Forstå konvoluttspekteret

Enheter

Bærbart balanse- og vibrasjonsanalyseapparat Balanset-1A

$2,358.31

Deler

Vibrasjonssensor.

$107.47

Deler

Optisk sensor (lasertakometer)

$148.07

Enheter

Balanset-4.

$8,123.32

Deler

Magnetisk stativ Insize-60-kgf.

$54.93

Deler

Reflekterende tape.

$11.94

Enheter

Dynamisk balanseringsenhet "Balanset-1A" OEM

$2,071.73

Definisjon: Hva er et envelopespektrum?

Konvoluttspektrum er frekvensen spektrum oppnådd ved å beregne FFT av enveloppesignalet (amplitude-demodulert) fra konvoluttanalyse. Den avslører repetisjonsfrekvensene for støt eller modulasjoner i høyfrekvente vibrasjoner, noe som gjør den til den kraftigste teknikken for å oppdage defekter i rullelager. Mens standard FFT viser bærefrekvensene (resonanser eksitert av støt), viser envelope-spekteret de modulerende frekvensene (hastigheten som støt oppstår med), som korresponderer direkte med frekvenser av lagerfeil som BPFO, BPFI, BSF og FTF.

Konvoluttspekteret er for lagerdiagnostikk det samme som standard FFT er for ubalanse og feiljustering deteksjon – det primære diagnostiske verktøyet som gjør tidlig feildeteksjon mulig ved å trekke ut diagnostiske frekvenser fra høyfrekvent “støy” som standard FFT ikke kan analysere effektivt.

Hvordan konvoluttspektrum genereres

Konvoluttanalyseprosess

1. Båndpassfilter: Filtrer rå vibrasjon signal til høyfrekvensbånd (f.eks. 1–10 kHz)
2. Konvoluttdeteksjon (demodulering): Ekstraher amplitudekonvolutten til det filtrerte signalet
3. Lavpassfilter: Glatt ut konvolutten (fjern rester av bæremateriale)
4. FFT: Beregn frekvensspekteret til envelopesignalet
5. Resultat: Konvoluttspektrum som viser repetisjonsrater for støt

Hva konvolutten representerer

• Høyfrekvent vibrasjon (bærer) modulert av lagerpåvirkninger (modulasjon)
• Konvoluttekstrakterer modulasjon (repeterende slagmønster)
• FFT av envelope viser modulasjonsfrekvenser
• Modulasjonsfrekvenser = lagerfeilfrekvenser

Lesing av konvoluttspektre

Sunn peiling

• Lavt totalt konvoluttnivå
• Flatt eller svakt skrånende spektrum
• Ingen tydelige topper
• Støynivå på eller under instrumentfølsomhet

Defekt lager

• Primær topp: Ved lagerfeilfrekvens (BPFO, BPFI, BSF eller FTF)
• Harmoniske: 2×, 3×, 4× feilfrekvens etter hvert som feilen forverres
• Sidebånd: Rundt feilfrekvens ved bur (FTF) eller avstand mellom kjørehastighet (1×)
• Forhøyet etasje: Totalt støynivå øker med lagerforringelse

Alvorlighetsindikatorer

• Toppamplitude: Høyere amplitude = mer alvorlig defekt
• Antall harmoniske: Flere harmoniske svingninger = mer avansert skade
• Sidebåndkompleksitet: Omfattende sidebånd indikerer modulering, ofte alvorlighetsgrad
• Støynivåstigning: Forhøyet gulv tyder på omfattende overflateforringelse

Fordeler fremfor standard FFT

Tidlig oppdagelse

• Oppdager lagerfeil 6–18 måneder tidligere enn standard FFT
• Følsom for mikrospalter som er usynlige i hastighetsspekteret
• Gir maksimal ledetid for vedlikeholdsplanlegging

Tydelige feilsignaturer

• Lagerfeilfrekvenser er tydelige og enkle å identifisere
• Mindre forstyrrelser fra ubalanse, feiljustering (filtrert ut)
• Sidebåndmønstre tydelig synlige
• Diagnostisk klarhet bedre enn standard spektrum

Deteksjon av hendelser med lav energi

• Små lagerpåvirkninger skaper lite energi i standard FFT
• Men eksiterer høyfrekvente resonanser effektivt
• Konvoluttanalyse forsterker disse svake diagnostiske signalene

Retningslinjer for tolkning

Feilidentifisering

1. Beregn peilingsfrekvenser: BPFO, BPFI, BSF, FTF for installert lager
2. Søk i enveloppespektrum: Se etter topper ved beregnede frekvenser (±5% toleranse)
3. Kamptopp: Hvilken beregnet frekvens samsvarer med den observerte toppen?
4. Bekreft med harmoniske: Sjekk for 2×, 3× harmoniske
5. Sjekk sidebånd: Sidebåndavstand gir ytterligere bekreftelse
6. Diagnostisere: Topp ved BPFO = ytre bane; BPFI = indre bane; BSF = rulleelement; FTF = bur

Alvorlighetsvurdering

• Begynnende (0,5–1 g konvolutt): Liten topp, ingen harmoniske, overvåk månedlig
• Tidlig (1–3 g): Fjern topp, 1–2 harmoniske, overvåk ukentlig, planlegg utskiftingsmåneder
• Moderat (3–10 g): Sterk topp, flere harmoniske, sidebånd, uker for planutskifting
• Avansert (>10 g): Svært høy amplitude, mange harmoniske, forhøyet gulv, skift ut snarest

Praktisk anvendelse

Rutinemessig overvåking

• Inkluder konvoluttspektrum i ruter for tilstandsovervåking
• Trendkonvoluttamplitude ved lagerfeilfrekvenser
• Tidligere deteksjon enn generell vibrasjonstrend
• Spesifikk feilidentifikasjon vs. generell vibrasjonsøkning

Feilsøking

• Når den generelle vibrasjonen er forhøyet, men standard FFT er uklar
• Mistenkte lagerproblemer
• Verifisering av behov for lagerutskifting
• Identifisering av hvilket lager i en flerlagermaskin

Forholdet til konvoluttanalyse

• Konvoluttanalyse: Komplett prosess (filtrering + demodulering + FFT)
• Konvoluttspektrum: Det resulterende frekvensplottet fra envelopeanalysen
• Konvoluttsignal: Tidsdomene demodulert signal (mellomtrinn)
• Vilkår: Brukes ofte om hverandre, men teknisk sett er det konvoluttspekteret som er utgangen

Konvoluttspektrum er gullstandarden for deteksjon av lagerfeil i vibrasjonsanalyse. Evnen til å avdekke lagerfeilfrekvenser måneder før de blir synlige i standardspektre, kombinert med tydelige diagnostiske mønstre og spesifikk feilidentifikasjonskapasitet, gjør konvoluttspektrumanalyse til et uunnværlig verktøy i prediktive vedlikeholdsprogrammer for roterende utstyr.

← Tilbake til hovedindeksen