikki yksittäiset taajuudet, jotka muodostavat monimutkaisen värähtelyn, jolloin analyytikko voi tunnistaa huiput ja yhdistää ne mahdollisiin vikalähteisiin.

Taajuuden, nopeuden ja kiihtyvyyden välinen suhde

Tietyllä värähtelyenergian tasolla siirtymän, nopeuden ja kiihtyvyyden amplitudit riippuvat suuresti taajuudesta. Tästä syystä eri taajuusalueille suositaan eri mittayksiköitä:

• Matalat taajuudet: Siirtymä on suurin.
• Keskitaajuudet: Nopeus on korkeimmillaan.
• Korkeat taajuudet: Kiihtyvyys on korkeimmillaan.

Taajuuden ymmärtäminen on avain värähtelyanalyysin diagnostiikkapotentiaalin avaamiseen, sillä se muuntaa raakadatan käytännön tarkoituksiin soveltuviksi kunnossapitotiedoksi.

← Takaisin päähakemistoon