Spektrālās analīzes izpratne

1. Definīcija: Kas ir spektrālā analīze?

Spektrālā analīze ir sarežģīta signāla, piemēram, laika viļņa forma no vibrācijas sensora un sadalot to atsevišķās frekvences komponentēs. Spektrālās analīzes galvenais mērķis ir pārveidot signālu no laika domēna (skatāmā amplitūda pret laiku) uz frekvences domēnu (skatāmā amplitūda pret frekvenci).

Šī procesa rezultāts ir spektrs (daudzskaitlī: spektri), kas ir grafiks, kurā parādīta vibrācijas amplitūda katrā noteiktā frekvencē. Spektrālā analīze ir fundamentālākā un spēcīgākā metode vibrācijas diagnostika, jo tas ļauj analītiķim identificēt unikālos frekvenču parakstus, kas saistīti ar dažādiem mašīnu defektiem.

2. Loma Ātrā Furjē transformācija (FFT)

Mūsdienu spektrālo analīzi padara iespējamu ļoti efektīvs algoritms, ko sauc par Ātrā Furjē transformācija (FFT)FFT ir matemātiska procedūra, kas ir ieprogrammēta katrā digitālajā ierīcē. vibrācijas analizatorsTas kā ieeju ņem digitalizētus laika viļņu formas datus un kā izeju ģenerē frekvenču spektru.

FFT ļauj sarežģītu un šķietami haotisku signālu, ko laika apgabalā ir ļoti grūti interpretēt, uzskatīt par skaidru atšķirīgu frekvenču maksimumu sēriju frekvenču apgabalā.

3. Spektra diagnostiskā jauda

Spektrālās analīzes efektivitātes iemesls ir tāds, ka dažādas mehāniskas un elektriskas problēmas rotējošās mašīnās rada vibrāciju paredzamās, raksturīgās frekvencēs. Izpētot spektru, analītiķis var diagnosticēt problēmas pamatcēloni, saskaņojot maksimumu frekvences ar zināmu defektu modeli.

Biežāk sastopamie piemēri ir šādi:

• Liels maksimums 1X attālumā no skriešanas ātrums bieži norāda nelīdzsvarotība.
• Liels maksimums pie divreiz lielāka skriešanas ātruma ir klasiska pazīme neatbilstība.
• Virkne maksimumu pie skriešanas ātruma, kas nav vesels skaitlis, var norādīt uz gultņu defekti.
• Augstas amplitūdas pīķis pie zobratu tīkla frekvences (GMF) ar sānu joslas norāda pārnesumu defekti.
• Ja strāvas frekvence ir divreiz lielāka par tīkla frekvenci, tas var norādīt uz motora statora problēmu.

4. Galvenie parametri spektrālajā analīzē

Lai iegūtu noderīgu spektru, analītiķim jādefinē vairāki galvenie parametri:

• Fmax (maksimālā frekvence): Šī ir augstākā frekvence, kas tiks iekļauta spektrā. Tai jābūt iestatītai pietiekami augstai, lai uztvertu iespējamo defektu frekvences (piemēram, augstas frekvences pārnesumu problēmu gadījumā).
• Izšķirtspēja (izšķirtspējas līnijas): Tas nosaka spektra detalizācijas līmeni. Lielāks līniju skaits nodrošina labāku frekvences izšķirtspēju, kas nozīmē, ka analizators var atšķirt divus frekvences maksimumus, kas atrodas ļoti tuvu viens otram. Tas ir ļoti svarīgi sānu joslu identificēšanai pārnesumkārbas analīzē.
• Vidējā aprēķināšana: Lai iegūtu tīru, stabilu spektru, analizators uzņem vairākus datu "momentuzņēmumus" un aprēķina to vidējo vērtību. Tas novērš nejaušus trokšņus un nodrošina precīzāku patiesās, līdzsvara stāvokļa vibrācijas attēlojumu.
• Logu veidošana: Lai novērstu apstrādes kļūdu, datiem tiek piemērota matemātiska funkcija (piemēram, Hanninga logs), ko sauc par spektrālā noplūde, kas var izkropļot frekvences virsotņu amplitūdas un formas.

Būtībā spektrālā analīze ir mūsdienu vibrācijas diagnostikas pamatā, kas sniedz skaidru “rentgena” attēlu par spēkiem un kustībām, kas notiek mašīnas iekšpusē.

← Atpakaļ uz galveno indeksu