Inzicht in orderanalyse voor machines met variabele snelheid

Definitie: Wat is orderanalyse?

Orderanalyse is een gespecialiseerde trillingsanalysetechniek die gebruikt wordt voor machines die met verschillende snelheden werken. In plaats van de trillingsamplitude uit te zetten tegen een vaste frequentie-as (in Hz of CPM), wordt de amplitude uitgezet tegen "orders". volgorde is een veelvoud van de primaire rotatiesnelheid van de machine. Bijvoorbeeld, de eerste orde is de trilling die optreedt bij exact de loopsnelheid (1x), de tweede orde is bij tweemaal de loopsnelheid (2x), enzovoort.

Waarom is standaard FFT een probleem voor machines met variabele snelheid?

Een standaard Fast Fourier Transform (FFT)-analyse werkt door data gedurende een vaste tijdsperiode te bemonsteren. Dit werkt perfect voor machines met een constant toerental. Als de snelheid van de machine echter verandert tijdens de data-acquisitieperiode, wordt het resulterende FFT-spectrum "versmeerd". Een trillingscomponent die direct gekoppeld is aan de loopsnelheid (zoals onbalans bij 1x) zal zijn energie over meerdere frequentiebereiken verspreiden naarmate de snelheid verandert, wat resulteert in een brede piek met een lage amplitude die moeilijk af te lezen en een nauwkeurige trend te volgen is. Orderanalyse is ontwikkeld om dit specifieke probleem op te lossen.

De oplossing: ordertracking

Orderanalyse is gebaseerd op een techniek genaamd bestelling volgenHiervoor is een tweede sensor nodig, een toerenteller (of "tacho"), die een puls per omwenteling van de roterende as levert. De trillingsanalysator gebruikt dit tachosignaal als een dynamische tijdbasis. In plaats van gegevens te bemonsteren op basis van een vaste interne klok (bijv. elke milliseconde), bemonstert hij gegevens op basis van de rotatiehoek van de as (bijv. elke graad rotatie). Dit proces staat ook bekend als herbemonstering in het hoekdomein.

Door de data-acquisitie te synchroniseren met de daadwerkelijke beweging van de as, wordt het resulterende spectrum uitgedrukt in ordes, niet in frequentie. Als de machine nu versnelt of vertraagt, blijft de 1x onbalanspiek een scherpe, heldere piek in de eerste orde bin, waardoor het smearing-effect volledig wordt geëlimineerd.

Belangrijkste toepassingen van orderanalyse

Orderanalyse is essentieel voor elke machine die niet met één constante snelheid werkt. Veelvoorkomende toepassingen zijn onder andere:

• Voertuig- en motortesten: Analyse van trillingen van de motor, transmissie en aandrijflijn over het volledige toerenbereik.
• Windturbines: De rotorsnelheid varieert voortdurend met de windsnelheid, waardoor een ordeanalyse essentieel is.

– Analyse van machine-opstart en -afloop: Het analyseren van trillingsgegevens tijdens het opstarten of uitschakelen van een machine is een krachtige manier om kritische snelheden en resonanties te identificeren. Orderanalyse maakt deze grafieken (zoals Bode- en watervalgrafieken) duidelijk en gemakkelijk te lezen.

• Reciprocerende machines: Analyse van compressoren en motoren waarbij het momentane toerental kan fluctueren.
• Zware machines: Grondverzetmachines, mijnbouwvoertuigen en andere machines met variabele snelheidsaandrijvingen.

Hoe worden orderanalysegegevens weergegeven?

De resultaten van orderanalyse worden doorgaans op verschillende manieren bekeken:

• Bestel Spectrum: Een grafiek van amplitude versus orders, vergelijkbaar met een standaard FFT, maar met orders op de x-as.
• Waterval- of cascadeperceel: Een 3D-grafiek van een reeks ordespectra die op elkaar gestapeld zijn terwijl de snelheid van de machine verandert. Dit laat duidelijk zien hoe de amplitude van elke orde verandert met het toerental.
• Bode-plot: Een grafiek die wordt gebruikt bij opstart-/aflooptests en die de amplitude en fase van een specifieke orde (meestal 1x en 2x) weergeeft als functie van de machinesnelheid.
• Campbell-diagram: Een gespecialiseerd diagram waarbij de orderlijnen over de natuurlijke frequenties van het systeem worden gelegd om potentiële resonantiepunten (waar een orderlijn een natuurlijke frequentielijn kruist) duidelijk te identificeren.

Orderanalyse is een krachtig en onmisbaar hulpmiddel voor het nauwkeurig diagnosticeren van de gezondheid van elke machine die op verschillende snelheden werkt.

← Terug naar hoofdindex