Sivukaistojen ymmärtäminen värähtelyanalyysissä

Määritelmä: Mitä ovat sivukaistat?

Sivunauhat ovat pieniä taajuuspiikkejä, jotka esiintyvät FFT-spektrissä tasaisin välein suuremman keskitaajuuden molemmin puolin, joka tunnetaan nimellä kantoaaltotaajuusSivunauhojen läsnäolo on selvä merkki modulaatio—tila, jossa yksi taajuus "painatetaan" toiseen. Sivukaistojen välinen etäisyys on yhtä suuri kuin moduloivan signaalin taajuus. Sivukaistat ovat yksi tehokkaimmista ja lopullisimmista diagnostiikkatyökaluista värähtelyanalyysissä, erityisesti vaihteiston ja laakerin vikojen havaitsemisessa.

Miten sivukaistat luodaan?

Sivukaistat syntyvät, kun toisen, hitaamman signaalin (modulaattorin) vaikutus ensisijaisen värähtelysignaalin (kantoaallon) amplitudiin tulee muutos ajan kuluessa. Klassinen esimerkki tästä on viallinen hammaspyörä:

• The Vaihteiden kytkentätaajuus (GMF) on kantoaaltotaajuus. Tämä on korkea taajuus, joka syntyy hammaspyörän hampaiden normaalista kytkeytymisestä.
• Yksikin säröillä oleva hammas kyseisessä hammaspyörässä aiheuttaa kerran kierrosta kohti tapahtuvan iskun. Tämä isku moduloi eli muuttaa GMF-signaalin amplitudia joka kerta, kun viallinen hammas tulee kosketukseen.
• The pyörimisnopeus Vaihteen taajuus on moduloiva taajuus.

FFT-spektrissä tuloksena on suuri piikki GMF:ssä (kantoaallon kohdalla) ja pienempiä sivukaistojen piikkejä kummallakin puolella, vaihteen pyörimisnopeuden mukaan jaettuna. Tämä kuvio todistaa lopullisesti, että vika on olemassa ja että se sijaitsee kyseisessä vaihteessa.

Kaava on: Sivukaistan taajuus = kantoaallon taajuus ± (n × modulointitaajuus), jossa n=1, 2, 3…

Konediagnostiikan keskeiset sovellukset

1. Vaihteiston diagnostiikka

Tämä on sivukaista-analyysin ensisijainen sovellus.

• Sivukaistat GMF:n ympärillä: Jos rattaan pyörimisnopeuden mukaan toisistaan erkanevat sivunauhat ilmestyvät sen GMF:n ympärille, se osoittaa rattaassa olevan vian (esim. säröillä olevan hampaan, kuluneen hampaan tai epäkeskisyyden).
• GMF:n harmonisten ympärillä olevat sivukaistat: Vakavat viat aiheuttavat usein sivunauhoja myös 2x ja 3x GMF:n ympärille.
• Metsästyshampaiden esiintymistiheys: Monimutkaisissa hammaspyörästöissä tietyt, ei-kokonaislukuiset sivunauhat voivat paikantaa vikoja, jotka syntyvät vain, kun kaksi tiettyä hammasta eri hammaspyörillä koskettavat toisiaan.

2. Vierintälaakerin diagnostiikka

Sivuvyöhykkeet ovat myös kriittisiä laakerivikojen, erityisesti sisärenkaan vikojen, varmentamisessa.

• Vika sisäinen rotu pyörii, ja kun se liikkuu laakerin kuormitusalueelle ja sieltä pois, sen tuottamien iskujen amplitudi muuttuu.
• Tämä aiheuttaa sisemmän kiskon vikataajuuden (BPFI) amplitudimodulaation.
• Tuloksena oleva spektri osoittaa piikkiä BPFI:n kohdalla, jossa sivunauhat, joiden väli on 1x akselin pyörimisnopeusTämän kaavan näkeminen on erittäin luotettava osoitus sisäisestä rodun puutteesta.

3. Sähkömoottorin diagnostiikka

Vaihtovirtamoottorin roottoritankojen ongelmat voivat aiheuttaa sivunauhojen ilmestymistä 1x käyntinopeushuipun ympärille. Nämä sivunauhat ovat erillään napapäästötaajuus, joka on moottorin luistotaajuus kerrottuna moottorin napojen lukumäärällä.

Analyysin näkökohdat

Sivukaista-analyysin tehokkaaseen käyttöön tarvitaan korkealaatuista dataa:

• Korkea resoluutio: Sivunauhojen huippujen selkeä näkeminen ja niiden etäisyyden tarkka mittaaminen edellyttää korkean resoluution FFT:tä (esim. 3200 tai 6400 viivaa). Alhaisella resoluutiolla sivunauhat "sotkeutuvat" yhteen kantoaallon huipun kanssa.

– Trendikäs: Sivunauhojen lukumäärä ja amplitudi ovat hyvä indikaattori siirroksen vakavuudesta. Siirron pahentuessa sivunauhoja ilmestyy lisää ja niiden amplitudi kasvaa.

• Zoomaus FFT: Tämä data-analysaattorin toiminto antaa analyytikon "zoomata" tietylle taajuusalueelle erittäin tarkalla resoluutiolla varmistaakseen sivukaistojen olemassaolon ja etäisyyden toisistaan.

Kun analyytikko löytää selkeän sivukaistakuvion, se nostaa vikadiagnoosin luotettavuuden "mahdollisesta" "erittäin todennäköiseen".

← Takaisin päähakemistoon