Razumevanje stranskih pasov pri analizi vibracij

Definicija: Kaj so stranski pasovi?

Stranski pasovi so majhni frekvenčni vrhovi, ki se pojavljajo v FFT spektru v enakih intervalih na obeh straneh večje osrednje frekvence, znane kot nosilna frekvencaPrisotnost stranskih pasov je dokončen znak modulacija—stanje, pri katerem se ena frekvenca »vtisne« na drugo. Razmik med stranskimi pasovi je enak frekvenci modulacijskega signala. Stranski pasovi so eno najmočnejših in najdokončnejših diagnostičnih orodij pri analizi vibracij, zlasti za odkrivanje napak v menjalnikih in ležajih.

Kako se generirajo stranski pasovi?

Stranski pasovi nastanejo, ko se amplituda primarnega vibracijskega signala (nosilec) sčasoma spremeni zaradi drugega, počasnejšega signala (modulatorja). Klasičen primer je okvarjen zobnik:

• Spletna stran Frekvenca mreže zobnikov (GMF) je nosilna frekvenca. To je visoka frekvenca, ki jo ustvarja normalno zatikanje zob zobnika.
• En sam zlomljen zob na tem zobniku bo povzročil udarec, ki se pojavi enkrat na obrat. Ta udarec modulira oziroma spremeni amplitudo signala GMF vsakič, ko se okvarjen zob zaskoči.
• Spletna stran hitrost vrtenja zobnika je modulacijska frekvenca.

Rezultat v FFT spektru je velik vrh na GMF (nosilec) z manjšimi vrhovi stranskega pasu na obeh straneh, razporejenimi glede na hitrost vrtenja zobnika. Ta vzorec dokončno dokazuje, da napaka obstaja in da se nahaja na tem določenem zobniku.

Formula je: Stranska pasovna frekvenca = nosilna frekvenca ± (n × modulacijska frekvenca), kjer je n=1, 2, 3…

Ključne aplikacije v diagnostiki strojev

1. Diagnostika menjalnika

To je primarna uporaba za analizo stranskih pasov.

• Stranski pasovi okoli GMF: Če se okoli GMF zobnika pojavijo stranski pasovi, razporejeni glede na hitrost delovanja zobnika, to kaže na napako na tem zobniku (npr. razpokan zob, obrabljen zob ali ekscentričnost).
• Stranski pasovi okoli harmonikov GMF: Hude napake pogosto povzročijo tudi stranske pasove okoli 2x in 3x GMF.
• Pogostost lova na zobe: V kompleksnih zobniških sklopih lahko specifični neceloštevilski stranski pasovi natančno določijo napake, ki se pojavijo le, ko prideta v stik dva specifična zoba na različnih zobnikih.

2. Diagnostika kotalnih ležajev

Stranski pasovi so ključni tudi za potrditev napak ležajev, zlasti napak notranjega obroča.

• Napaka na notranja dirka se vrti in ko se premika v območje obremenitve ležaja in iz njega, se spreminja amplituda udarcev, ki jih ustvarja.
• To povzroči amplitudno modulacijo frekvence napake notranjega teka (BPFI).
• Nastali spekter kaže vrh pri BPFI z stranski pasovi razporejeni na 1x hitrosti vrtenja grediTa vzorec je zelo zanesljiv pokazatelj okvare notranje rase.

3. Diagnostika elektromotorjev

Težave z rotorskimi palicami v asinhronskem motorju na izmenični tok lahko povzročijo pojav stranskih pasov okoli vrha hitrosti 1x. Ti stranski pasovi so razmaknjeni na frekvenca prehoda pola, kar je frekvenca zdrsa motorja, pomnožena s številom polov motorja.

Analitični vidiki

Za učinkovito uporabo analize stranskih pasov so bistveni visokokakovostni podatki:

• Visoka ločljivost: Za jasno vidljivost vrhov stranskih pasov in natančno merjenje njihovega razmika je potreben FFT z visoko ločljivostjo (npr. 3200 ali 6400 vrstic). Pri nizki ločljivosti se bodo stranski pasovi "razmazali" skupaj z nosilnim vrhom.

– Trendi: Število in amplituda stranskih pasov sta dober pokazatelj resnosti preloma. Ko se prelom poslabša, se pojavi več stranskih pasov, njihova amplituda pa se poveča.

• Hitra pretvorba funkcije povečave (FFT): Ta funkcija na analizatorju podatkov analitiku omogoča, da "poveča" določeno frekvenčno območje z zelo visoko ločljivostjo, da potrdi prisotnost in razmik stranskih pasov.

Ko analitik najde jasen vzorec stranskih pasov, poveča stopnjo zaupanja v diagnozo napake z "možne" na "zelo verjetne".

← Nazaj na glavno kazalo