Razumijevanje spektra omotača
Definicija: Što je spektar ovojnice?
Spektar ovojnice je frekvencija spektar dobiveno izračunavanjem Brza brzina pretrage (FFT) signala omotača (amplitudno demoduliranog) iz analiza omotača. Otkriva stope ponavljanja udara ili modulacija u visokofrekventnim vibracijama, što je čini najmoćnijom tehnikom za detekciju nedostaci kotrljajućih ležajeva. Dok standardni FFT prikazuje noseće frekvencije (rezonancije pobuđene udarima), spektar omotača prikazuje modulirajuće frekvencije (brzinu kojom se udari događaju), što izravno odgovara frekvencije kvarova ležajeva kao što su BPFO, BPFI, BSF i FTF.
Spektar ovojnice je za dijagnostiku ležajeva ono što je standardni FFT za neravnoteža and neusklađenost detekcija - primarni dijagnostički alat koji omogućuje rano otkrivanje kvarova izdvajanjem dijagnostičkih frekvencija iz visokofrekventnog "šuma" koji standardni FFT ne može učinkovito analizirati.
Kako se generira spektar omotnice
Proces analize omotnice
- Pojasno propusni filtar: Filtriraj sirovo vibracija signal u visokofrekventni pojas (npr. 1-10 kHz)
- Detekcija omotača (demodulacija): Izdvoji amplitudu omotača filtriranog signala
- Niskopropusni filtar: Zagladite omotnicu (uklonite preostali nosač)
- Brza brzina pretrage (FFT): Izračunajte frekvencijski spektar signala omotača
- Proizlaziti: Spektar ovojnice koji prikazuje stope ponavljanja udara
Što predstavlja omotnica
- Visokofrekventne vibracije (nosač) modulirane udarima ležaja (modulacija)
- Modulacija ekstrakcije omotnice (ponavljajući uzorak udara)
- FFT omotača prikazuje modulacijske frekvencije
- Modulacijske frekvencije = frekvencije kvarova ležaja
Spektri ovojnice čitanja
Zdravo držanje
- Niska ukupna razina omotnice
- Ravan ili blago nagnut spektar
- Nema izrazitih vrhova
- Prag šuma na ili ispod osjetljivosti instrumenta
Neispravan ležaj
- Primarni vrh: Pri frekvenciji kvara ležaja (BPFO, BPFI, BSF ili FTF)
- Harmonici: 2×, 3×, 4× učestalosti kvara kako se kvar pogoršava
- Bočni pojasevi: Razmak između frekvencije kvara u kavezu (FTF) ili brzine rada (1×)
- Povišeni kat: Ukupni prag buke raste s propadanjem ležajeva
Pokazatelji ozbiljnosti
- Vršna amplituda: Veća amplituda = teži defekt
- Broj harmonika: Više harmonika = veća šteta
- Složenost bočnog pojasa: Opsežni bočni pojasevi ukazuju na modulaciju, često ozbiljnost
- Porast praga buke: Povišeni pod ukazuje na rašireno propadanje površine
Prednosti u odnosu na standardni FFT
Rano otkrivanje
- Detektira nedostatke ležajeva 6-18 mjeseci ranije od standardnog FFT-a
- Osjetljivo na mikro-krhotine nevidljive u spektru brzine
- Pruža maksimalno vrijeme za planiranje održavanja
Jasni potpisi grešaka
- Frekvencije kvarova ležajeva istaknute i lako prepoznatljive
- Manje smetnji od neravnoteže, neusklađenosti (filtrirano)
- Bočni uzorci su jasno vidljivi
- Dijagnostička jasnoća superiornija u odnosu na standardni spektar
Detekcija događaja niske energije
- Mali udarci ležaja stvaraju malo energije u standardnom FFT-u
- Ali učinkovito pobuđuju visokofrekventne rezonancije
- Analiza omotnice pojačava ove slabe dijagnostičke signale
Smjernice za tumačenje
Identifikacija kvara
- Izračunajte frekvencije ležaja: BPFO, BPFI, BSF, FTF za ugrađeni ležaj
- Spektar ovojnice pretraživanja: Tražite vrhove na izračunatim frekvencijama (tolerancija ±5%)
- Vrhunac utakmice: Koja izračunata frekvencija odgovara opaženom vrhu?
- Provjerite s harmonicima: Provjerite 2×, 3× harmonike
- Provjerite bočne pojaseve: Razmak bočnih pojaseva pruža dodatnu potvrdu
- Dijagnoza: Vrh na BPFO = vanjski kolut; BPFI = unutarnji kolut; BSF = kotrljajući element; FTF = kavez
Procjena ozbiljnosti
- Početno stanje (omotnica od 0,5-1 g): Mali vrh, bez harmonika, pratiti mjesečno
- Rano (1-3g): Jasan vrh, 1-2 harmonika, pratiti tjedno, planirati mjesečne zamjene
- Umjereno (3-10 g): Jaki vrh, višestruki harmonici, bočni pojasevi, tjedni zamjene plana
- Napredno (>10 g): Vrlo visoka amplituda, mnogo harmonika, povišeni pod, hitno zamijeniti
Praktična primjena
Rutinsko praćenje
- Uključite spektar ovojnice u rute praćenja stanja
- Amplituda ovojnice trenda na frekvencijama kvara ležaja
- Ranije otkrivanje od ukupnog trenda vibracija
- Identifikacija specifičnog kvara u odnosu na opće povećanje vibracija
Rješavanje problema
- Kada su ukupne vibracije povišene, ali standardni FFT nije jasan
- Sumnja na probleme s ležajevima
- Provjera potrebe za zamjenom ležaja
- Identificiranje ležaja u stroju s više ležajeva
Odnos prema analizi omotnice
- Analiza omotnice: Potpuni proces (filtriranje + demodulacija + FFT)
- Spektar omotnice: Rezultirajući frekvencijski dijagram iz analize omotača
- Signal omotnice: Demodulirani signal u vremenskoj domeni (međukorak)
- Uvjeti: Često se koristi naizmjenično, ali tehnički, spektar ovojnice je izlaz
Spektar ovojnice je zlatni standard za otkrivanje nedostataka ležajeva u analizi vibracija. Njegova sposobnost otkrivanja frekvencija kvarova ležajeva mjesecima prije nego što postanu vidljivi u standardnim spektrima, u kombinaciji s jasnim dijagnostičkim uzorcima i specifičnom sposobnošću identifikacije kvarova, čini analizu spektra ovojnice nezamjenjivim alatom u programima prediktivnog održavanja rotirajuće opreme.