De tijdgolfvorm: de basis van trillingsanalyse

Definitie: Wat is een tijdgolfvorm?

De tijdgolfvorm (ook wel tijdsdomeinsignaal genoemd) is het ruwe, onbewerkte signaal van een trillingstransducer, zoals een accelerometer of nabijheidssensor. Het is een grafiek die de momentane amplitude van de trilling op de verticale (Y) as uitzet tegen de tijd op de horizontale (X) as. Het is een directe weergave van de fysieke heen-en-weergaande beweging van de machine ter hoogte van de sensorlocatie gedurende een korte periode.

De rol van de tijdgolfvorm in diagnostiek

Terwijl de frequentiespectrum (FFT) De tijdgolfvorm is het belangrijkste hulpmiddel voor het diagnosticeren van de meeste storingen in stationaire machines. De tijdgolfvorm is een onmisbaar en aanvullend hulpmiddel. De FFT berekent de frequentie-inhoud *gemiddeld* over de tijd van het monster. Hierdoor kunnen soms kortdurende, transiënte of niet-periodieke gebeurtenissen worden verhuld. De tijdgolfvorm laat echter precies zien wat er van moment tot moment gebeurde, waardoor deze superieur is voor het analyseren van:

• Impulsieve gebeurtenissen: Het is duidelijk zichtbaar bij harde stoten, die vaak het eerste teken zijn van lager- of tandwieldefecten.
• Modulatie en beats: Het klassieke stijgings- en dalingspatroon van slaan is het duidelijkst zichtbaar in de tijdgolfvorm.
• Tijdelijke gebeurtenissen: Het kan willekeurige, eenmalige gebeurtenissen vastleggen die in een FFT gemiddeld zouden worden.
• Signaalclipping: Het geeft direct aan of het sensorsignaal het invoerbereik van de analysator overschrijdt, waardoor de FFT ongeldig wordt.
• Wrijven: De scherpe, vervormde signalen die ontstaan door het wrijven van de rotor zijn vaak het duidelijkst te zien in de golfvorm.

Een ervaren analist bekijkt altijd zowel het spectrum als de tijdgolfvorm om een compleet beeld te krijgen van de gezondheid van de machine.

Hoe een tijdgolfvorm te analyseren

Bij het analyseren van een tijdgolfvorm worden de vorm en de belangrijkste kenmerken ervan onderzocht.

1. Piekamplitude

De maximale amplitude (piek) in de golfvorm is een directe maat voor de maximale kracht of spanning van een gebeurtenis. Een hoge piekamplitude in een verder energiearm signaal is een sterke indicator van impact.

2. Algemene vorm

Een gezonde, goed uitgebalanceerde machine heeft vaak een zuivere, sinusvormige golfvorm bij de frequentie van de draaisnelheid. Vervormingen in deze vorm duiden op de aanwezigheid van andere frequenties of krachten. Een "afgeplatte" of "afgeknepen" vorm is bijvoorbeeld een klassiek teken van mechanische losheid, waarbij de beweging van het onderdeel wordt beperkt.

3. Repetitieve patronen en periodiciteit

Door cursors op het diagram te plaatsen, kan een analist de tijd tussen herhaalde gebeurtenissen meten.

• Door de tijd tussen de belangrijkste pieken te meten, krijgt u de periode van de fundamentele trilling, die omgekeerd kan worden om de frequentie ervan te vinden (Frequentie = 1 / Periode).
• Door te zoeken naar kleinere, herhaaldelijke schokken die op de hoofdgolfvorm 'meebewegen', kunt u de precieze frequentie van lager- of tandwielstoringen vaststellen.

4. Statistische parameters

Statistische waarden berekend uit de tijdgolfvorm zijn krachtige diagnostische indicatoren:

• RMS (Root Mean Square): Meet de totale energie-inhoud van het signaal.
• Crestfactor: De verhouding tussen de piekamplitude en de RMS-waarde. Een hoge crestfactor (>>3) duidt op de aanwezigheid van sterke impact.
• Kurtosis: Een maatstaf voor de "piek" van het signaal. Een hoge kurtosiswaarde is zeer gevoelig voor lagerfouten in een vroeg stadium.

Waveform versus spectrum: een partnerschap

De tijdgolfvorm en het frequentiespectrum zijn twee verschillende weergaven van dezelfde gegevens en ze werken het beste samen:

• De spectrum excelleert in het scheiden van meerdere, dicht op elkaar liggende, stationaire frequenties.
• De golfvorm blinkt uit in het tonen van de werkelijke omvang van de gevolgen en de aard van niet-stationaire gebeurtenissen.

Het spectrum kan bijvoorbeeld een verhoogde ruisvloer vertonen, maar de golfvorm laat zien dat de oorzaak hiervan een reeks van herhaaldelijke, lage amplitude-effecten is, veroorzaakt door een defect aan een lager.

← Terug naar hoofdindex