エンベロープスペクトルの理解
定義: エンベロープ スペクトルとは何ですか?
エンベロープスペクトル 頻度は スペクトラム 計算によって得られる FFT エンベロープ(振幅復調)信号の エンベロープ分析. 衝撃の繰り返し率や高周波振動の変調を明らかにするため、最も強力な検出技術となっています。 転がり軸受の欠陥. 標準的なFFTは搬送波周波数(衝撃によって励起される共鳴)を示すのに対し、包絡線スペクトルは変調周波数(衝撃が発生する速度)を示し、これは ベアリング故障頻度 BPFO、BPFI、BSF、FTF など。.
エンベロープスペクトルはベアリング診断において標準FFTと同様の役割を果たします。 アンバランス そして ずれ 検出—標準的な FFT では効果的に分析できない高周波「ノイズ」から診断周波数を抽出することで、早期の障害検出を可能にする主要な診断ツールです。.
エンベロープスペクトルの生成方法
エンベロープ分析プロセス
- バンドパスフィルター: フィルター生 振動 信号を高周波帯域(例:1~10kHz)へ変換する
- 包絡線検出(復調): フィルタリングされた信号の振幅エンベロープを抽出する
- ローパスフィルター: 滑らかなエンベロープ(残留キャリアを除去)
- FFT: エンベロープ信号の周波数スペクトルを計算する
- 結果: 衝撃の繰り返し率を示すエンベロープスペクトル
封筒が表すもの
- ベアリングの衝撃によって変調された高周波振動(キャリア)(変調)
- エンベロープはモジュレーション(反復的なインパクトパターン)を抽出します
- エンベロープのFFTは変調周波数を示す
- 変調周波数 = ベアリング故障周波数
エンベロープスペクトルの読み取り
健康なベアリング
- 全体的なエンベロープレベルが低い
- 平坦または緩やかな傾斜のスペクトル
- 明確なピークなし
- 機器の感度以下のノイズフロア
ベアリングの欠陥
- 主峰: ベアリング故障周波数(BPFO、BPFI、BSF、またはFTF)
- 倍音: 欠陥が悪化するにつれて、故障頻度は2倍、3倍、4倍に増加します
- サイドバンド: ケージ(FTF)または走行速度(1×)間隔での故障周波数付近
- 高床: ベアリングの劣化により全体的なノイズフロアが上昇する
重大度指標
- ピーク振幅: 振幅が大きいほど欠陥が深刻
- 高調波の数: 倍音が多いほど損傷が進行する
- サイドバンド複雑度: 広範囲のサイドバンドは変調を示し、多くの場合重篤度が高い
- ノイズフロアの上昇: 床が高いということは、広範囲にわたる表面の劣化を示唆している
標準FFTに対する利点
早期発見
- 標準FFTよりも6~18か月早くベアリングの欠陥を検出します
- 速度スペクトルでは見えない微小破片に敏感
- メンテナンス計画に最大限のリードタイムを提供
明確な障害シグネチャ
- ベアリングの故障頻度が顕著で識別しやすい
- アンバランス、ミスアライメントによる干渉が少ない(フィルタリングにより除去)
- サイドバンドパターンがはっきりと見える
- 標準スペクトルよりも優れた診断の明瞭性
低エネルギーイベント検出
- 標準FFTでは、ベアリングへの小さな衝撃ではほとんどエネルギーは発生しない。
- しかし、高周波共振を効果的に励起する
- エンベロープ分析はこれらの弱い診断信号を増幅する
解釈ガイドライン
障害の特定
- ベアリング周波数を計算します。 設置済みベアリングのBPFO、BPFI、BSF、FTF
- エンベロープスペクトルを検索: 計算された周波数(±5%許容範囲)でのピークを探します
- マッチピーク: 計算された周波数のどれが観測されたピークと一致しますか?
- 高調波で検証する: 2倍、3倍高調波をチェックする
- サイドバンドをチェックする: サイドバンド間隔は追加の確認を提供する
- 診断: ピーク位置:BPFO = 外輪、BPFI = 内輪、BSF = 転動体、FTF = ケージ
重症度評価
- 初期(0.5~1gエンベロープ): 小さなピーク、高調波なし、毎月監視
- 初期(1~3g): 明確なピーク、1~2倍波、毎週監視、交換月を計画
- 中程度(3~10g) 強いピーク、多重高調波、サイドバンド、交換週の計画
- 上級(>10g): 非常に高い振幅、多くの高調波、高床、緊急に交換
実用化
定期モニタリング
- 状態監視ルートにエンベロープスペクトルを含める
- ベアリング故障周波数におけるトレンドエンベロープ振幅
- 全体的な振動の傾向よりも早い検出
- 特定の障害の特定と一般的な振動の増加
トラブルシューティング
- 全体的な振動が上昇しているが、標準FFTが不明瞭な場合
- ベアリングの問題が疑われる
- ベアリング交換の必要性の確認
- マルチベアリングマシンのどのベアリングかを識別する
エンベロープ分析との関係
- エンベロープ分析: 完全なプロセス(フィルタリング + 復調 + FFT)
- エンベロープスペクトル: 包絡線分析から得られた周波数プロット
- エンベロープ信号: 時間領域復調信号(中間ステップ)
- 条項: 互換的に使われることが多いが、技術的にはエンベロープスペクトルは出力である
エンベロープスペクトルは、振動解析におけるベアリング欠陥検出のゴールドスタンダードです。標準スペクトルで検出される数ヶ月前にベアリングの故障周波数を明らかにする能力に加え、明確な診断パターンと特定の故障識別能力を備えているため、エンベロープスペクトル解析は回転機器の予知保全プログラムに不可欠なツールとなっています。.
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