הבנת ספקטרום המעטפת
הגדרה: מהו ספקטרום מעטפת?
ספקטרום המעטפת הוא התדירות ספֵּקטרוּם המתקבל על ידי חישוב ה- FFT של אות המעטפת (מפולס משרעת) מ ניתוח מעטפה. היא חושפת את קצבי החזרה של פגיעות או אפנון ברטט בתדר גבוה, מה שהופך אותה לטכניקה החזקה ביותר לגילוי. פגמים במיסב אלמנט מתגלגל. בעוד ש-FFT סטנדרטי מציג את תדרי הנושא (תהודה המעוררת מפגיעות), ספקטרום המעטפת מציג את תדרי הוויסות (הקצב שבו מתרחשות פגיעות), התואמים ישירות ל- תדרי תקלות מיסבים כמו BPFO, BPFI, BSF ו-FTF.
ספקטרום המעטפת משמש לאבחון מיסבים כמו ש-FFT סטנדרטי משמש. לְהוֹצִיא מְשִׁוּוּי מִשְׁקָל and חוסר יישור גילוי - כלי האבחון העיקרי המאפשר גילוי מוקדם של תקלות על ידי חילוץ תדרי אבחון מ"רעש" בתדר גבוה ש-FFT סטנדרטי אינו יכול לנתח ביעילות.
כיצד נוצר ספקטרום המעטפת
תהליך ניתוח מעטפות
- מסנן פס-מעבר: סנן גולמי רֶטֶט אות לפס תדרים גבוהים (למשל, 1-10 קילוהרץ)
- זיהוי מעטפת (דה-מודולציה): חילוץ מעטפת אמפליטודה של אות מסונן
- מסנן מעביר נמוכים: החלקת המעטפה (הסר שאריות של נייר המגן)
- פתרון בעיות (FFT): חישוב ספקטרום התדרים של אות המעטפת
- תוֹצָאָה: ספקטרום מעטפת המציג שיעורי חזרת פגיעה
מה מייצגת המעטפה
- ויברציות בתדר גבוה (גל נושא) המווסתות על ידי פגיעות מיסבים (אפנון)
- אפנון תמציות מעטפה (דפוס פגיעה חוזר)
- FFT של המעטפת מציג תדרי אפנון
- תדרי אפנון = תדרי תקלות מיסבים
קריאת ספקטרום המעטפת
מיסב בריא
- רמת מעטפת כוללת נמוכה
- ספקטרום שטוח או משופע בעדינות
- אין שיאים ברורים
- רצפת הרעש ברמה של רגישות המכשיר או מתחתיה
מיסב פגום
- שיא ראשוני: בתדירות תקלות מיסב (BPFO, BPFI, BSF או FTF)
- תוֹרַת הַרמוֹנִיָה: פי 2, פי 3, פי 4 של תדירות התקלות ככל שהפגם מחמיר
- פסים צדדיים: מרווח סביב תדירות התקלה בכלוב (FTF) או מהירות ריצה (1×)
- קומה מוגבהת: רצפת הרעש הכוללת עולה עם התדרדרות המיסבים
מדדי חומרה
- משרעת שיא: אמפליטודה גבוהה יותר = פגם חמור יותר
- מספר הרמוניות: יותר הרמוניות = נזק מתקדם יותר
- סיבוכיות פס צד: פסים צדדיים נרחבים מצביעים על אפנון, לעתים קרובות חומרה
- רעש עלייה ברצפת הרעש: רצפה מוגבהת מצביעה על הידרדרות נרחבת של פני השטח
יתרונות על פני FFT סטנדרטי
גילוי מוקדם
- מזהה פגמי מיסב 6-18 חודשים מוקדם יותר מ-FFT סטנדרטי
- רגיש למיקרו-ספלים בלתי נראים בספקטרום המהירות
- מספק זמן אספקה מקסימלי לתכנון תחזוקה
נקה חתימות תקלות
- תדירות תקלות מיסבים בולטות וקלות לזיהוי
- פחות הפרעות מחוסר איזון, חוסר יישור (מסונן החוצה)
- דפוסי פס צד נראים בבירור
- בהירות אבחון עדיפה על ספקטרום סטנדרטי
גילוי אירועים באנרגיה נמוכה
- פגיעות קטנות במסבים יוצרות מעט אנרגיה ב-FFT סטנדרטי
- אבל לעורר תהודות בתדר גבוה ביעילות
- ניתוח מעטפה מגביר את אותות האבחון החלשים הללו
הנחיות פרשנות
זיהוי תקלות
- חשב תדרי מיסב: BPFO, BPFI, BSF, FTF עבור מיסב מותקן
- ספקטרום מעטפת חיפוש: חפשו פיקים בתדרים מחושבים (סבילות של ±5%)
- שיא המשחק: איזו תדירות מחושבת תואמת את השיא הנצפה?
- אימות עם הרמוניות: בדוק הרמוניות של 2×, 3×
- בדיקת פסי צד: ריווח צדדי מספק אישור נוסף
- לְאַבחֵן: שיא ב-BPFO = רולר חיצוני; BPFI = רולר פנימי; BSF = רכיב גלגול; FTF = כלוב
הערכת חומרה
- מרכיב ראשוני (מעטפת של 0.5-1 גרם): שיא קטן, ללא הרמוניות, ניטור חודשי
- מוקדם (1-3 גרם): שיא נקי, 1-2 הרמוניות, ניטור שבועי, תכנון חודשי החלפה
- בינוני (3-10 גרם): שיא חזק, הרמוניות מרובות, פסי צד, שבועות החלפת תוכנית
- מתקדם (מעל 10 גרם): אמפליטודה גבוהה מאוד, הרמוניות רבות, רצפה מוגבהת, החלפה דחופה
יישום מעשי
ניטור שגרתי
- כלול ספקטרום מעטפת בנתיבי ניטור מצבים
- אמפליטודת מעטפת המגמה בתדרי תקלות מיסב
- זיהוי מוקדם יותר מאשר מגמת הרטט הכללית
- זיהוי תקלות ספציפיות לעומת עלייה כללית ברעידות
פתרון בעיות
- כאשר הרטט הכללי מוגבר אך FFT הסטנדרטי לא ברור
- בעיות מיסבים חשודות
- אימות הצורך בהחלפת מיסבים
- זיהוי איזה מיסב במכונה מרובת מיסבים
קשר לניתוח מעטפת
- ניתוח מעטפה: תהליך מלא (סינון + דמודולציה + FFT)
- ספקטרום מעטפת: גרף התדירות שנוצר מניתוח המעטפת
- אות מעטפה: אות מפוענח בתחום הזמן (שלב ביניים)
- תנאים: משמש לעתים קרובות לסירוגין אך טכנית ספקטרום המעטפת הוא הפלט
ספקטרום המעטפת הוא תקן הזהב לגילוי פגמי מיסבים בניתוח רעידות. יכולתו לחשוף תדרי תקלות מיסבים חודשים לפני שהן הופכות גלויות בספקטרום סטנדרטי, בשילוב עם דפוסי אבחון ברורים ויכולת זיהוי תקלות ספציפית, הופכת את ניתוח ספקטרום המעטפת לכלי הכרחי בתוכניות תחזוקה ניבוייות לציוד מסתובב.