Zrozumienie analizy kolejności dla maszyn o zmiennej prędkości

Definicja: Czym jest analiza zamówień?

Analiza zamówień to specjalistyczna technika analizy drgań stosowana w maszynach pracujących z różnymi prędkościami. Zamiast wykreślać amplitudę drgań względem stałej osi częstotliwości (w Hz lub CPM), wykreśla amplitudę względem „rzędów”. zamówienie jest wielokrotnością głównej prędkości obrotowej maszyny. Na przykład, drgania pierwszego rzędu występują przy dokładnie takiej samej prędkości obrotowej (1x), drgania drugiego rzędu przy dwukrotnie większej prędkości obrotowej (2x) i tak dalej.

Dlaczego standardowa transformata Fouriera (FFT) stanowi problem dla maszyn o zmiennej prędkości?

Standardowa analiza szybkiej transformaty Fouriera (FFT) polega na próbkowaniu danych w ustalonym okresie czasu. Działa to doskonale w przypadku maszyn o stałej prędkości. Jednakże, jeśli prędkość maszyny zmienia się w trakcie akwizycji danych, widmo FFT staje się „rozmyte”. Składowa drgań bezpośrednio powiązana z prędkością obrotową (np. niewyważenie przy 1x) będzie miała energię rozproszoną na wiele przedziałów częstotliwości wraz ze zmianą prędkości, co skutkuje szerokim pikiem o niskiej amplitudzie, trudnym do odczytania i precyzyjnego określenia trendu. Analiza rzędów została opracowana w celu rozwiązania tego konkretnego problemu.

Rozwiązanie: śledzenie zamówień

Analiza zamówień opiera się na technice zwanej śledzenie zamówienia. Wymaga to drugiego czujnika, tachometr (lub „tacho”), który generuje impuls z obracającego się wału raz na obrót. Analizator drgań wykorzystuje ten sygnał tacho jako dynamiczną bazę czasu. Zamiast próbkować dane na podstawie stałego zegara wewnętrznego (np. co milisekundę), próbkuje dane na podstawie kąta obrotu wału (np. co stopień). Ten proces jest również znany jako ponowne próbkowanie w dziedzinie kątów.

Dzięki synchronizacji akwizycji danych z rzeczywistym ruchem wału, widmo wynikowe jest wyrażone w rzędach, a nie częstotliwościach. Teraz, jeśli maszyna przyspiesza lub zwalnia, pik niewyważenia 1x pozostanie ostrym, wyraźnym pikiem w przedziale 1. rzędu, całkowicie eliminując efekt rozmycia.

Kluczowe zastosowania analizy zamówień

Analiza kolejności jest niezbędna dla każdej maszyny, która nie pracuje z jedną, stałą prędkością. Typowe zastosowania obejmują:

• Testowanie pojazdów i silników: Analiza drgań silnika, skrzyni biegów i układu napędowego w całym zakresie obrotów na minutę.
• Turbiny wiatrowe: Prędkość wirnika zmienia się w sposób ciągły w zależności od prędkości wiatru, dlatego analiza kolejności jest niezbędna.

– Analiza rozruchu i wybiegu maszyny: Analiza danych o drganiach podczas uruchamiania i wyłączania maszyny to skuteczny sposób na identyfikację krytycznych prędkości i rezonansów. Analiza rzędów sprawia, że te wykresy (podobnie jak wykresy Bodego i wodospadu) są przejrzyste i łatwe do odczytania.

• Maszyny posuwisto-zwrotne: Analiza sprężarek i silników, w których mogą występować wahania prędkości chwilowej.
• Ciężki sprzęt: Sprzęt do robót ziemnych, pojazdy górnicze i inne maszyny z napędem o zmiennej prędkości.

Jak wyświetlane są dane z analizy zamówień?

Wyniki analizy zamówień można zazwyczaj przeglądać na kilka sposobów:

• Zamów Spectrum: Wykres amplitudy w funkcji rzędów, podobny do standardowej FFT, ale z rzędami na osi x.
• Działka kaskadowa lub wodospadowa: Trójwymiarowy wykres przedstawiający serię widm rzędów nakładających się na siebie w miarę zmiany prędkości maszyny. Wyraźnie pokazuje, jak amplituda każdego rzędu zmienia się wraz z liczbą obrotów na minutę.
• Fabuła Bodego: Wykres używany w testach rozbiegu/wybiegu, pokazujący amplitudę i fazę określonego rzędu (zwykle 1x i 2x) jako funkcję prędkości maszyny.
• Diagram Campbella: Specjalistyczny wykres nakładający linie porządku na naturalne częstotliwości układu w celu wyraźnego zidentyfikowania potencjalnych punktów rezonansowych (miejsc, w których linia porządku przecina linię naturalnej częstotliwości).

Analiza zamówień to potężne i niezastąpione narzędzie umożliwiające dokładną diagnozę stanu każdej maszyny pracującej w szerokim zakresie prędkości.

← Powrót do indeksu głównego