Forstå ordreanalyse for maskiner med variabel hastighet

Definisjon: Hva er ordreanalyse?

Ordreanalyse er en spesialisert vibrasjonsanalyseteknikk som brukes for maskiner som opererer med varierende hastigheter. I stedet for å plotte vibrasjonsamplitude mot en fast frekvensakse (i Hz eller CPM), plotter den amplitude mot «ordrer». En bestille er et multiplum av maskinens primære rotasjonshastighet. For eksempel er 1. orden vibrasjonen som oppstår ved nøyaktig kjørehastigheten (1x), 2. orden er ved dobbelt så høy kjørehastighet (2x), og så videre.

Hvorfor er standard FFT et problem for maskiner med variabel hastighet?

En standard Fast Fourier Transform (FFT)-analyse fungerer ved å sample data over en fast tidsperiode. Dette fungerer perfekt for maskiner med konstant hastighet. Men hvis maskinens hastighet endres i løpet av datainnsamlingsperioden, blir det resulterende FFT-spekteret «utsmurt». En vibrasjonskomponent som er direkte knyttet til driftshastigheten (som ubalanse ved 1x) vil få sin energi spredt over flere frekvensområder når hastigheten endres, noe som resulterer i en bred topp med lav amplitude som er vanskelig å lese og trende nøyaktig. Ordenanalyse ble utviklet for å løse dette spesifikke problemet.

Løsningen: Ordresporing

Ordreanalyse er basert på en teknikk som kalles ordresporingDette krever en andre sensor, en turteller (eller «tacho»), som gir en puls én gang per omdreining fra den roterende akselen. Vibrasjonsanalysatoren bruker dette tachosignalet som en dynamisk tidsbase. I stedet for å sample data basert på en fast intern klokke (f.eks. hvert millisekund), sampler den data basert på akselens rotasjonsvinkel (f.eks. hver rotasjonsgrad). Denne prosessen er også kjent som resampling i vinkeldomenet.

Ved å synkronisere datainnsamlingen med akselens faktiske bevegelse, blir det resulterende spekteret målt i ordensrekkefølge, ikke frekvens. Hvis maskinen øker eller senker farten, vil 1x ubalansetoppen forbli en skarp, klar topp i 1. ordens beholder, noe som eliminerer utsmøringseffekten fullstendig.

Viktige bruksområder for ordreanalyse

Ordreanalyse er viktig for enhver maskin som ikke opererer med en enkelt, konstant hastighet. Vanlige bruksområder inkluderer:

• Testing av kjøretøy og motor: Analyserer vibrasjoner i motor, girkasse og drivlinje over hele turtallsregisteret.
• Vindturbiner: Rotorhastigheten varierer konstant med vindhastigheten, noe som gjør ordreanalyse viktig.

– Analyse av maskinoppkjøring og -utrulling: Å analysere vibrasjonsdata når en maskin starter eller slår seg av er en effektiv måte å identifisere kritiske hastigheter og resonanser på. Ordenanalyse gjør disse plottene (som Bode- og Waterfall-plott) tydelige og enkle å lese.

• Stempelgående maskineri: Analyse av kompressorer og motorer der momentan hastighet kan variere.
• Tungt maskineri: Jordflyttingsutstyr, gruvekjøretøy og annet maskineri med variabel hastighet.

Hvordan vises ordreanalysedata?

Resultatene av ordreanalyse sees vanligvis på flere måter:

• Ordrespektrum: Et plott av amplitude vs. ordrer, lik en standard FFT, men med ordrer på x-aksen.
• Foss- eller kaskadeplott: Et 3D-plott som viser en serie med ordensspektre stablet oppå hverandre etter hvert som maskinens hastighet endres. Dette viser tydelig hvordan amplituden til hver ordens endres med turtallet.
• Bode-plottet: Et plott brukt i oppkjørings-/rulleavkjøringstester som viser amplituden og fasen til en bestemt ordre (vanligvis 1x og 2x) som en funksjon av maskinhastighet.
• Campbell-diagram: Et spesialisert plott som legger ordrelinjene oppå systemets naturlige frekvenser for å tydelig identifisere potensielle resonanspunkter (der en ordrelinje krysser en naturlig frekvenslinje).

Ordreanalyse er et kraftig og uunnværlig verktøy for nøyaktig å diagnostisere tilstanden til enhver maskin som opererer på tvers av en rekke hastigheter.

← Tilbake til hovedindeksen