Zrozumienie widma obwiedni
Definicja: Czym jest widmo obwiedni?
Widmo obwiedni jest częstotliwością widmo uzyskane poprzez obliczenie FFT sygnału obwiedni (z demodulacją amplitudową) z analiza koperty. Ujawnia częstotliwość powtarzania uderzeń lub modulacji wibracji o wysokiej częstotliwości, co czyni ją najskuteczniejszą techniką wykrywania wady łożysk tocznych. Podczas gdy standardowa FFT pokazuje częstotliwości nośne (rezonanse wzbudzane przez uderzenia), widmo obwiedni pokazuje częstotliwości modulujące (szybkość, z jaką występują uderzenia), odpowiadające bezpośrednio częstotliwości uszkodzeń łożysk takie jak BPFO, BPFI, BSF i FTF.
Widmo obwiedni ma się do diagnostyki łożysk tak, jak standardowa FFT brak równowagi oraz niewspółosiowość wykrywanie — podstawowe narzędzie diagnostyczne, które umożliwia wczesne wykrywanie usterek poprzez wyodrębnianie częstotliwości diagnostycznych z wysokoczęstotliwościowego “szumu”, którego standardowa analiza FFT nie jest w stanie skutecznie analizować.
Jak generowane jest widmo obwiedni
Proces analizy koperty
- Filtr pasmowo-przepustowy: Filtruj surowo wibracja sygnał do pasma wysokich częstotliwości (np. 1-10 kHz)
- Detekcja obwiedni (demodulacja): Wyodrębnij obwiednię amplitudy przefiltrowanego sygnału
- Filtr dolnoprzepustowy: Gładka koperta (usuń resztki nośnika)
- FFT: Oblicz widmo częstotliwości sygnału obwiedni
- Wynik: Widmo obwiedni pokazujące częstotliwość powtarzania uderzeń
Co przedstawia koperta
- Wibracje o wysokiej częstotliwości (nośne) modulowane przez uderzenia łożysk (modulacja)
- Obwiednia wyodrębnia modulację (powtarzalny wzór uderzenia)
- FFT obwiedni pokazuje częstotliwości modulacji
- Częstotliwości modulacji = częstotliwości uszkodzeń łożysk
Odczyt widm kopertowych
Zdrowe łożysko
- Niski ogólny poziom obwiedni
- Płaskie lub łagodnie nachylone widmo
- Brak wyraźnych szczytów
- Poziom szumów równy lub niższy od czułości instrumentu
Wadliwe łożysko
- Główny szczyt: Przy częstotliwości uszkodzeń łożysk (BPFO, BPFI, BSF lub FTF)
- Harmonia: 2×, 3×, 4× częstotliwości występowania usterek w miarę pogarszania się usterki
- Wstęgi boczne: Wokół częstotliwości błędów w odstępie klatki (FTF) lub prędkości biegu (1×)
- Podwyższona podłoga: Całkowity poziom hałasu wzrasta wraz ze zużyciem łożyska
Wskaźniki ważności
- Amplituda szczytowa: Większa amplituda = poważniejsza wada
- Liczba harmonicznych: Więcej harmonicznych = bardziej zaawansowane obrażenia
- Złożoność wstęgi bocznej: Rozległe pasma boczne wskazują na modulację, często jej nasilenie
- Wzrost poziomu szumów: Podwyższona podłoga wskazuje na rozległe pogorszenie stanu powierzchni
Zalety w porównaniu ze standardową FFT
Wczesne wykrywanie
- Wykrywa wady łożysk 6–18 miesięcy wcześniej niż standardowa FFT
- Wrażliwy na mikroodpryski niewidoczne w widmie prędkości
- Zapewnia maksymalny czas realizacji planowania konserwacji
Wyczyść sygnatury błędów
- Częstotliwości występowania usterek łożysk są widoczne i łatwe do zidentyfikowania
- Mniejsze zakłócenia spowodowane brakiem równowagi i niewspółosiowością (odfiltrowane)
- Wzory pasm bocznych wyraźnie widoczne
- Przejrzystość diagnostyczna wyższa niż w standardowym spektrum
Wykrywanie zdarzeń o niskiej energii
- Małe uderzenia łożysk generują niewielką energię w standardowej analizie FFT
- Ale skutecznie wzbudzają rezonanse o wysokiej częstotliwości
- Analiza obwiedni wzmacnia te słabe sygnały diagnostyczne
Wytyczne dotyczące interpretacji
Identyfikacja błędów
- Oblicz częstotliwości łożysk: BPFO, BPFI, BSF, FTF dla łożysk zainstalowanych
- Widmo koperty wyszukiwania: Szukaj szczytów przy obliczonych częstotliwościach (tolerancja ±5%)
- Szczyt meczu: Która obliczona częstotliwość odpowiada zaobserwowanemu szczytowi?
- Sprawdź za pomocą harmonicznych: Sprawdź harmoniczne 2×, 3×
- Sprawdź pasma boczne: Odstępy między pasmami bocznymi zapewniają dodatkowe potwierdzenie
- Rozpoznać chorobę: Szczyt przy BPFO = bieżnia zewnętrzna; BPFI = bieżnia wewnętrzna; BSF = element toczny; FTF = klatka
Ocena stopnia zagrożenia
- Początkowy (koperta 0,5-1 g): Mały szczyt, brak harmonicznych, monitoruj co miesiąc
- Wczesny (1-3g): Wyraźny szczyt, 1-2 harmoniczne, monitoruj co tydzień, planuj miesiące wymiany
- Umiarkowany (3-10g): Silny szczyt, wiele harmonicznych, pasma boczne, tygodnie wymiany planu
- Zaawansowany (>10g): Bardzo duża amplituda, dużo harmonicznych, podniesiona podłoga, pilna wymiana
Praktyczne zastosowanie
Rutynowe monitorowanie
- Uwzględnij spektrum obwiedni w trasach monitorowania stanu
- Amplituda obwiedni trendu przy częstotliwościach uszkodzeń łożysk
- Wcześniejsze wykrywanie niż w przypadku ogólnego trendu wibracji
- Identyfikacja konkretnych usterek a ogólny wzrost wibracji
Rozwiązywanie problemów
- Gdy ogólne drgania są podwyższone, ale standardowa FFT jest niejasna
- Podejrzenie problemów z łożyskami
- Weryfikacja konieczności wymiany łożyska
- Identyfikacja łożyska w maszynie wielołożyskowej
Związek z analizą obwiedni
- Analiza koperty: Pełny proces (filtrowanie + demodulacja + FFT)
- Widmo koperty: Wynikowy wykres częstotliwości z analizy obwiedni
- Sygnał obwiedni: Sygnał demodulowany w dziedzinie czasu (krok pośredni)
- Warunki: Często używane zamiennie, ale technicznie rzecz biorąc, widmo obwiedni to wyjście
Widmo obwiedni to złoty standard w wykrywaniu usterek łożysk w analizie drgań. Jego zdolność do ujawniania częstotliwości usterek łożysk na miesiące przed ich pojawieniem się w standardowych widmach, w połączeniu z wyraźnymi wzorcami diagnostycznymi i możliwością identyfikacji konkretnych usterek, sprawia, że analiza widma obwiedni jest niezbędnym narzędziem w programach konserwacji predykcyjnej urządzeń wirujących.
EN 
AR 
AZ 
BG 
ZH 
HR 
CS 
DA 
NL 
ET 
FI 
FR 
DE 
KA 
EL 
HE 
HI 
HU 
ID 
IT 
JA 
KO 
LV 
LT 
MS 
NB 
FA 
PL 
PT_BR 
PT 
RO 
SR 
SK 
SL 
ES 
SV 
TH 
TR 
UR 
UK 
VI 