Razumevanje sinhronega povprečenja
Definicija: Kaj je sinhrono povprečenje?
Sinhrono povprečenje (imenovano tudi povprečenje v časovni domeni ali povprečenje signala) je tehnika obdelave signalov v analiza vibracij ki izboljša periodično, hitrostno sinhrono vibracije komponente, hkrati pa zavira naključni šum in asinhrone vibracije. Metoda deluje tako, da večkrat vzorči vibracije med številnimi vrtljaji gredi (sprožijo jih enkratni signal tahometra na vrtljaj), nato pa v vsakem vrtljaju povpreči ustrezne točke. Periodične komponente, ki se pri vsakem vrtljaju enako ponavljajo, se s povprečenjem okrepijo, medtem ko se naključni šum in nesinhrone komponente izničijo, kar dramatično izboljša razmerje signal/šum.
Sinhrono povprečenje je še posebej učinkovito za diagnosticiranje težav z zobniki (izoliranje posameznih značilnosti zobniškega zatikanja) in lahko razkrije subtilne periodične vzorce, skrite v šumu, ki bi bili v standardnem načinu nevidni. časovne valovne oblike ali FFT spektri.
Kako deluje sinhrono povprečenje
Postopek
- Sprožilni signal: Enkratni impulz na vrtljaj iz tahometer ali ključni fazor določa začetek vsake revolucije
- Segmentacija podatkov: Vibracijski signal, razdeljen na enako dolge segmente, enega na vrtljaj
- Poravnava: Vsi segmenti poravnani s sprožilnim impulzom (ista začetna točka)
- Povprečevanje po točkah: Ustrezne točke v vsakem segmentu, povprečene skupaj
- Rezultat: Ena povprečena valovna oblika, ki predstavlja en obrat
- Zmanjševanje hrupa: Naključne komponente se izničijo; periodične komponente se okrepijo
Matematična osnova
- Periodični signali se koherentno seštevajo (seštevajo v fazi)
- Naključni šum se sešteva nekoherentno (statistično izniči)
- Izboljšanje razmerja signal-šum ∝ √N, kjer je N = število povprečij
- Primer: 100 povprečij izboljša SNR za 10× (20 dB)
Aplikacije
1. Diagnostika menjalnika
Najpogostejša in najmočnejša uporaba:
Izolacija zobniške mreže
- Povprečno sinhrono z orodjem, ki vas zanima
- Izboljša vzorec mreže orodja
- Duši druge zobnike in ležaje
- Razkriva posamezne zobne napake
Analiza zob za zobom
- Povprečena valovna oblika jasno prikazuje vsak zob v stiku
- Poškodovan zob se kaže kot odstopanje v vzorcu
- Lahko ugotovi, kateri zob je poškodovan
- Ocena resnosti glede na velikost odstopanja
2. Izboljšanje analize ležajev
- Povprečje v obdobju izolacije napake zunanjega obroča
- Izboljša periodične vplive zaradi napak ležajev
- Zmanjša zakrivanje zaradi drugih virov vibracij
- Posebej uporabno v okoljih z visoko stopnjo hrupa
3. Torzijske vibracije
- Izboljšajte torzijske komponente, sinhrone z vrtenjem
- Zavira bočne vibracije in hrup
- Razkrijte torzijske resonance in vzbujanje
4. Uravnoteženje
- Izboljšaj amplituda in . faza natančnost meritev
- Še posebej v hrupnem okolju
- Bolj zanesljiv koeficient vpliva odločnost
Prednosti
Zmanjšanje hrupa
- Dramatično izboljšanje razmerja signal/šum
- Lahko izloči signale, skriti 20-30 dB pod nivojem šuma
- Omogoča meritve v zahtevnih okoljih
Osamitev napak
- Loči podpis ene komponente od drugih
- Primer: izolacija zobniškega upora od zobniškega upora v menjalniku
- Določa, katera komponenta je okvarjena
Izboljšana ločljivost
- Razkriva subtilne vzorce in napake
- Prikazuje podrobnosti, maskirane v surovem signalu
- Omogoča zgodnje odkrivanje napak
Zahteve in omejitve
Zahteve
- Tahometer: Zanesljiv sprožilec enkrat na vrtljaj je bistvenega pomena
- Konstantna hitrost: Hitrost mora biti relativno konstantna (±1-2%)
- Zadostna povprečja: Običajno 50–200 vrtljajev za dobre rezultate
- Periodični signal: Izboljša samo resnično periodične komponente
Omejitve
- Zavira nesinhrone napake: Naključne napake, zmanjšana večina napak ležajev
- Spremembe hitrosti: Spremembe hitrosti med povprečenjem rezultatov zameglitve
- Potreben čas: Zbirati je treba podatke skozi veliko število vrtljajev
- Ne v realnem času: Zahtevana je naknadna obdelava
Primerjava z drugimi tehnikami
Sinhrono povprečenje v primerjavi z linearnim povprečenjem
- Sinhrono: Povprečja v časovni domeni, sinhrono z vrtenjem, izboljšajo periodično
- Linearno: Povpreči FFT spektre, zmanjša naključne spremembe v vseh frekvencah
- Primeri uporabe: Sinhrono za zobnike; linearno za splošno glajenje spektra
Sinhrono povprečenje v primerjavi z analizo ovojnice
- Sinhrono povprečenje: Časovna domena, izboljša periodične vzorce
- Analiza ovojnice: Frekvenčna domena, zaznava ponavljajoče se vplive
- Dopolnjujoče: Oboje lahko združite za celovito analizo
Praktična izvedba
Nastavitev
- Namestite tahometer z jasnim impulzom enkrat na vrtljaj
- Nastavite število povprečij (običajno 50–200)
- Določi dolžino signala (1 obrat, 10 obratov itd.)
- Preverite stabilnost hitrosti
Zbiranje podatkov
- Pridobivanje podatkov o vibracijah v obdobju povprečenja
- Instrument samodejno segmentira in povpreči
- Prikaz povprečene valovne oblike
- Pogosto izračunajte FFT povprečenega signala (izboljšan spekter)
Interpretacija
- Preglejte povprečeno valovno obliko za periodične vzorce
- Poiščite odstopanja, ki kažejo na napake
- Primerjajte z znanimi dobrimi podpisi
- Kvantificirajte resnost napake iz amplitude odstopanja
Napredne različice
Povprečevanje s sinhronim delovanjem prestav
- Sprožilec iz zobnika, ki vas zanima (ne gredi)
- Prikazuje vzorec mreže za to specifično prestavo
- Zahteva enkoder ali večpulzni tahometer
Večkratno povprečenje
- Povprečje več naročil hkrati
- Ločite komponente 1×, 2×, 3×
- Zagotavlja celovito vsebino naročila
Razlika signala
- Odštevanje povprečenega signala od surovega signala
- Preostanek prikazuje, kaj je bilo odstranjeno (asinhrone komponente)
- Uporabno za odkrivanje napak ležajev po odstranitvi zobniškega upora
Sinhrono povprečenje je sofisticirana tehnika obdelave signalov, ki dramatično izboljša vidnost periodičnih, hitrostno sinhronih vzorcev vibracij, hkrati pa zavira šum in asinhrone komponente. Obvladovanje sinhronega povprečenja omogoča napredno diagnostiko menjalnikov, zgodnje odkrivanje napak v hrupnih okoljih in izolacijo specifičnih podpisov komponent v kompleksnih strojih.
EN 
AR 
AZ 
BG 
ZH 
HR 
CS 
DA 
NL 
ET 
FI 
FR 
DE 
KA 
EL 
HE 
HI 
HU 
ID 
IT 
JA 
KO 
LV 
LT 
MS 
NB 
FA 
PL 
PT_BR 
PT 
RO 
SR 
SK 
SL 
ES 
SV 
TH 
TR 
UR 
UK 
VI 