Förstå orderanalys för maskiner med variabel hastighet

Definition: Vad är orderanalys?

Orderanalys är en specialiserad vibrationsanalysteknik som används för maskiner som arbetar med varierande hastigheter. Istället för att plotta vibrationsamplituden mot en fast frekvensaxel (i Hz eller CPM), plottar den amplituden mot "order". En beställa är en multipel av maskinens primära rotationshastighet. Till exempel är den första ordningen den vibration som uppstår vid exakt körhastigheten (1x), den andra ordningen är vid dubbelt så hög körhastighet (2x), och så vidare.

Varför är standard FFT ett problem för maskiner med variabel hastighet?

En standardiserad FFT-analys (Fast Fourier Transform) fungerar genom att sampla data över en fast tidsperiod. Detta fungerar perfekt för maskiner med konstant hastighet. Men om maskinens hastighet ändras under datainsamlingsperioden blir det resulterande FFT-spektrumet "utsmetat". En vibrationskomponent som är direkt knuten till körhastigheten (som obalans vid 1x) kommer att få sin energi spridd över flera frekvensintervall när hastigheten ändras, vilket resulterar i en bred topp med låg amplitud som är svår att läsa av och trenda korrekt. Ordningsanalys utvecklades för att lösa detta specifika problem.

Lösningen: Orderspårning

Orderanalys bygger på en teknik som kallas orderspårningDetta kräver en andra sensor, en varvräknare (eller ”tacho”), vilket ger en puls en gång per varv från den roterande axeln. Vibrationsanalysatorn använder denna tachosignal som en dynamisk tidsbas. Istället för att sampla data baserat på en fast intern klocka (t.ex. varje millisekund), samplar den data baserat på axelns rotationsvinkel (t.ex. varje rotationsgrad). Denna process är också känd som omsampling i vinkeldomänen.

Genom att synkronisera datainsamlingen med axelns faktiska rörelse, blir det resulterande spektrumet i termer av ordningar, inte frekvens. Om maskinen nu ökar eller saktar ner, kommer 1x obalanstoppen att förbli en skarp, tydlig topp i 1:a ordningens bin, vilket eliminerar utsmetningseffekten helt.

Viktiga tillämpningar av orderanalys

Orderanalys är avgörande för alla maskiner som inte arbetar med en enda konstant hastighet. Vanliga tillämpningar inkluderar:

• Fordons- och motortestning: Analyserar motor-, transmissions- och drivlinans vibrationer över hela varvtalsregistret.
• Vindkraftverk: Rotorhastigheten varierar ständigt med vindhastigheten, vilket gör orderanalys avgörande.

– Analys av maskinuppkörning och utrullning: Att analysera vibrationsdata när en maskin startar eller stängs av är ett kraftfullt sätt att identifiera kritiska hastigheter och resonanser. Ordningsanalys gör dessa diagram (som Bode- och vattenfallsdiagram) tydliga och lättlästa.

• Kolvgående maskiner: Analysera kompressorer och motorer där momentan hastighet kan fluktuera.
• Tunga maskiner: Schaktmaskiner, gruvfordon och andra maskiner med variabel hastighetsdrift.

Hur visas orderanalysdata?

Resultaten av orderanalys ses vanligtvis på flera sätt:

• Orderspektrum: Ett diagram över amplitud kontra ordningar, liknande en vanlig FFT men med ordningar på x-axeln.
• Vattenfalls- eller kaskadtomt: Ett 3D-diagram som visar en serie ordningsspektra staplade ovanpå varandra allt eftersom maskinens hastighet ändras. Detta visar tydligt hur amplituden för varje ordning ändras med varvtalet.
• Bode-diagram: Ett diagram som används i uppkörnings-/utrullningstester som visar amplituden och fasen för en specifik order (vanligtvis 1x och 2x) som en funktion av maskinhastigheten.
• Campbell-diagram: Ett specialiserat diagram som lägger ordningslinjerna ovanpå systemets naturliga frekvenser för att tydligt identifiera potentiella resonanspunkter (där en ordningslinje korsar en naturlig frekvenslinje).

Orderanalys är ett kraftfullt och oumbärligt verktyg för att noggrant diagnostisera hälsotillståndet hos alla maskiner som arbetar över en rad hastigheter.

← Tillbaka till huvudmenyn