Uchambuzi wa Cepstrum katika Utambuzi wa Vibration
Uchambuzi wa Cepstrum ni mbinu ya juu ya kusindika ishara inayofichua muundo wa mara kwa mara within wigo wa mzunguko. Jina “cepstrum” ni anagrama ya “spectrum,” na mchezo huo wa maneno unakamata asili yake haswa: ni “wigo wa wigo.” Inakokotolewa kwa kuchukua logarithm ya wigo wa mzunguko spectrum kisha kufanya inverse Fourier transform kwa matokeo, hatua inayopoeza muundo unaorudia — familia za harmonics or sidebands — kuwa kilele kimoja, kilichosoma kwa urahisi ambacho kinaweza kuwa kigumu kupata katika wigo kamili. Kwa mashine tata kama vile sanduku la gia inauza heyaa ambayo kawaida FFT uchambuzi hauwezi.
Katika njama ya cepstrum mhimili wa x unaitwa quefrency (anagrama ya mzunguko) na hubeba vitengo vya wakati. Kilele kwenye mhimili huu, kinachoitwa rahmonics, toa kipindi — kwa sekunde — cha muundo unaorudia uliopo katika wigo wa asili. Msamiati uliotengenezwa kwa makusudi (cepstrum, quefrency, rahmonics) ni ukumbusho unaobaki kwamba mbinu hii inafanya kazi katika kikoa kitu kimoja kilibadilishwa kutoka kwa kile kinatamaendelea.
1. Kwa Nini Kutumia Uchambuzi wa Cepstrum?
Wigo wa FFT wa kawaida ni mzuri sana kwa kutambua sehemu za mzunguko wa kibinafsi, lakini unaweza kuwa na matatizo na kuwa vigumu kusoma wakati kasoro inazalisha harmonics nyingi na sidebands kwa wakati mmoja. Uchambuzi wa cepstrum unakivunja matatizo hayo kwa kuunganisha familia nzima ya mzunguko unaowekwa sawia kuwa kilele kimoja kilichobanwa. Matumizi yake makuu ni:
- Kugundua familia za harmoniki: inatambua mzunguko wa msingi na harmonics zake hata wakati mzunguko wa msingi unapokauka au haipo katika wigo.
- Kutambua familia za sideband: inajulikana sana kwa kupata sidebands ambayo ni chini katika amplitude na iliyozikwa katika kelele, inayoonyesha wazi uwepo wake na kupima nafasi yake.
- Kutenganisha asili na athari za njia: katika baadhi ya matumizi inasaidia kutenganisha ishara ya chanzo cha mtetemo na jibu la muundo wa mashine ambalo linailipiga.
- Kugundua echo: inaweza kuchukua echo au kuakisi ndani ya ishara.
Wazo kuu ni jingine la ubadilishaji: kawaida spacing katika kikoa cha mzunguko — sema, sidebands kila 30 Hz — kuwa moja position katika kikoa cha quefrency (hapa, rahmonic katika 1/30 = 0.033 s). Kilele kingi kilichotawanyika cha urefu tofauti hivyo hupungua kuwa kipengele kimoja kilichopimwa.
2. Programu Kuu katika Chaguo za Milipuko ya Mashine
2.1 Chaguo za Milipuko ya Sanduku la Girinsi
Hii ni programu ya kawaida zaidi na yenye nguvu zaidi. Jino lililosaliti linabadilisha taajweza ya mesh ya gia (GMF), na kuunda vanda karibu na kilele cha GMF vimezoeleka kwa kasi ya mzunguko wa girinsi iliyosaliti. Katika sanduku la girinsi lenye shafti kadhaa na jozi za girinsi, wigo huwa mchanganyiko wa kufanya kazi wa GMF tofauti na vanda vyake. Kepistrum hukataa utata huo:
- Kilele katika quefrency kinachofanana na kipindi cha mzunguko wa girinsi (1 / RPM) ni dalili wazi wa hitilafu kwenye girinsi hilo maalum, na kuonesha shafti inayosaliti badala ya kubaini tu “tatizo la girinsi.”
- Ukubwa wa kilele cha kepistrum unaweza kufuatiliwa ili kumweka gear wear inaendelea baada ya muda.
Inakamilisha badala ya kubadilisha kazi moja kwa moja ya wigo: Kikokotozi cha Mzunguko wa Ujumlisho wa Meno inakuambia ambayo mesh na masafa ya vanda ya kusubiri, na kepistrum kisha inathibitisha ni familia gani halisi inaongezwa. Zote zina jukumu katika utambuzi kamili wa gear defects.
2.2 Uchambuzi wa Mabamba ya Kipengele cha Kuvingia
Kasoro za mabamba pia hutengeneza vanda. Kasoro kwenye reli ya ndani, kwa mfano, hutengeneza vanda vimezoeleka kwa kasi ya shafti karibu na masafa ya kasoro ya reli ya ndani (BPFI) na hamoniki zake. Kepistrum husaidia kuthibitisha ruwaza hizo, hasa wakati hazina wazi katika wigo. Katika mazoezi hufanya kazi pamoja na iliyotajwa taajweza za kosa la kuzaa — inapatikana kwa urahisi kutoka Bearing Defect Frequency calculator — na mara nyingi inaongezwa na uchambuzi wa envelope, ambayo inakataa athari za juu za frequency za mabamba yenye hitilafu.
2.3 Uchambuzi wa Turbomachinery
Katika turbini na kompresa, kepistrum inaweza kutambua blade-pass frequency hamoniki na kusaidia kubaini uharibifu wa biledu au aerodynamic matatizo, ambapo harmoniki nyingi zinazohusiana na blade zinazokaa karibu kwa ukaribu zingezokaribiana wazi kwenye spektramu.
3. Jinsi ya Kufasiri Grafu ya Cepstrum
Kusoma kwa nidhamu kunafanyika katika hatua nne:
- Hesabu vipindi vya mzunguko kwanza: kabla ya kuangalia cepstrum, hesabu vipindi vya wakati vya sehemu kuu zinazozunguka. Kwa shimoni inayozunguka kwa 1800 RPM (30 Hz) kipindi ni 1/30 = 0.033 s. A Kikokotoo cha Harmonic Frequency huongeza kasi ya ubadilishaji wa RPM-kuwa-Hz kwa kila shimoni kwenye kamba.
- Tafuta kilele kwenye vipindi vya kujulikana: chunguza cepstrum kwa ajili ya rahmoniki muhimu zinazoulingana na vipindi hivyo vya kukokotwa, kwa kuwa kilele katika kipindi kinachojulikana kinaeleza moja kwa moja sehemu inayojulikana.
- Tambua muundo wa harmonic: tafuta kilele katika jumla ya namba kamili ya quefrency ya msingi, ambayo inaonyesha familia kuu za harmonic katika spektramu ya asili.
- Zama amplitudes: fuatilia urefu wa kilele cha cepstrum kwa wakati — amplitude inayoongezeka inaonyesha hali inayokamatia, hufanya kilele cha cepstrum kuwa kiashiria kwa kompakt cha afya kwa trending.
4. Cepstrum Inasalama wapi katika Toolkiti ya Utambuzi
Uchambuzi wa Cepstrum ni wenye nguvu lakini unahitaji uzoefu ili kutumika vizuri; ni bora kuzingatiwa kama chombo kimoja maalum ndani ya programu pana zaidi ya utambuzi wa mtetemo badala ya jibu la kufanya peke yake. Mtiririko wa kawaida ni kuanza na spektramu na uchambuzi wa mawimbi, gezeuka kwa cepstrum wakati familia mnene za sidebands au harmoniki zinafanya picha kuwa kaburi, na kuthibitisha athari ya bearing kwa njia za envelope. Matatizo mengi ambayo cepstrum inafichua — vitegano vya gear-tooth na kasoro za bearing — ni matokeo ya utambuzi badala ya matatizo ya usawa, kwa hivyo cepstrum inakaa katika hatua ya uchambuzi inayotangulia hatua yoyote ya marekebishaji. Ambapo matatizo ya msingi yanageuka kuwa unbalance at running speed, analyzer inayobebeka kama vile Balancet-1A hupima amplitude ya 1× na awamu zinazohitajika kuicorrect inayobebeka, wakati cepstrum inabaki fokus kwenye vitegano vya gear na kasoro za bearing inayoambatanisha vizuri. Kwa mashine yasiyosadikiwa, mchanganyiko huo unatoa wazi wa utambuzi ambao uchambuzi wa spektramu peke yake hauwezi kulandana.
