Разумевање синхроног усредњавања
Дефиниција: Шта је синхроно усредњавање?
Синхроно усредњавање (такође се назива усредњавање у временском домену или усредњавање сигнала) је техника обраде сигнала у vibration analysis што побољшава периодичне, брзински синхроне вибрација компоненте, док се истовремено сузбија случајна бука и асинхроне вибрације. Метода функционише тако што се вибрације више пута узоркују током више обртаја вратила (покреће их једном по обртају сигнал тахометра), а затим се усредњавају одговарајуће тачке у сваком обртају. Периодични елементи који се идентично понављају у сваком обртају појачавају се усредњавањем, док се случајна бука и несинхроне компоненте поништавају, драматично побољшавајући однос сигнал-шум.
Синхроно усредњавање је посебно моћно за дијагностиковање проблема са зупчаницима (изоловање појединачних карактеристика споја зупчаника) и може открити суптилне периодичне обрасце скривене у буци који би били невидљиви у стандардним... временски таласни облици или FFT спектри.
Како функционише синхроно усредњавање
The Process
- Окидачки сигнал: Једнократни импулс по обртају од тахометар или кључни фазор дефинише почетак сваке револуције
- Сегментација података: Вибрациони сигнал подељен на сегменте једнаке дужине, један по обртају
- Alignment: Сви сегменти поравнати са окидачким импулсом (иста почетна тачка)
- Усредњавање тачка по тачка: Одговарајуће тачке у сваком сегменту усредњене заједно
- Резултат: Један усредњени таласни облик који представља један обрт
- Noise Reduction: Случајне компоненте се поништавају; периодичне компоненте се појачавају
Математичка основа
- Периодични сигнали се кохерентно сабирају (сабирају у фази)
- Случајни шум се некохерентно сабира (статистички се поништава)
- Побољшање односа сигнал-шум ∝ √N, где је N = број просека
- Пример: 100 просека побољшава однос сигнал/шум (SNR) за 10× (20 dB)
Апликације
1. Дијагностика мењача
Најчешћа и најмоћнија примена:
Изолација мреже зупчаника
- Просечно синхроно са зупчаником који нас занима
- Побољшава мрежасти узорак тог зупчаника
- Потискује остале зупчанике и лежајеве
- Открива појединачне дефекте зуба
Анализа зуб по зуб
- Просечан таласни облик јасно приказује сваки захват зуба
- Оштећени зуб се појављује као одступање у обрасцу
- Може се утврдити који је зуб оштећен
- Процена озбиљности на основу величине одступања
2. Побољшање анализе лежајева
- Просек током периода спољашњег трка за изолацију дефекта спољашњег трка
- Појачава периодичне утицаје од дефеката лежајева
- Смањује маскирање од других извора вибрација
- Посебно корисно у окружењима са високом буком
3. Торзионе вибрације
- Побољшајте торзионе компоненте синхроне са ротацијом
- Сузбијте бочне вибрације и буку
- Откријте торзионе резонанције и побуђење
4. Балансирање
- Побољшај амплитуда и фаза тачност мерења
- Посебно у бучним окружењима
- Поузданији influence coefficient одлучност
Предности
Смањење буке
- Драматично побољшање односа сигнал-шум
- Може да издвоји сигнале скривене 20-30 dB испод нивоа шума
- Омогућава мерења у тешким условима
Изоловање грешке
- Одваја потпис једне компоненте од осталих
- Пример: изоловање мреже зупчаника од мреже зупчаника у мењачу
- Идентификује која је компонента неисправна
Побољшана резолуција
- Открива суптилне обрасце и недостатке
- Приказује детаље маскиране у сировом сигналу
- Омогућава рано откривање грешака
Захтеви и ограничења
Захтеви
- Tachometer: Поуздан окидач који се активира једном по обртају је неопходан
- Константна брзина: Брзина мора бити релативно константна (±1-2%)
- Довољни просеци: Типично 50-200 обртаја за добре резултате
- Периодични сигнал: Само побољшава истински периодичне компоненте
Ограничења
- Потискује несинхроне грешке: Случајни дефекти, већина кварова лежајева смањена
- Варијације брзине: Брзина се мења током усредњавања резултата замућења
- Потребно време: Мора се прикупљати податке током многих револуција
- Није у реалном времену: Потребна је накнадна обрада
Поређење са другим техникама
Синхроно усредњавање у односу на линеарно усредњавање
- Синхроно: Просеци у временском домену, синхрони са ротацијом, побољшавају периодичност
- Линеарно: Усредњава FFT спектре, смањује случајне варијације у свим фреквенцијама
- Случајеви употребе: Синхрони за зупчанике; линеарни за опште изглађивање спектра
Синхроно усредњавање у односу на анализу анвелопе
- Синхроно усредњавање: Временски домен, побољшава периодичне обрасце
- Анализа коверте: Фреквентни домен, детектује понављајуће утицаје
- Комплементарно: Може се комбиновати оба за свеобухватну анализу
Практична имплементација
Подешавање
- Инсталирајте тахометар са јасним импулсом једном по обртају
- Поставите број просека (типично 50-200)
- Дефинишите дужину сигнала (1 обртај, 10 обртаја, итд.)
- Проверите стабилност брзине
Прикупљање података
- Прикупите податке о вибрацијама током периода усредњавања
- Инструмент аутоматски сегментира и усредњава
- Приказ усредњеног таласног облика
- Често израчунајте FFT усредњеног сигнала (побољшани спектар)
Тумачење
- Испитајте усредњени таласни облик за периодичне обрасце
- Потражите одступања која указују на недостатке
- Упоредите са познатим добрим потписима
- Квантификујте тежину дефекта из амплитуде одступања
Напредне варијације
Синхронизовано усредњавање са мењачем
- Окидач са зупчаника који вас занима (не са вратила)
- Приказује мрежни образац за ту специфичну опрему
- Захтева енкодер или вишепулсни тахометар
Вишеструко усредњавање
- Просечно више поруџбина истовремено
- Одвојите компоненте 1×, 2×, 3×
- Пружа свеобухватан садржај поруџбине
Сигнал разлике
- Одузмите усредњени сигнал од сировог сигнала
- Резидуал приказује шта је уклоњено (асинхроне компоненте)
- Корисно за идентификацију дефеката лежајева након уклањања зупчастог споја
Синхроно усредњавање је софистицирана техника обраде сигнала која драматично побољшава видљивост периодичних, брзински синхроних образаца вибрација, истовремено потискујући шум и асинхроне компоненте. Савладавање синхроног усредњавања омогућава напредну дијагностику мењача, рано откривање дефеката у бучним окружењима и изолацију специфичних потписа компоненти у сложеним машинама.
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 