Вибрациялық диагностикадағы кепструмдық талдау
Кепструм талдауы — жиілік спектрінде мерзімді құрылымды анықтайтын жетілдірілген сигналды өңдеу әдісі within жиілік спектрі. «Cepstrum» атауы «spectrum» сөзінің анаграммасы болып табылады, және бұл сөзойны оның мәнін дәл береді: ол, іс жүзінде, «спектрдің спектрі» болып саналады. Ол жиілік спектрінің логарифмін есептеу арқылы алынады, spectrum содан кейін нәтижеге кері Фурье түрлендіруін қолдану арқылы есептелінеді — бұл қадам қайталанатын үлгілерді, яғни harmonics or sidebands — тобын бір ғана оқуға ыңғайлы шыңдарға түрлендіреді, оларды бастапқы спектрде анықтау қиын болуы мүмкін. Беріліс қораптары сияқты күрделі механизмдер үшін бұл әдіс қарапайым FFT талдауы жиі бере алмайтын айқындылықты қамтамасыз етеді.
Кепструм графигінде x осі quefrency («frequency» сөзінің анаграммасы) деп аталады және уақыт бірліктерімен өлшенеді. Бұл осьтегі шыңдар, rahmonicsдеп аталады және бастапқы спектрде бар қайталанатын үлгілердің периодын — секундпен — береді. Арнайы өзгертілген терминология (cepstrum, quefrency, rahmonics) — бұл әдістің таныс облыстан бір түрлендіру қашықтықтағы аймақта жұмыс істейтінін еске салатын тұрақты ескерту.
1. Кепструмдық талдауды неге қолдану керек?
Стандартты ЖФТ спектрі жекелеген жиілік компоненттерін анықтауда өте тиімді, алайда ақаулық бір мезгілде көптеген гармоникалар мен бүйірлік жолақтар тудырғанда спектр шатасып, оқуға қиын болып кетуі мүмкін. Кепструмдық талдау бір тегіс аралықта орналасқан бүкіл жиілік тобын бір айқын шыңға жинақтай отырып, осы шатасуды жойып шешеді. Оның негізгі қолданыс аялары:
- Гармоникалар тобын анықтау: ол спектрде негізгі жиіліктің өзі нашар білінсе немесе мүлдем болмаса да, негізгі жиілік пен оның гармоникаларын анықтайды.
- Бүйірлік жолақтар тобын анықтау: ол амплитудасы төмен және шуға көмілген бүйірлік жолақтарды табуда ерекше тиімді — олардың бар екенін анық көрсетіп, аралықтарын өлшейді.
- Дереккөз мен тарату жолы әсерлерін бөлу: кейбір қолданыстарда ол вибрация дереккөзінің сигналын оны өзгертетін машинаның конструктивтік жауабынан бөлуге көмектеседі.
- Жаңғырықты анықтау: ол сигнал ішіндегі жаңғырықтар мен шағылыстарды анықтай алады.
Негізгі идея — түрлендіру принципінде: қарапайым spacing жиілік облысында — мысалы, әр 30 Гц сайын бүйірлік жолақтар — жалғыз position кепстрлік облыста (мұнда, 1/30 = 0.033 с рахмондық компонент). Биіктігі әртүрлі шашыранды шыңдардың көпшілігі осылайша бір өлшенетін белгіге дейін қысқарады.
2. Машиналарды диагностикалаудағы негізгі қолданыстар
2.1 Редуктор диагностикасы
Бұл ең кең тараған және ең қуатты қолданыс. Зақымдалған тісті дөңгелек тісі тісті тісті механизм торлау жиілігінде (ТТЖ) модуляциялайды, ақаулы тісті дөңгелектің айналу жылдамдығы қадамымен ТТЖ шыңының айналасында бүйірлік жолақтар жасайды. Бірнеше біліктері мен тісті жұбы бар редукторда спектр әртүрлі ТТЖ мен олардың бүйірлік жолақтарының шатастыратын қоспасына айналады. Кепстр сол күрделілікті кесіп өтеді:
- Белгілі бір тісті дөңгелектің айналу периодына (1 / АЖМ) сәйкес кепстрлік облыстағы шың — сол нақты тісті дөңгелектегі ақаулың анық көрсеткіші, жай “тісті дөңгелек ақаулы” деп растаудың орнына кінәлі білікті нақтылайды.
- Сол кепстрлік шыңның амплитудасы уақыт өте келе gear wear дамуын бақылау үшін трендтелуі мүмкін.
Ол тікелей спектрлік талдауды алмастырмай, толықтырады: Тісті зацеплення жиілігі калькуляторы қандай зацепление мен бүйірлік жолақ жиіліктерін күту керектігін айтады, ал кепстр қай семья шын мәнінде өсіп жатқанын растайды. Екеуі де gear defects.
2.2 Домалатып сырғыту подшипникін талдау
Подшипник ақаулары да бүйірлік жолақтар тудырады. Мысалы, ішкі сақина ақаулы болса, ішкі сақинаның ақау жиілігі (BPFI) мен оның гармоникаларының айналасында білік жылдамдығы қадамымен бүйірлік жолақтар жасайды. Кепстр бұл үлгілерді растауға көмектеседі, әсіресе олар спектрде анық көрінбегенде. Іс жүзінде ол болжалды підіс ақау жиілігі — оңай алынатын Подшипниктің ақау жиілігін есептегіш — көмегімен жұмыс істейді және жиі конвертті анализы, подшипник ақауларының тудыратын жоғары жиілікті соқпаларды демодуляциялайтын әдіспен жұптасады.
2.3 Турбомашиналарды талдау
Турбиналар мен компрессорларда кепстр қалақша өту жиілігі гармоникалар және қалақша зақымын немесе диагностикалауға көмектеседі aerodynamic ақаулықтар, мұнда қалақшаға қатысты тығыз орналасқан көптеген гармоникалар спектрді тұмандататын еді.
3. Кепструм графигін қалай оқу керек
Жүйелі оқу төрт қадамнан тұрады:
- Алдымен айналу кезеңдерін есептеңіз: кепструмды қарамас бұрын, негізгі айналмалы компоненттердің уақыт кезеңдерін анықтаңыз. 1800 RPM (30 Гц) жылдамдықтағы білік үшін кезең 1/30 = 0,033 с. A Гармоникалық жиілік калькуляторы жетекшідегі әрбір білік үшін RPM-нен Гц-ке түрлендіруді жеделдетеді.
- Белгілі кезеңдердегі шыңдарды іздеңіз: есептелген кезеңдерге сәйкес келетін маңызды рахмоникаларды кепструмда тексеріңіз, өйткені белгілі кезеңдегі шың тікелей белгілі компонентке нұсқайды.
- Гармоникалық құрылымды анықтаңыз: түпкілікті кефренцияның бүтін еселіктеріндегі шыңдарды іздеңіз, олар бастапқы спектрдегі күшті гармоникалық топтарды көрсетеді.
- Амплитудаларды бақылаңыз: кепструм шыңдарының биіктігін уақыт бойынша бақылаңыз — өсіп бара жатқан амплитуда жағдайдың нашарлауын білдіреді, бұл кепструм шыңын trending.
4. Кепструмның диагностикалық құралдар жиынтығындағы орны
Кепструм талдауы қуатты, бірақ дұрыс қолдану үшін тәжірибе қажет; ол кең диагностикалық бағдарлама аясындағы бір мамандандырылған құрал ретінде қарастырылғаны дұрыс діріл диагностикасы жеке тұрақты жауап ретінде емес. Әдеттегі жұмыс процесі спектрден және спектрлік талдау, бүйірлік жолақтар немесе гармоникалардың тығыз топтары суретті бұлыңғырлатқан кезде кепструмды пайдаланыңыз және конверттік әдістермен мойынтіректің соқпаларын растаңыз. Кепструм анықтайтын көптеген ақаулықтар — тісті берілісті бөлшектер мен мойынтірек ақаулары — теңгеру мәселелері емес, диагностикалық тұжырымдар болып табылады, сондықтан кепструм кез келген түзету әрекетінен бұрын талдау кезеңінде орналасады. Негізгі мәселе unbalance at running speed, Balanset сияқты портативті анализатор Балансет-1А орнында түзету үшін қажетті 1× амплитуда мен фазаны өлшейді, ал кепстр редуктор мен мойынтіректердің ақауларын диагностикалауға бағытталған күйде қалады. Күрделі механизмдер үшін бұл тіркесім тек спектралды талдау жеткізе алмайтын диагностикалық айқындылықты қамтамасыз етеді.
