Înțelegerea benzilor laterale în analiza vibrațiilor

Definiție: Ce sunt benzile laterale?

Benzi laterale sunt vârfuri de frecvență mici care apar într-un spectru FFT la intervale egale de o parte și de alta a unei frecvențe centrale mai mari, cunoscută sub numele de frecvența purtătoareiPrezența benzilor laterale este un semn definitiv al modulare—o situație în care o frecvență este „imprimată” peste alta. Spațierea benzilor laterale este egală cu frecvența semnalului de modulație. Benzile laterale sunt unul dintre cele mai puternice și definitive instrumente de diagnosticare în analiza vibrațiilor, în special pentru detectarea defecțiunilor cutiei de viteze și a rulmenților.

Cum sunt generate benzile laterale?

Benzile laterale sunt create atunci când amplitudinea unui semnal de vibrație primar (purtătorul) se modifică în timp de către un al doilea semnal, mai lent (modulatorul). Un exemplu clasic este un dinte de angrenaj defect:

• The Frecvența angrenajului angrenajului (GMF) este frecvența purtătoare. Aceasta este o frecvență înaltă generată de angrenarea normală a dinților roții dințate.
• Un singur dinte fisurat la acea roată dințată va crea un impact o dată pe rotație. Acest impact modulează sau modifică amplitudinea semnalului GMF de fiecare dată când dintele defect intră în angrenaj.
• The viteză de rotație a angrenajului este frecvența de modulație.

Rezultatul în spectrul FFT este un vârf mare la GMF (purtătorul) cu vârfuri mai mici ale benzii laterale pe ambele părți, distanțate la viteza de rotație a roții dințate. Acest model dovedește definitiv că există o defecțiune și că aceasta este localizată pe roata dințată respectivă.

Formula este: Frecvența benzii laterale = Frecvența purtătoarei ± (n × Frecvența de modulație), unde n=1, 2, 3…

Aplicații cheie în diagnosticarea mașinilor

1. Diagnosticarea cutiei de viteze

Aceasta este principala aplicație pentru analiza benzilor laterale.

• Benzile laterale din jurul GMF: Dacă în jurul GMF-ului său apar benzi laterale distanțate la viteza de rulare a unei roți dințate, acest lucru indică o defecțiune a roții dințate respective (de exemplu, un dinte crăpat, un dinte uzat sau o excentricitate).
• Benzile laterale din jurul armonicelor GMF: Defectele severe vor genera adesea benzi laterale și în jurul GMF 2x și 3x.
• Frecvența dinților de vânătoare: În seturile de angrenaje complexe, benzile laterale specifice, care nu sunt numere întregi, pot identifica defecte care apar numai atunci când doi dinți specifici de pe angrenaje diferite intră în contact.

2. Diagnosticarea rulmenților cu elemente de rostogolire

Benzile laterale sunt, de asemenea, esențiale pentru confirmarea defectelor rulmenților, în special a defectelor din interiorul căii de rulare.

• Un defect la rasă interioară se rotește și, pe măsură ce se mișcă în și din zona de sarcină a rulmentului, amplitudinea impacturilor pe care le generează se va schimba.
• Aceasta provoacă modulația amplitudinii frecvenței defectelor de cursă internă (BPFI).
• Spectrul rezultat prezintă un vârf la BPFI cu benzi laterale distanțate la 1x viteza de rotație a arboreluiObservarea acestui model este un indicator cu încredere foarte mare al unui defect rasei interne.

3. Diagnosticarea motoarelor electrice

Problemele cu barele rotorului într-un motor cu inducție de curent alternativ pot cauza apariția benzilor laterale în jurul vârfului de viteză de funcționare 1x. Aceste benzi laterale sunt distanțate la frecvența de trecere a polului, care este frecvența de alunecare a motorului înmulțită cu numărul de poli ai motorului.

Considerații privind analiza

Pentru a utiliza eficient analiza benzilor laterale, sunt esențiale date de înaltă calitate:

• Rezoluție înaltă: O FFT de înaltă rezoluție (de exemplu, 3200 sau 6400 de linii) este necesară pentru a putea vedea clar vârfurile benzilor laterale și a măsura cu precizie distanța dintre ele. La o rezoluție scăzută, benzile laterale vor fi „împrăștiate” împreună cu vârful purtătoarei.

– În tendințe: Numărul și amplitudinea benzilor laterale sunt un bun indicator al severității faliei. Pe măsură ce o falie se agravează, vor apărea mai multe benzi laterale, iar amplitudinea lor va crește.

• FFT cu zoom: Această funcție a unui analizor de date permite analistului să „măriți” un interval de frecvențe specific cu o rezoluție foarte mare pentru a confirma prezența și spațierea benzilor laterale.

Când un analist găsește un model clar de bandă laterală, acest lucru crește încrederea în diagnosticarea unei erori de la „posibil” la „foarte probabil”.

← Înapoi la indexul principal