동기 평균화란 무엇인가요? 신호 향상 • 휴대용 밸런서, 진동 분석기 "밸런셋"은 파쇄기, 팬, 멀처, 콤바인, 샤프트, 원심분리기, 터빈 및 기타 여러 로터의 동적 밸런싱을 위한 제품입니다. 동기 평균화란 무엇인가요? 신호 향상 • 휴대용 밸런서, 진동 분석기 "밸런셋"은 파쇄기, 팬, 멀처, 콤바인, 샤프트, 원심분리기, 터빈 및 기타 여러 로터의 동적 밸런싱을 위한 제품입니다.

동기 평균화란 무엇인가? 신호 향상

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동기 평균화 이해

정의: 동기 평균화란 무엇입니까?

동기 평균화 (시간 영역 평균화 또는 신호 평균화라고도 함)는 신호 처리 기술입니다. 진동 분석 주기적이고 속도 동기화를 향상시킵니다. 진동 무작위 잡음과 비동기 진동을 억제하면서 구성 요소를 분석합니다. 이 방법은 여러 축 회전에 걸쳐 진동을 반복적으로 샘플링하고(회전당 한 번 회전하는 타코미터 신호에 의해 트리거됨), 각 회전에서 해당 지점을 평균화하는 방식으로 작동합니다. 매 회전마다 동일하게 반복되는 주기적 구성 요소는 평균화를 통해 강화되는 반면, 무작위 잡음과 비동기 구성 요소는 상쇄되어 신호 대 잡음비가 크게 향상됩니다.

동기 평균화는 기어 문제 진단(개별 기어 메시 특성 분리)에 특히 강력하며 표준에서는 보이지 않는 노이즈에 묻힌 미묘한 주기적 패턴을 드러낼 수 있습니다. 시간 파형 또는 FFT 스펙트럼.

동기 평균화 작동 방식

프로세스

  1. 트리거 신호: 회전당 1회 펄스 유속계 또는 키페이저 각 회전의 시작을 정의합니다
  2. 데이터 세분화: 진동 신호는 회전당 하나씩 동일한 길이의 세그먼트로 나뉩니다.
  3. 정렬: 모든 세그먼트가 트리거 펄스에 맞춰 정렬됨(동일한 시작점)
  4. 지점별 평균화: 각 세그먼트의 해당 포인트가 함께 평균화됨
  5. 결과: 1회전을 나타내는 단일 평균 파형
  6. 노이즈 감소: 무작위 구성 요소는 취소되고 주기적 구성 요소는 강화됩니다.

수학적 기초

  • 주기 신호는 일관되게 합산됩니다(위상에서 추가됨)
  • 무작위 노이즈는 불일관하게 합산됩니다(통계적으로 취소됨)
  • 신호 대 잡음 개선 ∝ √N, 여기서 N = 평균 수
  • 예: 100개의 평균은 SNR을 10배(20dB) 향상시킵니다.

응용 프로그램

1. 기어박스 진단

가장 일반적이고 강력한 응용 프로그램:

기어 메시 분리

  • 관심 있는 장비와 동기적으로 평균화
  • 해당 기어의 메시 패턴을 향상시킵니다.
  • 다른 기어와 베어링을 억제합니다.
  • 개별 치아 결함을 보여줍니다

치아별 분석

  • 평균 파형은 각 치아 결합을 명확하게 보여줍니다.
  • 손상된 치아는 패턴의 편차로 나타납니다.
  • 어떤 특정 치아가 손상되었는지 식별할 수 있습니다.
  • 편차 규모에 따른 심각도 평가

2. 베어링 분석 향상

  • 외륜 결함 격리를 위한 외륜 기간 동안의 평균
  • 베어링 결함으로 인한 주기적 충격을 강화합니다.
  • 다른 진동 소스의 마스킹을 줄입니다.
  • 특히 고소음 환경에서 유용합니다.

3. 비틀림 진동

  • 회전과 동기화된 비틀림 구성 요소 향상
  • 측면 진동 및 소음 억제
  • 비틀림 공진과 여기를 밝혀내다

4. 균형 맞추기

장점

노이즈 감소

  • 신호 대 잡음비의 극적인 개선
  • 잡음보다 20~30dB 낮은 곳에 묻힌 신호를 추출할 수 있습니다.
  • 혹독한 환경에서도 측정이 가능합니다.

결함 격리

  • 한 구성 요소의 서명을 다른 구성 요소의 서명과 분리합니다.
  • 예: 기어박스의 기어 메시에서 피니언 메시 분리
  • 어느 구성 요소가 결함이 있는지 식별합니다.

향상된 해상도

  • 미묘한 패턴과 결함을 드러냅니다
  • 원시 신호에 마스크된 세부 정보를 표시합니다.
  • 조기에 결함을 감지할 수 있습니다.

요구 사항 및 제한 사항

요구 사항

  • 타코미터: 안정적인 1회전당 1회 트리거가 필수입니다.
  • 일정 속도: 속도는 비교적 일정해야 합니다(±1-2%)
  • 충분한 평균: 일반적으로 좋은 결과를 얻으려면 50~200회 회전합니다.
  • 주기 신호: 진정한 주기적 구성요소만 향상시킵니다.

제한 사항

  • 비동기 오류를 억제합니다. 무작위 결함, 대부분의 베어링 결함 감소
  • 속도 변화: 흐림 결과 평균화 중 속도 변경
  • 소요 시간: 여러 차례의 혁명을 거쳐 데이터를 수집해야 함
  • 실시간이 아님: 후처리가 필요합니다

다른 기술과의 비교

동기 평균화 대 선형 평균화

  • 동기식: 회전과 동기화된 시간 영역의 평균은 주기를 향상시킵니다.
  • 선의: FFT 스펙트럼을 평균화하고 모든 주파수의 무작위 변동을 줄입니다.
  • 사용 사례: 기어의 경우 동기식, 일반 스펙트럼 평활화의 경우 선형식

동기 평균화 대 포락선 분석

  • 동기 평균화: 시간 영역, 주기적 패턴을 향상시킵니다.
  • 봉투 분석: 주파수 영역, 반복적인 충격 감지
  • 보완적: 포괄적인 분석을 위해 두 가지를 결합할 수 있습니다.

실제 구현

설정

  • 회전당 1회 펄스가 명확하게 표시되는 타코미터를 설치하세요.
  • 평균 개수 설정(일반적으로 50~200개)
  • 신호 길이를 정의합니다(1회전, 10회전 등)
  • 속도 안정성 확인

데이터 수집

  • 평균 기간 동안 진동 데이터 수집
  • 기기는 자동으로 세그먼트화하고 평균을 냅니다.
  • 평균화된 파형 표시
  • 종종 평균화된 신호(향상된 스펙트럼)의 FFT를 계산합니다.

해석

  • 주기적 패턴에 대한 평균 파형을 조사합니다.
  • 결함을 나타내는 편차를 찾으세요
  • 알려진 좋은 서명과 비교
  • 편차 진폭에서 결함 심각도 정량화

고급 변형

기어 동기 평균화

  • 관심 있는 기어(샤프트 아님)의 트리거
  • 해당 장비에 대한 메시 패턴을 보여줍니다.
  • 인코더 또는 다중 펄스 타코미터가 필요합니다.

다중 순서 평균화

  • 여러 주문을 동시에 평균화
  • 1×, 2×, 3× 구성 요소를 분리합니다.
  • 포괄적인 주문 내용 제공

차이 신호

  • 원시 신호에서 평균 신호를 빼십시오.
  • 잔여물은 제거된 내용(비동기 구성 요소)을 보여줍니다.
  • 기어 메시 제거 후 베어링 결함을 식별하는 데 유용합니다.

동기 평균화는 주기적인 속도 동기 진동 패턴의 가시성을 획기적으로 향상시키면서 소음과 비동기 부품을 억제하는 정교한 신호 처리 기술입니다. 동기 평균화를 완벽하게 구현하면 고급 기어박스 진단, 소음이 많은 환경에서의 조기 결함 감지, 그리고 복잡한 기계에서 특정 부품의 특징 분리가 가능합니다.

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