FFT (სწრაფი ფურიეს გარდაქმნა) ვიბრაციის ანალიზში

განმარტება: რა არის FFT?

The სწრაფი ფურიეს გარდაქმნა (FFT) არის მაღალეფექტური მათემატიკური ალგორითმი, რომელიც გამოიყენება სიგნალის დროის დომენიდან სიხშირის დომენში გარდასაქმნელად. ვიბრაციის ანალიზში ეს ნიშნავს ნედლი, რთული სიგნალის გარდაქმნას. დროის ტალღის ფორმა (ვიბრაციის ამპლიტუდის დროზე დაყრდნობით გრაფიკი) სიხშირის სპექტრი (ვიბრაციის ამპლიტუდისა და სიხშირის დიაგრამა). ეს ტრანსფორმაცია თანამედროვე მანქანების დიაგნოსტიკაში ყველაზე მნიშვნელოვანი და ფუნდამენტური პროცესია.

რატომ არის FFT აუცილებელი დიაგნოსტიკისთვის?

მომუშავე აპარატის ნედლი დროის ტალღური ფორმა ერთდროულად მიმდინარე მრავალი განსხვავებული ვიბრაციის რთულ ნაზავს წარმოადგენს. ამ სიგნალის დანახვა და აპარატის მდგომარეობის დადგენა თითქმის შეუძლებელია. FFT პრიზმის მსგავსად მოქმედებს და ამ რთულ სიგნალს მის ინდივიდუალურ სიხშირულ კომპონენტებად ყოფს. შედეგი არის მკაფიო, ქმედითი დიაგრამა, რომელიც ანალიტიკოსს საშუალებას აძლევს დაინახოს:

• რა სიხშირეებია წარმოდგენილი?
• რამდენი ენერგია (ამპლიტუდა) არის თითოეულ სიხშირეზე?
• რა კავშირია ამ სიხშირეებს შორის?

რადგან სხვადასხვა მექანიკური და ელექტრული გაუმართაობა (როგორიცაა დისბალანსი, არასწორი განლაგება, საკისრების დეფექტები და მოშვებული მდგომარეობა) თითოეული წარმოქმნის ვიბრაციას ძალიან სპეციფიკურ, პროგნოზირებად სიხშირეებზე, FFT სპექტრი იძლევა პრობლემის ძირეული მიზეზის პირდაპირ გზამკვლევს.

FFT ანალიზის ძირითადი პარამეტრები

სასარგებლო FFT სპექტრის მისაღებად, ვიბრაციის ანალიტიკოსმა მონაცემთა შემგროვებელზე ან პროგრამულ უზრუნველყოფაზე უნდა განსაზღვროს რამდენიმე ძირითადი პარამეტრი:

1. Fmax (მაქსიმალური სიხშირე)

ეს არის ყველაზე მაღალი სიხშირე, რომელიც სპექტრში შევა. ის საკმარისად მაღალ დონეზე უნდა იყოს დაყენებული, რათა დააფიქსიროს თქვენთვის სასურველი ყველაზე მაღალი სიხშირის ხარვეზი (მაგ., მაღალი სიხშირის გადაცემათა ბადე ან საკისრების ტონები).

2. გარჩევადობა (გარჩევადობის ხაზები)

ეს განსაზღვრავს სპექტრში დეტალიზაციის დონეს. ის განისაზღვრება, როგორც დისკრეტული სიხშირის „უბნების“ ან მონაცემთა წერტილების რაოდენობა, რომლებიც გამოითვლება Fmax-ის გასწვრივ. ხაზების უფრო მეტი რაოდენობა (მაგ., 3200 ან 6400) იწვევს უკეთეს სიხშირულ გარჩევადობას, რაც ნიშნავს ორი ვიბრაციული სიხშირის გამოყოფის შესაძლებლობას, რომლებიც ძალიან ახლოსაა ერთმანეთთან. მაღალი გარჩევადობა კრიტიკულად მნიშვნელოვანია რიტმული სიხშირეების დიაგნოსტიკისთვის ან გვერდითი ზოლების ანალიზისთვის გადაცემათა კოლოფის ანალიზში.

3. საშუალოდ გამოთვლა

რადგან მანქანის ვიბრაცია შეიძლება მერყეობდეს, FFT-ის ერთი „მომენტალური სურათი“ შეიძლება შეცდომაში შემყვანი იყოს. საშუალოდ განსაზღვრა გულისხმობს რამდენიმე FFT-ის სწრაფად თანმიმდევრობით მიღებას და შემდეგ მათი ერთად საშუალოდ განსაზღვრას. ეს პროცესი ამცირებს შემთხვევით ხმაურს და უზრუნველყოფს მანქანის რეალური მდგომარეობის გაცილებით სტაბილურ, განმეორებად და წარმომადგენლობით სპექტრს.

4. ფანჯრების შექმნა

ფანჯრის ფუნქცია (ჰენინგის მსგავსად) არის მათემატიკური წონა, რომელიც გამოიყენება დროის ტალღის ფორმის მონაცემებზე FFT-ის გამოთვლამდე. ეს არის სიგნალის დამუშავების ტექნიკა, რომელიც გამოიყენება „სპექტრული გაჟონვის“ სახელით ცნობილი შეცდომის მინიმიზაციისთვის, რაც უზრუნველყოფს, რომ სპექტრში სიგნალების ამპლიტუდა და სიხშირე იყოს მაქსიმალურად ზუსტი.

FFT სპექტრის ინტერპრეტაცია

გაწვრთნილი ანალიტიკოსი FFT სპექტრს დამახასიათებელი ნიმუშების ძიებით განმარტავს:

• დიდი პიკი სირბილის სიჩქარე 1-ჯერ მეტი მიუთითებს დისბალანსი.
• დიდი პიკი 2-ჯერ მეტი სირბილის სიჩქარე ხშირად მიუთითებს არასწორი განლაგება.
• სერია ჰარმონიკები (პიკები 1x, 2x, 3x, 4x და ა.შ.) მექანიკური ფხვიერობის კლასიკური ნიშანია.
• მაღალი სიხშირის პიკი გვერდითი ზოლები მუშაობის სიჩქარით განლაგებული ნაწილაკები გადაცემათა კოლოფის ან საკისრის გაუმართაობის ნიშანია.
• ფართოზოლოვანი ხმაურის ამაღლებული „იატაკი“ შეიძლება ტუმბოში კავიტაციაზე ან ხახუნზე მიუთითებდეს.

FFT სპექტრის მიმდინარე სპექტრთან შედარებით, რომელიც მიღებული იყო იმ დროს, როდესაც მოწყობილობა გამართული იყო, ანალიტიკოსებს შეუძლიათ ადვილად შეამჩნიონ ცვლილებები და დიაგნოზირონ განვითარებადი პრობლემები დიდი ხნით ადრე, სანამ ისინი კრიტიკულ გაუმართაობად გადაიქცევიან.

← დაბრუნება მთავარ ინდექსზე