Aploksnes analīze (demodulācija) agrīnai defektu noteikšanai
Aploksnes analīze - ko sauc arī par demodulācija vai augstfrekvences apvalku veidošana — ir signālu apstrādes metode vibrācijas analīze kas no darbojošās mašīnas trokšņainajām fona vibrācijām izceļ vājus, atkārtojošos triecienus, kas raksturīgi defekta sākuma stadijai. Tas ir visiedarbīgākais pieejamais instruments sākotnēju bojājumu noteikšanai rullīšu gultņos un reduktoros. Mikroskopiskas plaisas, atlūzas un virsmas defekti katru reizi, kad rullīša elements vai zobrata zobs saskaras ar defektu, rada zemas enerģijas, augstas frekvences sprieguma viļņu impulsu, un aploksnes analīze ir metode, kas atgūst šos impulsus un atklāj to atkārtošanās frekvenci.
1. Definīcija: ko nosaka aploksnes analīze
Kad rullīša elements pārbrauc pāri nelielai bedrītei vai plaisai gultņa skriemeļu ceļā, tas nerada vienmērīgu sinusa vilni — tas rada asu, āmura sitienam līdzīgu triecienu. Katrs trieciens ir īss un nes ļoti maz enerģijas, taču tas izraisa dabisko rezonēšanu ( rezonanse) gultņa, sensora un apkārtējās konstrukcijas augstfrekvences, parasti vairāku kilohercu, ietekmi. Šie triecieni atkārtojas ar precīzu periodiskumu, ko nosaka gultņa ģeometrija un vārpstas apgriezienu skaits. Apvalka analīze šos augstfrekvences gredzenus uzskata par pārvadātājs kas tiek ieslēgts un izslēgts — modulēts — ar atkārtotiem triecieniem, un tas darbojas atpakaļvirzienā, lai atjaunotu modulācijas modeli. Rezultāts liecina analītiķim ne tikai ka kāds faktors ietekmē, bet cik bieži, un tādējādi which part gultņa ir bojāts.
2. Kāpēc standarta FFT nav pietiekama
Enerģija, kas rodas šajos sākotnējos triecienos, parasti ir pārāk maza un tās frekvence pārāk augsta, lai to varētu novērot, izmantojot parasto ātruma mērījumu spektrs izgatavots saskaņā ar standartu FFT. Parastā mērījumā trieciena enerģija pazūd plaša spektra trokšņu fonā un to pilnībā pārklāj lielie zemas frekvences pīķi no nelīdzsvarotība, vārpstu nesakritība un mehānisks vaļīgums. Vienkāršā spektrā, citiem vārdiem sakot, dominē mašīnas normālas 1× un 2× svārstības, savukārt diagnostiskā informācija par topošu gultņu defektu slēpjas augstfrekvenču diapazonā, kurā neviens nemeklē. Demodulācija ir paredzēts tieši tam, lai atbrīvotos no šiem zemas frekvences traucējumiem un izceltu modulējošo kļūdas signālu no trokšņa.
3. Aploksnes analīzes process
Šī metode izdalīta augstfrekvences zvana signālu un pēc tam nosaka tā atkārtošanās biežumu. Praksē tas notiek četros posmos:
- Joslas caurlaides filtrēšana: Neapstrādātais signāls no akselerometrs vispirms tiek vadīts caur augstfrekvences filtru vai joslas caurlaides filtrs. Tas novērš spēcīgas zemas frekvences vibrācijas (parasti visas frekvences zem apmēram 1 kHz vai 5 kHz) un saglabā tikai augstas frekvences zvana un spriedzes viļņus, ko rada triecieni. Jutību var palielināt līdz maksimumam, izvēloties frekvenču joslu tā, lai tā sakristu ar konstrukcijas rezonanses frekvenci.
- Rektificēšana: Pēc tam filtrētais augstfrekvences signāls tiek iztaisnots, apgriežot tā negatīvo pusi uz augšu, lai paliktu tikai signāla amplitūda. Šis solis sagatavo signālu apvalka veidošanai.
- Apvalkošana (zemfrekvences filtrēšana): A zemfrekvences filtrs tiek piemērota rektificētajam signālam. Tā izlīdzina straujo nesējfrekvences svārstību un atstāj tikai lēni mainīgo kontūru — „apvalku“ —, kas atspoguļo amplitūdas modulācijas raksturu, t. i., sākotnējo impulsu atkārtošanās biežumu.
- Aploksnes FFT: Visbeidzot, šai amplitūdas līknei tiek veikta FFT laika viļņa forma. Iegūtais aploksnes spektrs parāda skaidrus maksimumus atkārtoto triecienu frekvencē, bez zemfrekvences iekārtu vibrācijām, kas tos iepriekš aizklāja.
4. Kļūdu diagnosticēšana, izmantojot spektra aploksni
Apvalka spektra maksimumi sakrīt ar gultņa aprēķinātajiem gultņu defektu frekvences. Salīdzinot izmērīto maksimumu ar zināmu frekvenci, analītiķis var precīzi noteikt, kur atrodas defekts:
- BPFO (Bumbiņas padeves biežums, ārējais skrējiens): defekts stacionārajā ārējā gredzenā.
- BPFI (Bumbiņas caurlaides biežums, iekšējā rase): defekts rotējošajā iekšējā gredzenā. Šis defekts parasti rada sānu joslas spaced at 1× darba ātrums jo defekts vienu reizi katrā apgriezienā ienāk slodzes zonā un iziet no tās.
- BSF (Bumbiņas griešanās frekvence): defekts vienā no paša rullīša elementiem.
- FTF (vilciena pamatfrekvence): vislēnākais no visiem, kas liecina par defektu korpusā, kurā atrodas rullīši.
Tāda pati loģika attiecas arī uz zobratiem: plīsis vai salauzts zobrata zobs rada triecienu vienu reizi katrā apgriezienā, tāpēc spektra amplitūdas līkne parāda maksimumu pie šī zobrata darba ātruma, ko bieži vien ieskauj sānu joslas. Lai pirms mērījumu veikšanas pārrēķinātu gultņa iekšējo diametru, lodīšu skaitu un ātrumu precīzās mērķa frekvencēs, analītiķis var izmantot Gultņu defektu biežuma kalkulators; attiecībā uz zobratu saskari Zobratu tīkla frekvences kalkulators kalpo tam pašam mērķim. Harmonisko struktūru izpratne pati par sevi ir sava veida gultņa defekts diagnoze: skaits un augstums harmonikas apvalkā spektrs ir atkarīgs no tā, cik tālu ir attīstījies bojājums.
5. Kā aploksnes analīze iederas šajā jomā
Vēstuļu aplokšņu analīze ir jebkuras nopietnas stāvokļa uzraudzība programma un mūsdienīga portatīvie analizatori to aprēķina kā ikdienas darbu kopā ar parasto spektru. Ikdienas darbā uz vietas apkopes komanda bieži vien ierodas pie iekārtas pirmā, lai to sabalansētu un pārbaudītu tās vispārējo stāvokli: tāds instruments kā Balanset-1A izmēra platjoslas vibrāciju un 1× amplitūda un fāze needed for lauka balansēšana, savukārt papildu apņemšanas kanāls ļauj pārliecināties, vai zem tā esošie gultņi ir kārtībā, pirms tiek apstiprināts balansēšanas darbs. Ir svarīgi laicīgi atklāt gultņu problēmas, jo, balansējot iekārtu, kuras gultņi jau ir sākusi drupināties, tiek tikai maskēts simptoms.
6. Agrīnās diagnostikas nozīme
Apvalka analīzes galvenā priekšrocība ir tās ārkārtējā jutība. Tā var norādīt uz gultņa vai zobrata defektu jau mēnešus — dažkārt pat gadu — pirms šis pats defekts kļūst pietiekami liels, lai to varētu fiksēt parastajā ātruma spektrā, vai izstaro pietiekami daudz siltuma, lai to varētu pamanīt termogrāfija. Tieši šis ilgais izpildes termiņš ir tas, kas nodrošina agrīnā brīdināšana tās priekšrocība: apkopi var ieplānot, pasūtīt rezerves daļas un remontu veikt laikā, kad iekārta jau tāpat ir atslēgta, nevis pēkšņas avārijas dēļ. Plašākā kontekstā prognozējošā apkope... tieši papildu brīdinājums, ko sniedz demodulācija, novērš katastrofālas avārijas un to izraisītos dārgos sekundāros bojājumus.
