कंपन विश्लेषण में साइडबैंड को समझना
साइडबैंड छोटी आवृत्ति शिखर हैं जो एक में प्रकट होती हैं एफएफटी स्पेक्ट्रम एक बड़ी केंद्रीय शिखर के दोनों ओर समान अंतराल पर जिसे के रूप में जाना जाता है वाहक आवृत्ति। उनकी उपस्थिति एक स्पष्ट संकेत है मॉडुलन — एक स्थिति जिसमें एक संकेत दूसरे पर “छाप दी जा रही है” — और साइडबैंड के बीच का अंतराल मॉड्यूलेटिंग सिग्नल की आवृत्ति के बराबर है। क्योंकि वह अंतराल सीधे घूर्णन तत्व की ओर इशारा करता है जो जिम्मेदार है, साइडबैंड सबसे शक्तिशाली और निश्चित निदान पैटर्न में से एक हैं कंपन विश्लेषणविशेष रूप से gearbox and सहन करना दोष का पता लगाना।
1. साइडबैंड क्या हैं: स्पेक्ट्रम में मॉड्यूलेशन
मॉड्यूलेशन रेडियो से एक परिचित विचार है, और गियरबॉक्स में तंत्र समान है। एक स्थिर उच्च-आवृत्ति टोन (वाहक) की शक्ति एक धीमी दोहराई जाने वाली घटना (मॉड्यूलेटर) द्वारा भिन्न होती है; स्पेक्ट्रम में, यह भिन्नता वाहक शिखर को धुंधला नहीं करती — यह ऊर्जा को सममित उपग्रह शिखर में विभाजित करती है। वाहक स्वयं आमतौर पर एक है जबरदस्ती कंपन सामान्य संचालन द्वारा उत्पन्न, जबकि मॉड्यूलेटर एक दोषपूर्ण घटक की प्रति-क्रांति लय है। पैटर्न को पहचानना ही एक आत्मविश्वास निदान को अनुमान से अलग करता है।
2. साइडबैंड कैसे उत्पन्न होते हैं
साइडबैंड तब बनते हैं जब एक प्राथमिक कंपन सिग्नल — वाहक — का आयाम एक दूसरे, धीमे सिग्नल द्वारा समय के साथ परिवर्तित होता है: मॉड्यूलेटर। क्लासिक उदाहरण एक दोषपूर्ण गियर दांत है:
- The गियर मेष आवृत्ति (GMF) वाहक है। यह गियर दांत के सामान्य जाल से उत्पन्न एक उच्च आवृत्ति है।
- उस गियर पर एक दरार वाला दांत एक प्रति-क्रांति प्रभाव बनाता है। हर बार जब दोषपूर्ण दांत जाल में आता है, यह प्रभाव मॉड्यूलेट करता है — GMF सिग्नल का आयाम बदलता है।
- The घूर्णन गति गियर इसलिए मॉड्यूलेटिंग आवृत्ति है।
FFT स्पेक्ट्रम में परिणाम GMF (वाहक) पर एक बड़ी शिखर है जो गियर की घूर्णन गति पर रिक्ति के साथ छोटे साइडबैंड शिखर द्वारा विस्तृत है। यह पैटर्न साबित करता है न केवल यह कि एक दोष मौजूद है बल्कि यह उस विशिष्ट गियर पर स्थित है। संबंध एक सरल सूत्र द्वारा कैप्चर किया जाता है:
साइडबैंड आवृत्ति = वाहक आवृत्ति ± (n × मॉड्यूलेटिंग आवृत्ति)जहां n = 1, 2, 3 …
वाहक के ऊपर और नीचे शिखर का परिवार इसलिए एक समान रूप से रिक्त कंघी बनाता है, और हर्ट्ज में रिक्ति की गणना करना — फिर इसे आरपीएम में परिवर्तित करना — विश्लेषक को बताता है कि कौन सी शाफ्ट बुरा व्यवहार कर रही है।
3. मशीन डायग्नोस्टिक्स में मुख्य अनुप्रयोग
गियरबॉक्स निदान
यह साइडबैंड विश्लेषण के लिए प्राथमिक अनुप्रयोग है।
- जीएमएफ के चारों ओर साइडबैंड: यदि एक गियर की चलने की गति पर दूरी पर स्थित साइडबैंड इसके GMF के चारों ओर दिखाई देते हैं, तो वे उस गियर में एक दोष को दर्शाते हैं — एक टूटा हुआ दाँत, एक घिसा हुआ दाँत, या सनक.
- जीएमएफ के हार्मोनिक्स के चारों ओर साइडबैंड: गंभीर दोष अक्सर 2× और 3× GMF के चारों ओर भी साइडबैंड उत्पन्न करेंगे, इसलिए कंघी पैटर्न प्रत्येक के चारों ओर दोहराया जाता है लयबद्ध.
- शिकार दाँत आवृत्ति: जटिल गियर सेट में, विशिष्ट गैर-पूर्णांक साइडबैंड पर शिकार दाँत आवृत्ति एक ऐसे दोष की पहचान कर सकते हैं जो केवल तभी होता है जब विभिन्न गियर के दो विशेष दाँत संपर्क में आते हैं।
रोलिंग-एलिमेंट बियरिंग निदान
साइडबैंड आंतरिक-दौड़ दोष की पुष्टि के लिए भी महत्वपूर्ण हैं बेयरिंग दोष, विशेष रूप से आंतरिक-रेस दोष:
- पर एक दोष आंतरिक प्रतिस्पर्धा शाफ्ट के साथ घूमता है, और जैसे-जैसे यह बियरिंग के भार क्षेत्र में और बाहर चला जाता है, जो प्रभाव उत्पन्न करता है उसका आयाम बढ़ता और गिरता है।
- यह आंतरिक-दौड़ दोष आवृत्ति का आयाम मॉड्यूलेशन उत्पन्न करता है, बीपीएफआई.
- परिणामी स्पेक्ट्रम BPFI पर एक शिखर दिखाता है शाफ्ट की घूर्णन गति के 1× पर स्थित साइडबैंड। इस पैटर्न को देखना एक आंतरिक-दौड़ दोष का एक बहुत ही उच्च-विश्वास सूचक है — और यह एक कारण है एन्वेलोप विश्लेषण ये संकेतों को विमॉड्यूलेट करने में बहुत प्रभावी है।
विद्युत-मोटर निदान
एसी इंडक्शन मोटर में रोटर बार की समस्या के कारण 1x रनिंग स्पीड पीक के आसपास साइडबैंड दिखाई दे सकते हैं। ये साइडबैंड ध्रुव पास आवृत्ति — का स्लिप आवृत्ति मोटर की गुणा की गई मोटर ध्रुवों की संख्या से — और का एक क्लासिक हस्ताक्षर है टूटे हुए रोटर बार.
4. विश्लेषण विचार
साइडबैंड विश्लेषण का प्रभावी ढंग से उपयोग करने के लिए, उच्च गुणवत्ता वाला डेटा आवश्यक है:
- High resolution: साइडबैंड चोटियों को स्पष्ट रूप से देखने और उनकी दूरी को सटीक रूप से मापने के लिए उच्च-रिज़ॉल्यूशन FFT (उदाहरण के लिए 3200 या 6400 लाइनें) की आवश्यकता है। कम रिज़ॉल्यूशन के साथ साइडबैंड वाहक चोटी के साथ “स्मीयर” किए जाते हैं। पंक्ति गणना, अवधि और रिज़ॉल्यूशन के बीच संबंध एक के साथ जांचा जा सकता है एफएफटी रिज़ॉल्यूशन कैलकुलेटर.
- ट्रेंडिंग: साइडबैंड की संख्या और आयाम दोष की गंभीरता का एक अच्छा संकेतक हैं। जैसे-जैसे एक दोष बिगड़ता है, अधिक साइडबैंड दिखाई देते हैं और उनका आयाम बढ़ता है, इसलिए उन्हें समय के साथ लॉग करना प्रवृत्ति विश्लेषण गिरावट को ट्रैक करता है।
- ज़ूम एफएफटी: वे ज़ूम एफएफटी विश्लेषक पर फ़ंक्शन विश्लेषक को साइडबैंड की उपस्थिति और दूरी की पुष्टि करने के लिए बहुत उच्च रिज़ॉल्यूशन पर एक संकीर्ण आवृत्ति श्रेणी को बढ़ाने देता है।
5. दूरी पढ़ना: पैटर्न से निदान तक
एक साइडबैंड परिवार की निदान शक्ति इसके अंकगणित में निहित है। क्योंकि दूरी मॉड्यूलेटिंग आवृत्ति के बराबर है, एक विश्लेषक कंघी से अपराधी तक पीछे की ओर काम कर सकता है: 1× शाफ्ट गति पर दूरी उस शाफ्ट को दर्शाती है; स्लिप-संबंधित ध्रुव-पास आवृत्ति पर दूरी मोटर की विद्युत स्थिति को दर्शाती है; गैर-पूर्णांक दूरी एक विशिष्ट दाँत युग्मन को दर्शाती है। गियर-मेश आवृत्ति और इसकी अपेक्षित साइडबैंड संरचना को पहले से मापना — उदाहरण के लिए एक समर्पित के साथ गियर मेश आवृत्ति कैलकुलेटर — विश्लेषक को स्पेक्ट्रम खोलने से पहले यह सटीक रूप से भविष्यवाणी करने देता है कि कहाँ देखना है।
क्षेत्र में ये पैटर्न एक पोर्टेबल स्पेक्ट्रम विश्लेषक के साथ कैप्चर किए जाते हैं जिसे मशीन दर मशीन ले जाया जाता है। इस तरह का एक उपकरण बैलेनसेट-1a चलती हुई मशीन पर कंपन स्पेक्ट्रम को पर्याप्त उच्च रिज़ॉल्यूशन पर मापता है ताकि गियर-मेश या बेयरिंग दोष आवृत्ति के चारों ओर साइडबैंड कंब को समझा जा सके, ताकि एक इंजीनियर साइट पर निदान की पुष्टि कर सके; और जब एक ही सर्वेक्षण से पता चलता है कि प्रमुख समस्या सरल है असंतुलित होना एक दाँत या रेस दोष के बजाय, उपकरण सीधे आगे बढ़ता है क्षेत्र संतुलन to correct it.
जब एक विश्लेषक को अपेक्षित दूरी पर एक स्पष्ट, सममितीय साइडबैंड पैटर्न मिलता है, तब निदान का आत्मविश्वास “संभव” से “अत्यधिक संभव” में बढ़ जाता है — जो कि बिल्कुल यही कारण है कि साइडबैंड को क्षेत्र में सबसे विश्वसनीय फिंगरप्रिंट में से एक माना जाता है।
