Comprensione della media sincrona
Definizione: Che cos'è la media sincrona?
Media sincrona (chiamata anche media nel dominio del tempo o media del segnale) è una tecnica di elaborazione del segnale in analisi delle vibrazioni che migliora la periodicità, la velocità sincrona vibrazione componenti, sopprimendo al contempo il rumore casuale e le vibrazioni asincrone. Il metodo funziona campionando ripetutamente le vibrazioni su molti giri dell'albero (attivati da un segnale del tachimetro una volta per giro), quindi calcolando la media dei punti corrispondenti in ogni giro. Le componenti periodiche che si ripetono identicamente a ogni giro si rafforzano attraverso la media, mentre il rumore casuale e le componenti non sincrone si annullano, migliorando notevolmente il rapporto segnale/rumore.
La media sincrona è particolarmente efficace per diagnosticare problemi agli ingranaggi (isolando le caratteristiche individuali della maglia degli ingranaggi) e può rivelare sottili modelli periodici nascosti nel rumore che sarebbero invisibili in standard forme d'onda temporali o Spettri FFT.
Come funziona la media sincrona
Il processo
- Segnale di attivazione: Impulso una volta per rivoluzione da tachimetro o fasore chiave definisce l'inizio di ogni rivoluzione
- Segmentazione dei dati: Segnale di vibrazione diviso in segmenti di uguale lunghezza, uno per rivoluzione
- Allineamento: Tutti i segmenti allineati per innescare l'impulso (stesso punto di partenza)
- Media punto per punto: Punti corrispondenti in ogni segmento mediati insieme
- Risultato: Singola forma d'onda media che rappresenta una rivoluzione
- Riduzione del rumore: I componenti casuali si annullano; i componenti periodici si rafforzano
Basi matematiche
- I segnali periodici si sommano in modo coerente (si sommano in fase)
- Il rumore casuale si somma in modo incoerente (si annulla statisticamente)
- Miglioramento del rapporto segnale/rumore ∝ √N, dove N = numero di medie
- Esempio: 100 medie migliorano l'SNR di 10× (20 dB)
Applicazioni
1. Diagnostica del cambio
Applicazione più comune e potente:
Isolamento della maglia dell'ingranaggio
- Media sincronizzata con l'ingranaggio di interesse
- Migliora il motivo a maglie dell'ingranaggio
- Sopprime altri ingranaggi e cuscinetti
- Rivela i difetti individuali dei denti
Analisi dente per dente
- La forma d'onda media mostra chiaramente l'impegno di ciascun dente
- Il dente danneggiato appare come una deviazione nel modello
- Può identificare quale dente specifico è danneggiato
- Valutazione della gravità in base all'entità della deviazione
2. Miglioramento dell'analisi dei cuscinetti
- Media del periodo di isolamento dei difetti della razza esterna
- Migliora gli impatti periodici derivanti da difetti dei cuscinetti
- Riduce il mascheramento da altre fonti di vibrazione
- Particolarmente utile in ambienti molto rumorosi
3. Vibrazione torsionale
- Migliorare i componenti torsionali sincroni con la rotazione
- Sopprimere le vibrazioni laterali e il rumore
- Rivela risonanze torsionali ed eccitazione
4. Equilibrio
- Migliorare ampiezza e fase precisione di misura
- Soprattutto in ambienti rumorosi
- Più affidabile coefficiente di influenza determinazione
Vantaggi
Riduzione del rumore
- Miglioramento notevole del rapporto segnale/rumore
- Può estrarre segnali sepolti 20-30 dB sotto il rumore
- Rende possibili le misurazioni in ambienti difficili
Isolamento dei problemi
- Separa la firma di un componente dalle altre
- Esempio: isolare la maglia del pignone dalla maglia degli ingranaggi nel cambio
- Identifica quale componente è difettoso
Risoluzione migliorata
- Rivela modelli e difetti sottili
- Mostra i dettagli mascherati nel segnale grezzo
- Consente il rilevamento precoce dei guasti
Requisiti e limitazioni
Requisiti
- Tachimetro: Essenziale un grilletto affidabile che scatta una volta per giro
- Velocità costante: La velocità deve essere relativamente costante (±1-2%)
- Medie sufficienti: In genere 50-200 giri per buoni risultati
- Segnale periodico: Migliora solo i componenti veramente periodici
Limitazioni
- Sopprime i guasti non sincroni: Difetti casuali, riduzione della maggior parte dei guasti dei cuscinetti
- Variazioni di velocità: Cambiamenti di velocità durante la media dei risultati di sfocatura
- Tempo richiesto: Bisogna raccogliere dati su molte rivoluzioni
- Non in tempo reale: Post-elaborazione richiesta
Confronto con altre tecniche
Media sincrona vs. media lineare
- Sincrono: Medie nel dominio del tempo, sincrone con la rotazione, migliorano la periodicità
- Lineare: Calcola la media degli spettri FFT, riduce la variazione casuale in tutte le frequenze
- Casi d'uso: Sincrono per ingranaggi; lineare per la levigatura generale dello spettro
Media sincrona vs. analisi dell'inviluppo
- Media sincrona: Dominio del tempo, migliora i modelli periodici
- Analisi dell'involucro: Dominio di frequenza, rileva impatti ripetitivi
- Complementare: È possibile combinare entrambi per un'analisi completa
Implementazione pratica
Impostare
- Installare un contagiri con un impulso chiaro una volta per giro
- Imposta il numero di medie (tipicamente 50-200)
- Definire la lunghezza del segnale (1 rivoluzione, 10 rivoluzioni, ecc.)
- Verificare la stabilità della velocità
Raccolta dati
- Acquisire dati sulle vibrazioni su un periodo medio
- Lo strumento segmenta e calcola automaticamente la media
- Visualizza la forma d'onda media
- Spesso calcola la FFT del segnale medio (spettro migliorato)
Interpretazione
- Esaminare la forma d'onda media per modelli periodici
- Cercare deviazioni che indicano difetti
- Confronta con le firme note come buone
- Quantificare la gravità del difetto dall'ampiezza della deviazione
Variazioni avanzate
Media sincronizzata degli ingranaggi
- Innesco dall'ingranaggio di interesse (non dall'albero)
- Mostra il modello di maglia per quell'ingranaggio specifico
- Richiede encoder o tachimetro multi-impulso
Media multi-ordine
- Media di più ordini contemporaneamente
- Separare i componenti 1×, 2×, 3×
- Fornisce contenuti completi per gli ordini
Segnale di differenza
- Sottrai il segnale medio dal segnale grezzo
- Residuo mostra cosa è stato rimosso (componenti asincroni)
- Utile per identificare i difetti dei cuscinetti dopo aver rimosso la maglia degli ingranaggi
La media sincrona è una sofisticata tecnica di elaborazione del segnale che migliora notevolmente la visibilità di modelli di vibrazione periodici sincronizzati alla velocità, sopprimendo al contempo il rumore e i componenti asincroni. La padronanza della media sincrona consente una diagnostica avanzata dei riduttori, il rilevamento precoce dei difetti in ambienti rumorosi e l'isolamento di specifiche firme dei componenti in macchinari complessi.
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 