A frekvencia megértése a rezgésanalízisben
Frekvencia annak mértéke, hogy egy ismétlődő esemény milyen gyakran ismétlődik egy adott időegység alatt — a rezgéselemzésazt számszerűsíti, hogy egy tárgy milyen gyorsan oszcillál. Ez az egyetlen legfontosabb paraméter egy gépészeti probléma alapvető okának diagnosztizálásához. Miközben amplitúdó tells you the súlyosság egy rezgésből a frekvencia megmutatja az forrás. Olvass le egy amplitúdó értéket, és tudod, mennyire súlyos a probléma; olvass le a frekvenciáját, és tudod, mi a probléma.
1. Meghatározás: Mi a rezgési frekvencia?
A frekvencia egy ciklikus mozgás sebességét írja le — az oszcilláló alkatrész által időegység alatt elvégzett teljes oszcillációs ciklusok számát. Az 1800 fordulat/perccel forduló rotor másodpercenként harmincszor forog körül, így az egy fordulatra jutó erő, amelyet generál, másodpercenként harmincszor ismétlődik. A gépben rejtőzik minden periodikus komponens’s időhullámforma saját frekvenciájával rendelkezik, és ezen komponensek szétválasztása az összes diagnosztikai munka alapja.
Döntően a frekvencia független az amplitúdótól. Egy rezgés lehet erőszakos vagy észrevehetetlen azonos frekvencián; amit általában megváltozik, ha egy hiba növekszik, az az amplitúdó, míg a frekvencia rögzített marad az azt létrehozó fizikai mechanizmushoz. Ez a stabilitás teszi a frekvenciát olyan megbízható ujjlenyomatnak.
2. A frekvencia diagnosztikai ereje
Az alapelve rezgésdiagnosztika az, hogy különféle mechanikai és elektromos komponensek rezgéseket generálnak meghatározott, kiszámítható frekvenciákon, amikor meghibásodnak. A gépnek a rezgési signatúrájában jelen lévő frekvenciák azonosításával — és az egyes frekvenciák erősségével — az analizátor pontosan azonosíthatja a problémát okozó komponenst. Ez szoros analógia azzal, ahogy az orvos stetoszkópot használ a különféle állapotok jellemző hangjaira való hallgatáshoz.
Minden lehetséges hiba jellegzetes frekvencia-signatúrát hordoz:
- Kiegyensúlyozatlanság: a teljes forgó szerelvényt érintő probléma, például kiegyensúlyozatlansága tengely forgási frekvenciáján jelenik meg — 1× üzemi fordulatszám.
- Eltolódás: egy probléma két tengely közötti csatlakozásban, például eltérésáltalában a kétszeres futási sebesség mellett jelentkezik (2×), gyakran megemelkedett 3×.
- Csapágyhibák: egy gördülő csapágy hibája nem-egész számú csapágyhiba-frekvenciák amit a rassz geometriája és a tengely sebessége határoz meg.
- Gear problems: a fogak összekapcsolódása energiát hoz létre a fogaskerék-kapcsolási frekvencia (GMF) — a fogszám szorozva a fogaskerék sebességével — gyakran kísérve oldalsávok.
Mivel ezek az aláírások ritkán fedik egymást, egyetlen jól felbontott spektrum képes szétválasztani a kiegyensúlyozatlanságot az eltolódástól a meghibásodó csapágytól anélkül, hogy valaha is fel kellene nyitni a gépet.
3. A Frekvencia Egységei
A frekvenciát több egységben fejezik ki, és a gyakorló analitikusnak mindegyikre képesnek kell lennie.
Hertz (Hz)
A nemzetközi (SI) egység. Egy hertz egyenlő egy ciklus per másodperccel. Ez a standard a tudományos és legtöbb műszer kontextusban, és ez az egység, amely az FFT frekvencia tengelyen használatos.
Cycles Per Minute (CPM)
Widely used in industrial maintenance because it relates directly to rotational speed, which is quoted in revolutions per minute (RPM). Since a minute holds 60 seconds, the conversion is simply CPM = Hz × 60. Egy 30 Hz-es vibráció ezért 1800 CPM-nek felel meg — és egy 1800 fordulat/perc sebességgel működő gépen az a csúcs pontosan az üzemi sebesség mellett helyezkedik el, amely az CPM-ben gyakran könnyebben felismerhető, mint a Hz-ben.
Megrendelések
A rendek a gép saját üzemi sebességének többszörösei: az üzemi sebesség az 1. rend, az üzemi sebesség kétszerese a 2. rend, és így tovább. Az előnye, hogy a rendek állandóak maradnak még akkor is, ha a gép sebesség változik — a kiegyensúlyozatlanság az 1. rendnél él, függetlenül attól, hogy a tengely 900 vagy 3600 fordulat/perc-en forog, míg annak frekvenciája Hz-ben változik. Ez a rendet nélkülözhetetlenné teszi a változó sebességű berendezésekhez és ez az alapja a megrendeléselemzés. A free Harmonikus frekvencia kalkulátor converts an RPM into its 1× through 10× frequencies in one step, and a rezgésmérték-átváltó kezeli a Hz–CPM számításokat.
4. A Frekvencia Meghatározása
A vibráció jel belsejében rejtett frekvenciákat a Gyors Fourier-transzformáció (FFT). An gyorsulásmérő rögzíti a nyers időtartománybeli hullámformát, az FFT algoritmus pedig lebontja azt egy frekvenciaspektrum — egy grafikon, amely az összetett vibrációt alkotó minden egyes frekvenciát megjeleníti, és minden csúcs magassága azt mutatja, hogy mennyi energia található ott. Az analitikus ezután összeegyezteti azokat a csúcsokat a fenti hibaaláírásokkal. A terepen egy hordozható kétcsatornás műszer, például a Balanset-1A végzi az FFT-t a helyszínen, spektrumokat mér nagyjából 5 Hz-től 1000 Hz-ig, így az üzemi sebesség csúcsa és harmonikusai közvetlenül a gépen leolvashatók, a fordulat szerinti egyszeri tahométer impulzus pontosan azonosítva, hogy melyik csúcs az 1×.
5. A Frekvencia, Sebesség és Gyorsulás Közötti Kapcsolat
Egy adott szintű vibrációs energia esetén az amplitúdók elmozdulás, sebesség, és gyorsulás erősen függenek a frekvenciától, amely azért van, hogy minden egység egy másik sávban dominál:
- Alacsony frekvenciák: az elmozdulás a legnagyobb, ezért ez a természetes egység a lassú tengely mozgáshoz.
- Közepes frekvenciák: a sebesség a legnagyobb és legegyenletesebb, ezért rezgéserősség olyan szabványok, mint ISO 20816 (az ISO 10816 modern utódja) az általános gépállapot megítélésére mm/s sebességben.
- Magas frekvenciák: a gyorsulás a legnagyobb, ezért ez a mértékegység az első választás a csapágy- és fogtónusok esetén.
A helytelen mértékegység választása egy frekvenciasávhoz eltemetheti a valódi hibát a zajtörtben; a helyes választás pedig kiugortatja ugyanazt a hibát a diagramról. Így értelmezve a frekvencia az a kulcs, amely feloldja a vibráció-analízis diagnosztikai potenciálját — egy nyers, összefolyó jelet cselekvésre ösztönző karbantartási információvá alakítva.
