Változtatható sebességű gépek sorrendelemzésének megértése

Definíció: Mi a rendeléselemzés?

Rendeléselemzés egy speciális rezgéselemzési technika, amelyet változó sebességgel működő gépekhez használnak. A rezgési amplitúdó fix frekvenciatengelyhez (Hz-ben vagy CPM-ben) való ábrázolása helyett az amplitúdót „rendek” függvényében ábrázolja. Egy rendelés a gép elsődleges forgási sebességének többszöröse. Például az elsőrendű rezgés pontosan a menetsebességgel (1x) jelentkezik, a másodikrendű a menetsebesség kétszeresével (2x), és így tovább.

Miért jelent problémát a standard FFT a változtatható sebességű gépeknél?

A szabványos gyors Fourier-transzformációs (FFT) analízis úgy működik, hogy egy adott időtartam alatt mintavételezi az adatokat. Ez tökéletesen működik állandó sebességű gépek esetén. Ha azonban a gép sebessége megváltozik az adatgyűjtési időszak alatt, a kapott FFT-spektrum „elkenődik”. Egy olyan rezgési komponens, amely közvetlenül kapcsolódik a futási sebességhez (például az 1x-es kiegyensúlyozatlanság), energiája több frekvenciasávra oszlik el a sebesség változásával, ami egy széles, alacsony amplitúdójú csúcsot eredményez, amelyet nehéz leolvasni és pontosan trendet meghatározni. A rendanalízist ennek a konkrét problémának a megoldására fejlesztették ki.

A megoldás: Rendeléskövetés

A rendeléselemzés egy úgynevezett technikán alapul rendeléskövetésEhhez egy második érzékelőre van szükség, egy fordulatszámmérő (vagy „tacho”), amely fordulatonként egyszeri impulzust biztosít a forgó tengelyről. A rezgésanalizátor ezt a tacho jelet dinamikus időalapként használja. A fix belső óra (pl. milliszekundumként) alapján történő mintavételezés helyett a tengely forgásszöge (pl. minden elfordulási fok) alapján mintavételezi az adatokat. Ez a folyamat más néven újramintavételezés a szögtartományban.

Az adatgyűjtésnek a tengely tényleges mozgásához való szinkronizálásával a kapott spektrum rendszámokban, nem pedig frekvenciákban van megadva. Így, ha a gép gyorsul vagy lassul, az 1x-es kiegyensúlyozatlansági csúcs éles, tiszta csúcs marad az elsőrendű tartományban, teljesen kiküszöbölve a kenődési hatást.

A megrendeléselemzés főbb alkalmazásai

A sorrendelemzés elengedhetetlen minden olyan géphez, amely nem egyetlen, állandó sebességgel működik. Gyakori alkalmazások:

• Jármű- és motorvizsgálat: A motor, a sebességváltó és a hajtáslánc rezgéseinek elemzése a teljes fordulatszám-tartományban.
• Szélturbinák: A rotor sebessége folyamatosan változik a szélsebességgel, ezért a sorrendelemzés elengedhetetlen.

– Gép felfutásának és lefutásának elemzése: A rezgési adatok elemzése egy gép indításakor vagy leállításakor hatékony módszer a kritikus sebességek és rezonanciák azonosítására. A sorrendi elemzés ezeket az ábrákat (mint például a Bode- és a vízesés-diagramokat) áttekinthetővé és könnyen olvashatóvá teszi.

• Dugattyús gépek: Kompresszorok és motorok elemzése, ahol a pillanatnyi sebesség ingadozhat.
• Nehézgépek: Földmunkagépek, bányászati járművek és egyéb változtatható sebességű hajtású gépek.

Hogyan jelennek meg a rendeléselemzési adatok?

A rendeléselemzés eredményeit jellemzően többféleképpen is megvizsgálják:

• Rendelési spektrum: Az amplitúdó és a rendek ábrázolása, hasonlóan egy standard FFT-hez, de a rendek az x tengelyen vannak feltüntetve.
• Vízesés vagy kaszkád diagram: Egy 3D-s ábra, amely egymásra halmozott rendspektrumok sorozatát mutatja a gép sebességének változásával. Ez világosan mutatja, hogyan változik az egyes rendek amplitúdója a fordulatszámmal.
• Bode-diagram: Felfutási/lefutási tesztekben használt diagram, amely egy adott nagyságrend (általában 1x és 2x) amplitúdóját és fázisát mutatja a gép sebességének függvényében.
• Campbell-diagram: Egy speciális ábra, amely a rendvonalakat a rendszer sajátfrekvenciáira vetíti rá, hogy egyértelműen azonosítsa a potenciális rezonanciapontokat (ahol egy rendvonal metszi a sajátfrekvenciás vonalat).

A rendeléselemzés egy hatékony és nélkülözhetetlen eszköz bármely, különböző sebességtartományban működő gép állapotának pontos diagnosztizálására.

← Vissza a fő tartalomjegyzékhez