Forma de undă temporală: Fundamentul analizei vibrațiilor

Definiție: Ce este o formă de undă temporală?

The formă de undă temporală (cunoscut și sub denumirea de semnal în domeniul timpului) este semnalul brut, neprocesat, de la un traductor de vibrații, cum ar fi un accelerometru sau o sondă de proximitate. Este un grafic care reprezintă amplitudinea instantanee a vibrației pe axa verticală (Y) în funcție de timp pe axa orizontală (X). Este o reprezentare directă a mișcării fizice înainte și înapoi a mașinii la locația senzorului pe o perioadă scurtă de timp.

Rolul formei de undă temporale în diagnosticare

În timp ce spectrul de frecvență (FFT) Deși este instrumentul principal pentru diagnosticarea majorității defecțiunilor mașinilor în regim staționar, forma de undă temporală este un instrument indispensabil și complementar. FFT calculează conținutul de frecvență *mediat* pe durata eșantionului. Procedând astfel, poate uneori să mascheze evenimente de scurtă durată, tranzitorii sau neperiodice. Cu toate acestea, forma de undă temporală arată exact ce s-a întâmplat de la un moment la altul, ceea ce o face superioară pentru analiza:

• Evenimente impulsive: Prezintă în mod clar impacturi puternice, care sunt adesea primul semn al defectelor la rulmenți sau angrenaje.
• Modulație și ritmuri: Modelul clasic de creștere și scădere a bătaie se observă cel mai clar în forma de undă temporală.
• Evenimente tranzitorii: Poate capta evenimente aleatorii, unice, care ar fi mediate într-o FFT.
• Decuparea semnalului: Arată imediat dacă semnalul senzorului a depășit intervalul de intrare al analizorului, ceea ce ar invalida FFT-ul.
• Frecări: Semnalele ascuțite și distorsionate de la frecarea rotorului sunt adesea cele mai evidente în forma de undă.

Un analist priceput analizează întotdeauna atât spectrul, cât și forma de undă temporală pentru a obține o imagine completă a stării de funcționare a mașinii.

Cum se analizează o formă de undă temporală

Analizarea unei forme de undă temporale implică examinarea formei și a caracteristicilor sale cheie.

1. Amplitudinea de vârf

Amplitudinea maximă (vârf) din forma de undă este o măsură directă a forței sau stresului maxim al unui eveniment. O amplitudine de vârf mare într-un semnal cu energie altfel scăzută este un indicator puternic al impacturilor.

2. Forma generală

O mașină sănătoasă și bine echilibrată va avea adesea o formă de undă sinusoidală curată la frecvența vitezei de funcționare. Distorsiunile de această formă indică prezența altor frecvențe sau forțe. Un aspect „aplatizat” sau „tăiat”, de exemplu, este un semn clasic de slăbire mecanică în care mișcarea componentei este constrânsă.

3. Modele repetitive și periodicitate

Prin plasarea cursoarelor pe grafic, un analist poate măsura timpul dintre evenimentele repetitive.

• Măsurarea timpului dintre vârfurile majore oferă perioadă a vibrației fundamentale, care poate fi inversată pentru a-i găsi frecvența (Frecvență = 1 / Perioadă).
• Căutarea impacturilor repetitive mai mici care „se manifestă” pe forma de undă principală poate ajuta la identificarea frecvenței precise a defecțiunilor la rulmenți sau angrenaje.

4. Parametri statistici

Valorile statistice calculate din forma de undă temporală sunt indicatori de diagnostic puternici:

• RMS (Rădăcina medie pătratică): Măsoară conținutul energetic total al semnalului.
• Factorul de creastă: Raportul dintre amplitudinea de vârf și valoarea RMS. Un factor de creastă ridicat (>>3) indică prezența unui impact puternic.
• Kurtoză: O măsură a „vârfului” semnalului. O valoare mare a kurtozei este foarte sensibilă la defectele de rulment aflate în stadiu incipient.

Formă de undă vs. Spectru: Un parteneriat

Forma de undă temporală și spectrul de frecvență sunt două perspective diferite ale acelorași date și funcționează cel mai bine împreună:

• The spectru excelează la separarea mai multor frecvențe staționare, aflate la distanțe apropiate.
• The formă de undă excelează în a arăta amplitudinea reală a impacturilor și natura evenimentelor în stare nestaționară.

De exemplu, spectrul ar putea arăta un prag de zgomot ridicat, dar forma de undă va dezvălui că cauza este o serie de impacturi repetitive, de amplitudine mică, provenite de la un defect al rulmentului în curs de dezvoltare.

← Înapoi la indexul principal