Forstå synkron gjennomsnittsberegning

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 synkron gjennomsnittsberegning?

Synkron gjennomsnittsmåling (også kalt tidsdomenegjennomsnitt eller signalgjennomsnitt) er en signalbehandlingsteknikk i vibrasjonsanalyse som forbedrer periodisk, hastighetssynkron vibrasjon komponenter samtidig som tilfeldig støy og asynkron vibrasjon undertrykkes. Metoden fungerer ved å gjentatte ganger sample vibrasjon over mange akselomdreininger (utløst av et turtellersignal én gang per omdreining), og deretter beregne gjennomsnittet av tilsvarende punkter i hver omdreining. Periodiske komponenter som gjentar seg identisk hver omdreining forsterkes gjennom gjennomsnittsutjevning, mens tilfeldig støy og ikke-synkrone komponenter kansellerer hverandre ut, noe som dramatisk forbedrer signal-til-støy-forholdet.

Synkron gjennomsnittsmåling er spesielt kraftig for å diagnostisere girproblemer (isolere individuelle girnettegenskaper) og kan avsløre subtile periodiske mønstre begravd i støy som ville vært usynlige i standard tidsbølgeformer eller FFT-spektre.

Hvordan synkron gjennomsnittsberegning fungerer

Prosessen

1. Utløsersignal: Puls én gang per omdreining fra turteller eller nøkkelfase definerer starten på hver revolusjon
2. Datasegmentering: Vibrasjonssignal delt inn i like lange segmenter, ett per omdreining
3. Innretting: Alle segmenter justert for å utløse puls (samme startpunkt)
4. Punkt-for-punkt gjennomsnittsberegning: Tilsvarende punkter i hvert segment beregnet i gjennomsnitt
5. Resultat: Enkelt gjennomsnittlig bølgeform som representerer én omdreining
6. Støyreduksjon: Tilfeldige komponenter kansellerer; periodiske komponenter forsterker

Matematisk grunnlag

• Periodiske signaler summerer seg koherent (legges sammen i fase)
• Tilfeldig støy summerer seg usammenhengende (kansellerer statistisk)
• Signal-til-støy-forbedring ∝ √N, hvor N = antall gjennomsnitt
• Eksempel: 100 gjennomsnitt forbedrer signal-støyforholdet (SNR) med 10× (20 dB)

Bruksområder

1. Girkassediagnostikk

Vanligste og kraftigste applikasjonen:

Isolering av girnett

• Gjennomsnitt synkront med det aktuelle utstyret
• Forbedrer utstyrets nettingmønster
• Demper andre gir og lagre
• Avslører individuelle tannfeil

Tann-for-tann-analyse

• Gjennomsnittlig bølgeform viser hvert tanninngrep tydelig
• Skadet tann fremstår som et avvik i mønsteret
• Kan identifisere hvilken spesifikk tann som er skadet
• Alvorlighetsvurdering fra avviksstørrelse

2. Forbedring av peilingsanalyse

• Gjennomsnitt over den ytre løpets periode for isolering av defekter i den ytre løpet
• Forbedrer periodiske påvirkninger fra lagerfeil
• Reduserer maskering fra andre vibrasjonskilder
• Spesielt nyttig i miljøer med mye støy

3. Torsjonsvibrasjon

• Forbedre torsjonskomponenter synkront med rotasjon
• Demp sideveis vibrasjon og støy
• Avslør torsjonsresonanser og eksitasjon

4. Balansering

• Forbedre amplitude og fase målenøyaktighet
• Spesielt i støyende omgivelser
• Mer pålitelig påvirkningskoeffisient besluttsomhet

Fordeler

Støyreduksjon

• Dramatisk forbedring i signal-til-støy-forholdet
• Kan trekke ut signaler begravd 20–30 dB under støynivå
• Gjør målinger mulige i tøffe miljøer

Feilsøking

• Skiller én komponents signatur fra andre
• Eksempel: isolere pinjongnett fra girnett i girkassen
• Identifiserer hvilken komponent som er defekt

Forbedret oppløsning

• Avslører subtile mønstre og feil
• Viser detaljer maskert i råsignalet
• Muliggjør tidlig feildeteksjon

Krav og begrensninger

Krav

• Turteller: Pålitelig avtrekker som aktiveres én gang per omdreining, er viktig
• Konstant hastighet: Hastigheten må være relativt konstant (±1–21TP³T)
• Tilstrekkelige gjennomsnitt: Vanligvis 50–200 omdreininger for gode resultater
• Periodisk signal: Forsterker bare virkelig periodiske komponenter

Begrensninger

• Undertrykker ikke-synkrone feil: Tilfeldige defekter, de fleste lagerfeil redusert
• Hastighetsvariasjoner: Hastighetsendringer under gjennomsnittlig uskarphet
• Tid som kreves: Må samle inn data over mange omdreininger
• Ikke sanntid: Etterbehandling kreves

Sammenligning med andre teknikker

Synkron gjennomsnittsberegning vs. lineær gjennomsnittsberegning

• Synkron: Gjennomsnitt i tidsdomenet, synkront med rotasjon, forbedrer periodisk
• Lineær: Gjennomsnittsberegner FFT-spektre, reduserer tilfeldig variasjon i alle frekvenser
• Brukstilfeller: Synkron for gir; lineær for generell spektrumutjevning

Synkron gjennomsnittsberegning vs. konvoluttanalyse

• Synkron gjennomsnittsberegning: Tidsdomene, forsterker periodiske mønstre
• Konvoluttanalyse: Frekvensdomene, oppdager repeterende påvirkninger
• Komplementær: Kan kombinere begge for omfattende analyse

Praktisk implementering

Oppsett

• Installer turteller med tydelig puls én gang per omdreining
• Angi antall gjennomsnitt (typisk 50–200)
• Definer signallengde (1 omdreining, 10 omdreininger osv.)
• Verifiser hastighetsstabilitet

Datainnsamling

• Innhent vibrasjonsdata over gjennomsnittsperioden
• Instrumentet segmenterer og beregner gjennomsnitt automatisk
• Vis gjennomsnittlig bølgeform
• Beregn ofte FFT av gjennomsnittlig signal (forbedret spektrum)

Tolkning

• Undersøk gjennomsnittlig bølgeform for periodiske mønstre
• Se etter avvik som indikerer feil
• Sammenlign med kjente, fungerende signaturer
• Kvantifiser defektens alvorlighetsgrad fra avviksamplitude

Avanserte variasjoner

Gear-synkron gjennomsnittsberegning

• Utløser fra det aktuelle giret (ikke akselen)
• Viser nettingmønsteret for det spesifikke utstyret
• Krever encoder eller multipuls-turteller

Gjennomsnittsberegning for flere ordener

• Gjennomsnittlig antall bestillinger samtidig
• Separate 1×, 2×, 3× komponenter
• Tilbyr omfattende bestillingsinnhold

Differansesignal

• Trekk gjennomsnittssignalet fra råsignalet
• Restverdier viser hva som ble fjernet (asynkrone komponenter)
• Nyttig for å identifisere lagerfeil etter fjerning av girnett

Synkron gjennomsnittsberegning er en sofistikert signalbehandlingsteknikk som dramatisk forbedrer synligheten av periodiske, hastighetssynkrone vibrasjonsmønstre samtidig som den undertrykker støy og asynkrone komponenter. Å mestre synkron gjennomsnittsberegning muliggjør avansert girkassediagnostikk, tidlig feildeteksjon i støyende miljøer og isolering av spesifikke komponentsignaturer i komplekse maskiner.

---

← Tilbake til hovedindeksen