Razumijevanje sinkronog usrednjavanja
Definicija: Što je sinkrono usrednjavanje?
Sinkrono usrednjavanje (također se naziva usrednjavanje u vremenskoj domeni ili usrednjavanje signala) je tehnika obrade signala u vibration analysis koji poboljšava periodične, brzinski sinkronizirane vibracija komponente uz potiskivanje slučajne buke i asinkronih vibracija. Metoda funkcionira tako da se vibracije više puta uzorkuju tijekom više okretaja osovine (pokrenuto jednom po okretaju signalom tahometra), a zatim se odgovarajuće točke u svakom okretaju usrednjavaju. Periodične komponente koje se identično ponavljaju u svakom okretaju pojačavaju se usrednjavanjem, dok se slučajna buka i nesinkrone komponente poništavaju, dramatično poboljšavajući omjer signala i šuma.
Sinkrono usrednjavanje je posebno snažno za dijagnosticiranje problema s zupčanicima (izoliranje pojedinačnih karakteristika zahvata zupčanika) i može otkriti suptilne periodične obrasce skrivene u šumu koji bi bili nevidljivi u standardnim... vremenski valni oblici ili FFT spektri.
Kako funkcionira sinkrono usrednjavanje
The Process
- Okidački signal: Jednom po okretu impulsa od tahometar ili ključni fazor definira početak svake revolucije
- Segmentacija podataka: Vibracijski signal podijeljen na segmente jednake duljine, jedan po okretaju
- Alignment: Svi segmenti poravnani s okidačkim impulsom (ista početna točka)
- Usrednjavanje točka po točka: Odgovarajuće točke u svakom segmentu usrednjene zajedno
- Proizlaziti: Jedan prosječni valni oblik koji predstavlja jedan okret
- Noise Reduction: Slučajne komponente se poništavaju; periodične komponente se pojačavaju
Matematička osnova
- Periodični signali se koherentno zbrajaju (zbrajaju u fazi)
- Slučajni šum se nekoherentno zbraja (statistički se poništava)
- Poboljšanje odnosa signal-šum ∝ √N, gdje je N = broj prosjeka
- Primjer: 100 prosjeka poboljšava SNR za 10× (20 dB)
Primjene
1. Dijagnostika mjenjača
Najčešća i najmoćnija primjena:
Izolacija mreže zupčanika
- Prosječno sinkrono s opremom koja vas zanima
- Poboljšava uzorak mreže tog zupčanika
- Potiskuje ostale zupčanike i ležajeve
- Otkriva pojedinačne nedostatke zuba
Analiza zub po zub
- Prosječni valni oblik jasno prikazuje svaki zahvat zuba
- Oštećeni zub se pojavljuje kao odstupanje u uzorku
- Može utvrditi koji je određeni zub oštećen
- Procjena ozbiljnosti na temelju veličine odstupanja
2. Poboljšanje analize ležajeva
- Prosjek tijekom razdoblja izolacije defekta vanjskog kruga
- Pojačava periodične utjecaje nedostataka ležajeva
- Smanjuje maskiranje od drugih izvora vibracija
- Posebno korisno u okruženjima s visokom razinom buke
3. Torzijske vibracije
- Poboljšajte torzijske komponente sinkrone s rotacijom
- Suzbijanje bočne vibracije i buke
- Otkriti torzijske rezonancije i pobuđenje
4. Balansiranje
- Poboljšati amplituda and faza točnost mjerenja
- Posebno u bučnim okruženjima
- Pouzdanije koeficijent utjecaja odlučnost
Prednosti
Smanjenje buke
- Dramatično poboljšanje omjera signala i šuma
- Može izdvojiti signale skrivene 20-30 dB ispod nivoa šuma
- Omogućuje mjerenja u teškim uvjetima
Pronalazak pogreške
- Odvaja potpis jedne komponente od ostalih
- Primjer: izoliranje mreže zupčanika od mreže zupčanika u mjenjaču
- Identificira koja je komponenta neispravna
Poboljšana rezolucija
- Otkriva suptilne obrasce i nedostatke
- Prikazuje detalje maskirane u sirovom signalu
- Omogućuje rano otkrivanje kvarova
Zahtjevi i ograničenja
Zahtjevi
- Tahometar: Pouzdan okidač s jednom revolucijom je neophodan
- Konstantna brzina: Brzina mora biti relativno konstantna (±1-2%)
- Dovoljni prosjeci: Obično 50-200 okretaja za dobre rezultate
- Periodični signal: Samo poboljšava istinski periodične komponente
Ograničenja
- Potiskuje nesinkrone greške: Slučajni nedostaci, većina kvarova ležajeva smanjena
- Varijacije brzine: Brzina se mijenja tijekom usrednjavanja rezultata zamućenja
- Potrebno vrijeme: Mora prikupljati podatke tijekom mnogo okretaja
- Nije u stvarnom vremenu: Potrebna je naknadna obrada
Usporedba s drugim tehnikama
Sinkrono usrednjavanje u odnosu na linearno usrednjavanje
- Sinkroni: Prosjeci u vremenskoj domeni, sinkroni s rotacijom, poboljšavaju periodične
- Linearno: Usrednjava FFT spektre, smanjuje slučajne varijacije u svim frekvencijama
- Primjeri upotrebe: Sinkrono za zupčanike; linearno za opće izglađivanje spektra
Sinkrono usrednjavanje u odnosu na analizu omotača
- Sinkrono usrednjavanje: Vremenska domena, poboljšava periodične obrasce
- Analiza omotnice: Frekvencijska domena, detektira ponavljajuće utjecaje
- Komplementarno: Može se kombinirati za sveobuhvatnu analizu
Praktična provedba
Postavljanje
- Ugradite tahometar s jasnim impulsom od jednom po okretaju
- Postavite broj prosjeka (tipično 50-200)
- Definirajte duljinu signala (1 okret, 10 okretaja itd.)
- Provjerite stabilnost brzine
Prikupljanje podataka
- Prikupi podatke o vibracijama tijekom razdoblja usrednjavanja
- Instrument automatski segmentira i usrednjava
- Prikaz prosječnog valnog oblika
- Često izračunava FFT prosječnog signala (poboljšani spektar)
Tumačenje
- Ispitajte prosječni valni oblik za periodične uzorke
- Tražite odstupanja koja ukazuju na nedostatke
- Usporedite s poznatim dobrim potpisima
- Kvantificirajte težinu defekta iz amplitude odstupanja
Napredne varijacije
Usrednjavanje sinkronizirano s brzinama
- Okidač s zupčanika koji nas zanima (ne s osovine)
- Prikazuje uzorak mreže za taj određeni zupčanik
- Zahtijeva enkoder ili višepulsni tahometar
Višestruko usrednjavanje
- Prosječno više narudžbi istovremeno
- Odvojite komponente 1×, 2×, 3×
- Pruža sveobuhvatan sadržaj narudžbe
Razlika signala
- Oduzmite prosječni signal od sirovog signala
- Ostatak pokazuje što je uklonjeno (asinkrone komponente)
- Korisno za identifikaciju nedostataka ležajeva nakon uklanjanja zupčanog zahvata
Sinkrono usrednjavanje je sofisticirana tehnika obrade signala koja dramatično poboljšava vidljivost periodičnih, brzinski sinkroniziranih obrazaca vibracija, a istovremeno potiskuje buku i asinhrone komponente. Savladavanje sinkronog usrednjavanja omogućuje naprednu dijagnostiku mjenjača, rano otkrivanje nedostataka u bučnim okruženjima i izolaciju specifičnih potpisa komponenti u složenim strojevima.
EN 
AR 
AZ 
BG 
ZH 
HR 
CS 
DA 
NL 
ET 
FI 
FR 
DE 
KA 
EL 
HE 
HI 
HU 
ID 
IT 
JA 
KO 
LV 
LT 
MS 
NB 
FA 
PL 
PT_BR 
PT 
RO 
SR 
SK 
SL 
ES 
SV 
TH 
TR 
UR 
UK 
VI 