Časovna valovna oblika: temelj analize vibracij
Spletna stran časovni potek signala - imenovan tudi signal v časovni domeni, je neobdelan, neobdelan signal, ki prihaja neposredno iz pretvornik vibracij kot je merilnik pospeška ali sonda za bližino. To je graf, ki prikazuje trenutne vrednosti amplituda o vibracije na navpični osi (Y) glede na čas na vodoravni osi (X). Z drugimi besedami, to je neposredna, trenutna slika fizičnega gibanja stroja nazaj in naprej na lokaciji senzorja v kratkem časovnem obdobju - izvirni zapis, iz katerega izhajajo vsi drugi pogledi na podatke.
1. Opredelitev: Kaj je časovna valovna oblika?
Senzor pred kakršno koli matematično obdelavo proizvaja neprekinjeno spreminjajočo se napetost, ki je sorazmerna z gibanjem. Ko to napetost vzorčimo in prikažemo v odvisnosti od časa, dobimo časovno obliko valovanja. To je najbolj dobesedna predstavitev vibracij: nič ni bilo povprečeno, filtrirano ali preoblikovano. Vsako drugo orodje, ki ga analitik uporablja - spekter, statistični kazalniki, orbitalni diagrami - je izračunano od tega signala, zato je razumevanje valovne oblike temelj vsega analiza vibracij.
Ker valovna oblika ohranja pravo zaporedje dogodkov, odgovori na vprašanje, ki ga frekvenčna domena ne more odgovoriti: ne samo ki frekvence so prisotne, vendar točno ko in . kako težko vsak dogodek, ki je bil prizadet.
2. Vloga časovnega valovanja v diagnostiki
Medtem ko frekvenčni spekter (FFT) je glavno orodje za diagnosticiranje večine okvar strojev v stabilnem stanju, je časovni potek nepogrešljiv in dopolnilni partner. . Hitra pretvorba (FFT) izračuna vsebnost frekvence. povprečje v času trajanja vzorca, pri čemer lahko zabriše ali skrije kratkotrajne, prehodne ali neperiodične dogodke. Valovna oblika natančno prikazuje, kaj se je zgodilo od enega do drugega trenutka, zaradi česar je odlična za analizo:
- Impulzivni dogodki: jasno kaže ostre udarce, ki so pogosto prvi znak ležaj ali napake zobnikov.
- Modulacija in udarci: klasični vzorec vzpona in padca utripanje je najbolj jasno vidno v časovni valovni obliki.
- Prehodni dogodki: lahko zajame naključne, enkratne dogodke, ki bi jih FFT preprosto povprečil.
- Obrezovanje signala: takoj razkrije, ali je signal senzorja presegel vhodno območje analizatorja - stanje, ki bi v celoti razveljavilo FFT.
- Drgnjenja: ostri, popačeni podpis drgnjenje rotorja je pogosto najbolj očitna v obliki vala.
Zato izurjen analitik vedno pregleda tako spekter kot časovni potek skupaj; če se zanaša samo na eno, ostane del zgodbe o napravi nepovedan.
3. Kako analizirati časovno obliko vala
Pri branju valovne oblike je treba preučiti njeno obliko in nekaj ključnih značilnosti. Pomembne so tudi nastavitve, uporabljene za zajemanje - dolžina vzorca mora biti dovolj dolga, da zajame več obratov gredi, frekvenca vzorčenja pa dovolj visoka, da se izognemo aliasiranje visokofrekvenčne vsebine, ki jo ustvarjajo vplivi.
Vršna amplituda
Največja amplituda - vrh - je neposredno merilo največje sile ali napetosti v dogodku. Visok vrh v sicer nizkoenergijskem signalu je močan pokazatelj udarca. Ker so udarci tako kratki, analitiki pogosto preučujejo pravi vrh namesto glajene vrednosti in jo lahko navede od vrha do vrha za signale premikanja.
Splošna oblika
Zdrav, dobro uravnotežen stroj običajno proizvaja čisto sinusoidno valovno obliko na hitrost teka frekvenca. Izkrivljanje te oblike razkriva prisotnost drugih frekvenc ali sil. “Sploščen” ali “obrezan” videz je na primer klasičen znak mehanska ohlapnost, kjer je gibanje sestavnega dela fizično omejeno na skrajnih mejah gibanja.
Ponavljajoči se vzorci in periodičnost
Z namestitvijo kazalcev na graf lahko analitik izmeri čas med ponavljajočimi se dogodki.
- Čas med glavnimi vrhovi določa obdobje temeljne vibracije, ki se obrne neposredno v njeno frekvenca (frekvenca = 1 / perioda).
- Manjši, ponavljajoči se udarci, ki “jezdijo” na glavni valovni obliki, lahko natančno določijo pogostost ponavljanja okvare ležaja ali zobnika - pogosto še preden je ta okvara jasno vidna v spektru.
Statistični parametri
Vrednosti, izračunane iz valovne oblike, so zmogljivi in kompaktni diagnostični kazalniki:
- RMS (koren povprečne kvadratne vrednosti): meri splošno energijsko vsebnost signala in spremlja splošno resnost.
- Faktor konice: razmerje med največjo amplitudo in efektivno vrednostjo. Visok faktor vrha (precej nad 3) kaže na močan udarec ob sicer skromni energijski ravni.
- Kurtoza: je merilo “vrhunskosti” signala, ki je zelo občutljivo na okvare ležajev v zgodnji fazi in se pogosto poveča pred efektivno vrednostjo.
4. Zajemanje valovne oblike na terenu
Oblika valovanja je uporabna le, če je na delujočem računalniku zajeta čisto. Prenosni dvokanalni instrument, kot je npr. Balanset-1A poleg spektra FFT beleži tudi surov časovni signal iz merilnikov pospeška, tako da lahko analitik na kraju samem preklaplja med obema pogledoma na isto meritev. Če med delovanjem stroja vidite potek valovanja v živo, je takoj jasno, ali je signal obrezan, ali so prisotni ostri udarci in ali je zajeto okno dovolj dolgo in stabilno, da mu lahko zaupate - preverjanja, ki jih je veliko težje opraviti samo na podlagi obdelanega spektra.
5. Valovna oblika v primerjavi s spektrom: Partnerstvo
Časovni potek in frekvenčni spekter sta dva različna pogleda na iste podatke in se najbolje obneseta v kombinaciji, ne pa v konkurenci:
- Spletna stran spekter se odlikuje pri ločevanju več tesno med seboj oddaljenih ustaljenih frekvenc - na primer pri ločevanju hitrosti teka harmoniki iz bližnje komponente zobniške mreže.
- Spletna stran valovna oblika odlično razkriva pravo amplitudo udarcev in naravo nestalnih dogodkov.
Običajen primer konkretizira partnerstvo: spekter lahko pokaže le rahlo povišano raven hrupa, medtem ko oblika valovanja razkriva, da je vzrok niz nizka amplituda ponavljajočih se udarcev zaradi nastajajoče okvare ležaja. En pogled kaže, da se je nekaj spremenilo, drugi pa pojasnjuje, kaj je to. Skupaj dajeta popolno sliko o stanju stroja.
