Przebieg czasowy: podstawy analizy drgań

Definicja: Czym jest przebieg czasowy?

The przebieg czasowy (znany również jako sygnał domeny czasu) to surowy, nieprzetworzony sygnał z przetwornika drgań, takiego jak akcelerometr lub sonda zbliżeniowa. Jest to wykres przedstawiający chwilową amplitudę drgań na osi pionowej (Y) w funkcji czasu na osi poziomej (X). Jest to bezpośrednie odwzorowanie fizycznego ruchu maszyny tam i z powrotem w miejscu czujnika w krótkim okresie czasu.

Rola przebiegu czasowego w diagnostyce

Podczas gdy widmo częstotliwości (FFT) Choć jest podstawowym narzędziem do diagnozowania większości usterek maszyn w stanie ustalonym, przebieg czasowy jest niezbędnym i uzupełniającym narzędziem. FFT oblicza *uśrednioną* zawartość częstotliwości w czasie próbki. W ten sposób może czasami przesłonić zdarzenia krótkotrwałe, przejściowe lub nieokresowe. Przebieg czasowy jednak dokładnie pokazuje, co działo się w danej chwili, co czyni go lepszym narzędziem do analizy:

• Wydarzenia impulsywne: Wyraźnie widać ostre uderzenia, które często są pierwszym objawem uszkodzeń łożysk lub przekładni.
• Modulacja i uderzenia: Klasyczny wzór wzrostu i spadku bicie jest najwyraźniej widoczna na przebiegu czasowym.
• Wydarzenia przejściowe: Może rejestrować losowe, jednorazowe zdarzenia, które są następnie uśredniane w analizie FFT.
• Przycinanie sygnału: Natychmiast pokazuje, czy sygnał czujnika przekroczył zakres wejściowy analizatora, co spowodowałoby unieważnienie FFT.
• Pocieranie: Ostre, zniekształcone sygnały pochodzące z ocierania wirnika są często najbardziej widoczne w przebiegu.

Doświadczony analityk zawsze analizuje zarówno widmo, jak i przebieg czasowy, aby uzyskać pełny obraz stanu maszyny.

Jak analizować przebieg czasowy

Analiza przebiegu czasowego polega na badaniu jego kształtu i kluczowych cech.

1. Amplituda szczytowa

Maksymalna amplituda (szczyt) w przebiegu jest bezpośrednią miarą maksymalnej siły lub naprężenia zdarzenia. Wysoka amplituda szczytowa w sygnale o niskiej energii jest silnym wskaźnikiem uderzeń.

2. Ogólny kształt

Sprawna, dobrze wyważona maszyna często charakteryzuje się czystym, sinusoidalnym przebiegiem przy częstotliwości prędkości obrotowej. Zniekształcenia w tym kształcie wskazują na obecność innych częstotliwości lub sił. Na przykład „spłaszczony” lub „obcięty” wygląd jest klasycznym objawem luzu mechanicznego, gdzie ruch elementu jest ograniczony.

3. Powtarzające się wzorce i okresowość

Umieszczając kursory na wykresie, analityk może zmierzyć czas pomiędzy powtarzającymi się zdarzeniami.

• Pomiar czasu pomiędzy głównymi szczytami daje okres podstawowej wibracji, którą można odwrócić, aby znaleźć jej częstotliwość (Częstotliwość = 1 / Okres).
• Poszukiwanie mniejszych, powtarzających się oddziaływań „na głównej fali” może pomóc w ustaleniu dokładnej częstotliwości występowania usterek łożysk lub przekładni.

4. Parametry statystyczne

Wartości statystyczne obliczone na podstawie przebiegu czasowego stanowią silne wskaźniki diagnostyczne:

• RMS (średnia kwadratowa): Mierzy całkowitą zawartość energii w sygnale.
• Współczynnik szczytu: Stosunek amplitudy szczytowej do wartości RMS. Wysoki współczynnik szczytu (>>3) wskazuje na obecność silnego uderzenia.
• Kurtoza: Miara „szczytowości” sygnału. Wysoka wartość kurtozy jest bardzo wrażliwa na wczesne uszkodzenia łożysk.

Kształt fali kontra widmo: partnerstwo

Przebieg czasowy i widmo częstotliwości to dwa różne spojrzenia na te same dane, które najlepiej działają razem:

• The widmo doskonale nadaje się do oddzielania wielu blisko siebie występujących, ustalonych częstotliwości.
• The przebieg doskonale pokazuje rzeczywistą amplitudę uderzeń i charakter zdarzeń niestacjonarnych.

Na przykład widmo może wykazywać podwyższony poziom szumów, ale przebieg fali ujawni, że przyczyną jest seria powtarzających się uderzeń o niskiej amplitudzie, pochodzących z rozwijającej się usterki łożyska.

← Powrót do indeksu głównego