Voko analizė (demoduliacija) ankstyvam gedimų aptikimui
Gaubtinės analizė — also called demoduliacija arba aukšto dažnio apgaubimas — tai signalų apdorojimo metodas, kuriuo vibracijos analizė kuris išskiria silpnus, pasikartojančius ankstyvosios stadijos defekto smūgius iš triukšmingų veikiančios mašinos foninių vibracijų. Tai galingiausia iš visų turimų priemonių, skirta nustatyti pradinius ritininių guolių ir reduktorių pažeidimus. Mikroskopiniai įtrūkimai, atsilupimai ir paviršiaus defektai sukelia žemos energijos, aukšto dažnio įtampos bangų pliūpsnį kiekvieną kartą, kai riedėjimo elementas ar krumplių dantis atsitrenkia į defektą, o amplitudės analizė yra metodas, kuris atkuria tuos pliūpsnius ir atskleidžia dažnį, kuriuo jie kartojasi.
1. Apibrėžimas: ką nustato „Envelope“ analizė
Kai riedėjimo elementas pervažiuoja nedidelę duobutę ar įtrūkį guolio bėgių takelyje, jis nesukuria tolygios sinusinės bangos – jis sukelia staigų, tarsi plaktuko smūgį. Kiekvienas smūgis yra trumpas ir turi labai mažai energijos, tačiau jis sukelia natūralų virpėjimą ( rezonansas) guolio, jutiklio ir aplinkinių konstrukcijų elementų aukšto dažnio, paprastai kelių kilohercų, smūgius. Šie smūgiai kartojasi tiksliu dažniu, kurį lemia guolio geometrija ir veleno sukimosi greitis. Apgaubos analizė šiuos aukšto dažnio virpesius traktuoja kaip vežėjas kuris įjungiamas ir išjungiamas – moduliuojamas – pasikartojančių smūgių, ir jis veikia atvirkštine tvarka, kad atkurtų moduliacijos modelį. Rezultatas analitikui parodo ne tik kad kažkas daro įtaką, bet kaip dažnai, ir todėl which part guolis yra sugadintas.
2. Kodėl standartinės FFT nepakanka
Šių pradinių susidūrimų energija paprastai yra per maža, o jos dažnis per didelis, kad ją būtų galima pastebėti naudojant įprastą greičio matavimo metodą spektras pagamintas pagal standartą FFT. Atliekant įprastą matavimą smūgio energija pasimeta plačiajuosčio triukšmo fone ir ją visiškai užgožia dideli žemo dažnio smailės iš disbalansas, nesutapimas ir mechaninis laisvumas. Paprastai tariant, paprastame spektre dominuoja normalios mašinos 1× ir 2× vibracijos, o diagnostinė informacija apie atsirandantį guolio gedimą pasislėpusi aukšto dažnio srityje, į kurią niekas nekreipia dėmesio. Demoduliacija yra sukurta būtent tam, kad pašalintų žemo dažnio trukdžius ir išskirtų moduliuojamą gedimo signalą iš triukšmo.
3. Voko analizės procesas
Ši technika išskiria aukšto dažnio virpesius ir tada matuoja jų pasikartojimo dažnį. Praktikoje ji vykdoma keturiais etapais:
- Juostinis filtravimas: Neapdorotas signalas iš akselerometras pirmiausia praeina per aukšto dažnio filtrą arba juostinio pralaidumo filtras. Taip pašalinami stiprūs žemo dažnio virpesiai (paprastai visi, kurių dažnis mažesnis nei maždaug 1 kHz arba 5 kHz) ir išlieka tik aukšto dažnio skambėjimas bei smūgių sukeliamos įtampos bangos. Pasirinkus tokį dažnių diapazoną, kad jis sutaptų su konstrukcijos rezonanso dažniu, pasiekiamas didžiausias jautrumas.
- Ištaisymas: Tada filtruotas aukšto dažnio signalas išlyginamas, jo neigiamą pusę apverčiant į viršų, kad liktų tik signalo amplitudė. Šis etapas parengia signalą apgaubimui.
- Aplinkinis (žemų dažnių filtravimas): A žemųjų dažnių filtras taikomas išlygintam signalui. Jis išlygina greitus nešlio svyravimus ir palieka tik lėtai kintantį kontūrą – „apvalkalą“ –, kuris atspindi amplitudinės moduliacijos modelį, t. y. pradinių impulsų pasikartojimo dažnį.
- Voko FFT: Galiausiai šiai apgaubos kreivei taikomas FFT laiko bangos forma. Gautas apvalkalo spektras rodo aiškius smailius pasikartojančių smūgių dažniuose, be žemo dažnio mašinų vibracijos, kuri anksčiau juos užgožė.
4. Gedimų diagnostika naudojant amplitudės spektrą
Apvalkalo spektro smailės sutampa su apskaičiuotais guolio guolių gedimų dažniai. Palyginęs išmatuotą signalą su žinomu dažniu, analitikas gali tiksliai nustatyti, kur yra gedimas:
- BPFO (Kamuolio perdavimų dažnis, išorinis ratas): stacionaraus išorinio žiedo defektas.
- BPFI (Kamuolio perdavimų dažnis, vidinis ratas): defektas ant besisukančio vidinio žiedo. Šis iškyšulys paprastai neša šoninės juostos spaced at 1× darbinis greitis nes defektas per vieną apsisukimą vieną kartą patenka į apkrovos zoną ir iš jos išeina.
- BSF (Kamuolio sukimosi dažnis): defektas viename iš pačių riedėjimo elementų.
- FTF (Pagrindinis traukinių eismo dažnis): lėčiausias iš visų, o tai rodo, kad yra gedimas korpuse, kuriame laikomi riedėjimo elementai.
Ta pati logika taikoma ir krumpliaračiams: įtrūkęs ar sulūžęs krumpliaračio dantis smūgiuoja vieną kartą per apsisukimą, todėl amplitudės spektre matomas pikas, atitinkantis to krumpliaračio darbo greitį, dažnai apsuptas šoninių juostų. Norėdamas prieš matavimą paversti guolio vidinį skersmenį, rutulių skaičių ir greitį į tikslius tikslinius dažnius, analitikas gali naudoti Guolių defektų dažnio skaičiuoklė; krumplių sąveikos atveju Pavarų tinklelio dažnio skaičiuoklė tarnauja tam pačiam tikslui. Harmoninio modelio analizė pati savaime yra tam tikra guolio defektas diagnozė: skaičius ir aukštis harmonikos apimties spektras priklauso nuo to, kiek pažengusi yra žala.
5. Kaip „Envelope“ analizė taikoma praktikoje
Vokų analizė yra pagrindinė bet kurios rimtos įmonės kompetencija būklės stebėjimas programa ir šiuolaikinė nešiojamieji analizatoriai apskaičiuoti jį reguliariai kartu su įprastu spektru. Kasdieniame darbe lauke techninės priežiūros komanda dažnai pirmiausia atvyksta prie mašinos, kad ją subalansuotų ir patikrintų jos bendrą būklę: toks prietaisas kaip Balanset-1A matuoja plačiajuosčio dažnio vibraciją ir 1× amplitudė ir fazė needed for lauko balansavimas, o papildomas apgaubiamasis kanalas leidžia įsitikinti, ar po juo esantys guoliai yra tvarkingi, prieš patvirtinant balansavimo darbus. Svarbu laiku pastebėti guolių problemą, nes balansuojant mašiną, kurios guoliai jau yra suskilę, tik paslepiami simptomai.
6. Ankstyvosios diagnostikos svarba
Pagrindinis apgaubos analizės privalumas – išskirtinis jautrumas. Ji gali nustatyti guolio ar krumpliaračio gedimą dar prieš kelis mėnesius – kartais net prieš metus – kol tas pats defektas išaugs tiek, kad būtų užfiksuotas įprastiniame greičio spektre, arba išskirs pakankamai šilumos, kad būtų pastebėtas termografija. Būtent toks ilgas užsakymo vykdymo laikas ir suteikia išankstinis perspėjimas jo privalumas: galima planuoti techninę priežiūrą, užsakyti detales ir remontą atlikti per patogų sustabdymo laikotarpį, o ne dėl staigaus gedimo. Atsižvelgiant į platesnį kontekstą nuspėjamoji priežiūra... būtent išankstinis įspėjimas, kurį suteikia demoduliacija, padeda išvengti katastrofiškų gedimų ir brangiai kainuojančios antrinės žalos, kurią jie sukelia.
