Analiza omotača (demodulacija) za rano otkrivanje kvarova

Definicija: Što je analiza omotnice?

Analiza omotnice, također poznat kao demodulacija Analiza omotača visoke frekvencije je snažna tehnika obrade signala koja se koristi u analizi vibracija za otkrivanje kvarova u ranoj fazi u ležajevima kotrljajućih elemenata i mjenjačima. Ove vrste kvarova, poput mikroskopskih pukotina ili odlomaka, generiraju niz niskoenergetskih, visokofrekventnih valova naprezanja ili "udara" svaki put kada kotrljajući element prijeđe preko defekta. Analiza omotača je metoda za izdvajanje ovih ponovljenih signala udara iz opće pozadinske vibracije stroja.

Zašto standardni FFT nije dovoljan?

Energija tih sitnih početnih udara često je preniska i na previsokoj frekvenciji da bi se vidjela u standardnom vibracijskom spektru (FFT). Signal je često zakopan u šumu ili preplavljen većim vibracijama niže frekvencije iz izvora poput neravnoteže ili neusklađenosti. Udari djeluju kao *modulator* za prirodne rezonantne frekvencije stroja. Analiza omotača osmišljena je za demodulaciju ovog signala i otkrivanje temeljnih frekvencija kvara.

Proces analize omotnice

Tehnika funkcionira tako da izolira visokofrekventne signale, a zatim ispituje njihovu brzinu ponavljanja. Proces uključuje nekoliko koraka:

1. Filtriranje propusnika pojasa: Sirovi vibracijski signal prvo se propušta kroz visokopropusni ili pojasnopropusni filtar. To uklanja sve jake, niskofrekventne vibracije (npr. ispod 1 kHz ili 5 kHz) i izolira visokofrekventno zvonjenje i valove naprezanja povezane s udarima.
2. Ispravljanje: Filtrirani visokofrekventni signal se zatim ispravlja, što u biti preokreće negativni dio signala u pozitivni. To priprema signal za omotavanje.
3. Omotavanje (niskopropusno filtriranje): Na ispravljeni signal primjenjuje se niskopropusni filtar. To izglađuje visokofrekventni noseći signal, ostavljajući samo "omotnicu" - valni oblik koji predstavlja uzorak amplitudske modulacije, odnosno brzinu ponavljanja izvornih udara.
4. FFT omotnice: Konačno, na ovom novom signalu omotnice provodi se brza Fourierova transformacija (FFT). Rezultirajući „spektar omotnice“ jasno pokazuje frekvenciju ponovljenih udara.

Dijagnosticiranje kvarova pomoću spektra omotnice

Vrhovi u spektru ovojnice odgovaraju izračunatim vrijednostima ležaja frekvencije kvarovaUsporedbom vrhova u spektru s tim poznatim frekvencijama, analitičar može odrediti točnu lokaciju kvara:

• BPFO (Učestalost dodavanja lopte, vanjski trk): Označava kvar na vanjskom prstenu nepokretnog ležaja.
• BPFI (Učestalost dodavanja lopte, unutarnji trk): Označava kvar na rotirajućem unutarnjem kolutu. Ovaj vrh će često imati bočne pojaseve pri 1x RPM jer se kvar pomiče unutar i izvan zone opterećenja.
• BSF (Frekvencija rotacije loptice): Označava kvar na jednom od kotrljajućih elemenata (kuglice ili valjke).
• FTF (Osnovna frekvencija vlakova): Najsporija frekvencija, što ukazuje na kvar s kavezom ležaja koji drži valjke na mjestu.

Slično tome, kod mjenjača, spektar ovojnice može otkriti vrhove pri brzini rada zupčanika koji ima napuknut ili slomljen zub, što ukazuje na ponovljene udare jednom po okretaju.

Moć ranog otkrivanja

Primarna prednost analize ovojnice je njezina osjetljivost. Može otkriti kvarove ležajeva i zupčanika mjesecima, ili čak godinu dana, prije nego što bi postali vidljivi u standardnom spektru brzina ili generirali dovoljno topline da bi se vidjeli infracrvenom termografijom. To pruža neprocjenjivo rano upozorenje, omogućujući planiranje i zakazivanje održavanja uz minimalne poremećaje, sprječavajući katastrofalne kvarove i sekundarnu štetu.

← Natrag na glavni indeks