진동 분석에서 측대역 이해

정의: 사이드밴드란 무엇인가?

측대역 더 큰 중앙 주파수의 양쪽에 동일한 간격으로 FFT 스펙트럼에 나타나는 작은 주파수 피크입니다. 캐리어 주파수. 사이드밴드의 존재는 확실한 신호입니다. 조정— 한 주파수가 다른 주파수에 "각인"되는 현상입니다. 측파대의 간격은 변조 신호의 주파수와 같습니다. 측파대는 진동 분석, 특히 기어박스 및 베어링 결함 감지에서 가장 강력하고 확실한 진단 도구 중 하나입니다.

사이드밴드는 어떻게 생성되나요?

측파대는 1차 진동 신호(반송파)의 진폭이 2차로 더 느린 신호(변조기)에 의해 시간에 따라 변할 때 생성됩니다. 대표적인 예로 기어 톱니에 결함이 있는 경우를 들 수 있습니다.

• 그리고 기어 메시 주파수(GMF) 반송 주파수입니다. 이는 기어 이빨의 정상적인 맞물림에 의해 생성되는 고주파입니다.
• 해당 기어의 이가 하나라도 금이 가면 회전당 한 번씩 충격이 발생합니다. 이 충격은 결함이 있는 이가 맞물릴 때마다 GMF 신호의 진폭을 변조하거나 변경합니다.
• 그리고 회전 속도 기어의 변조 주파수입니다.

FFT 스펙트럼 결과는 GMF(반송파)에 큰 피크가 나타나고, 기어의 회전 속도와 같은 간격으로 양쪽에 작은 측파대 피크가 나타납니다. 이 패턴은 결함이 존재하며 해당 기어에 결함이 있음을 확실히 증명합니다.

공식은 다음과 같습니다. 측파대 주파수 = 반송파 주파수 ± (n × 변조 주파수)여기서 n=1, 2, 3…

기계 진단의 주요 응용 분야

1. 기어박스 진단

이것은 사이드밴드 분석의 주요 응용 분야입니다.

• GMF 주변의 측대역: 기어의 작동 속도에 해당하는 사이드밴드가 GMF 주위에 나타나면 해당 기어에 결함이 있음을 나타냅니다(예: 이가 갈라지거나, 이가 마모되거나, 편심이 있는 경우).
• GMF의 고조파 주변의 측대역: 심각한 결함은 종종 2x 및 3x GMF 주변에 측파대를 생성합니다.
• 사냥 이빨 빈도: 복잡한 기어 세트에서는 특정 비정수 측대역을 통해 서로 다른 기어의 두 특정 이가 접촉할 때만 발생하는 결함을 정확히 지적할 수 있습니다.

2. 롤링 요소 베어링 진단

사이드밴드는 베어링 결함, 특히 내부 레이스 결함을 확인하는 데에도 중요합니다.

• 결함이 내면의 인종 회전하고 베어링의 하중 구역 안팎으로 움직일 때 발생하는 충격의 진폭이 변합니다.
• 이로 인해 내륜단층 주파수(BPFI)의 진폭 변조가 발생합니다.
• 결과 스펙트럼은 BPFI에서 피크를 보여줍니다. 샤프트 회전 속도의 1배 간격으로 배치된 사이드밴드이런 패턴을 보는 것은 매우 높은 신뢰도를 지닌 내적 인종 결함의 지표입니다.

3. 전기 모터 진단

AC 유도 전동기의 로터 바에 문제가 있으면 1배속 최대 회전 속도 주변에 측파대가 나타날 수 있습니다. 이 측파대는 극 통과 주파수이는 모터의 슬립 주파수에 모터 극수를 곱한 값입니다.

분석 고려 사항

사이드밴드 분석을 효과적으로 활용하려면 고품질 데이터가 필수입니다.

• 고해상도: 측파대 피크를 명확하게 보고 그 간격을 정확하게 측정하려면 고해상도 FFT(예: 3200 또는 6400라인)가 필요합니다. 해상도가 낮으면 측파대가 반송파 피크와 함께 "번져" 보입니다.

– 트렌드: 측파대의 수와 진폭은 단층의 심각성을 나타내는 좋은 지표입니다. 단층이 악화될수록 더 많은 측파대가 나타나고 진폭도 증가합니다.

• 확대 FFT: 데이터 분석기의 이 기능을 사용하면 분석가는 매우 높은 해상도로 특정 주파수 범위를 "확대"하여 사이드밴드의 존재와 간격을 확인할 수 있습니다.

분석가가 명확한 사이드밴드 패턴을 발견하면 오류 진단의 신뢰도가 "가능성 있음"에서 "매우 높음"으로 높아집니다.

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