ทำความเข้าใจแถบด้านข้างในการวิเคราะห์การสั่นสะเทือน

คำจำกัดความ: Sidebands คืออะไร?

แถบข้าง เป็นความถี่พีคเล็ก ๆ ที่ปรากฏในสเปกตรัม FFT ในระยะห่างเท่า ๆ กันทั้งสองข้างของความถี่กลางที่ใหญ่กว่า ซึ่งเรียกว่า ความถี่พาหะ. การปรากฏตัวของแถบข้างเป็นสัญญาณที่ชัดเจนของ การปรับเปลี่ยน—สภาวะที่ความถี่หนึ่งถูก “ประทับ” ลงบนอีกความถี่หนึ่ง ระยะห่างของแถบข้างจะเท่ากับความถี่ของสัญญาณมอดูเลต แถบข้างเป็นหนึ่งในเครื่องมือวินิจฉัยที่ทรงพลังและแม่นยำที่สุดในการวิเคราะห์การสั่นสะเทือน โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับการตรวจจับข้อบกพร่องของกระปุกเกียร์และตลับลูกปืน

Sidebands เกิดขึ้นได้อย่างไร?

แถบข้างเกิดขึ้นเมื่อสัญญาณการสั่นสะเทือนหลัก (ตัวพา) มีแอมพลิจูดเปลี่ยนแปลงไปตามเวลาเป็นวินาที ซึ่งช้ากว่าสัญญาณ (ตัวปรับสัญญาณ) ตัวอย่างคลาสสิกคือฟันเฟืองที่ชำรุด:

• ที่ ความถี่ของเฟืองเกียร์ (GMF) คือความถี่พาหะ ซึ่งเป็นความถี่สูงที่เกิดจากการประกบฟันเฟืองตามปกติ
• ฟันเฟืองที่แตกเพียงซี่เดียวจะสร้างแรงกระแทกหนึ่งครั้งต่อรอบ แรงกระแทกนี้จะปรับหรือเปลี่ยนแอมพลิจูดของสัญญาณ GMF ทุกครั้งที่ฟันเฟืองที่มีปัญหาเข้าประกบกัน
• ที่ ความเร็วในการหมุน ของเกียร์คือความถี่ในการปรับเปลี่ยน

ผลลัพธ์ในสเปกตรัม FFT คือจุดสูงสุดขนาดใหญ่ที่ GMF (ตัวพา) โดยมีจุดสูงสุดของแถบด้านข้างที่เล็กกว่าทั้งสองด้าน กระจายตัวตามความเร็วรอบของเฟือง รูปแบบนี้พิสูจน์ได้อย่างชัดเจนว่าข้อบกพร่องนั้นมีอยู่จริง และข้อบกพร่องนั้นตั้งอยู่บนเฟืองตัวนั้นโดยเฉพาะ

สูตรคือ: ความถี่แถบข้าง = ความถี่พาหะ ± (n × ความถี่มอดูเลต)โดยที่ n=1, 2, 3…

แอปพลิเคชันหลักในการวินิจฉัยเครื่องจักร

1. การวินิจฉัยระบบเกียร์

นี่คือแอปพลิเคชันหลักสำหรับการวิเคราะห์แถบข้าง

• แถบข้างรอบ GMF: หากแถบข้างที่เว้นระยะห่างตามความเร็วในการทำงานของเฟืองปรากฏรอบๆ GMF แสดงว่าเฟืองนั้นมีข้อบกพร่อง (เช่น ฟันแตก ฟันสึก หรือความเยื้องศูนย์)
• แถบข้างรอบฮาร์มอนิกของ GMF: ความผิดพลาดร้ายแรงมักจะสร้างแถบข้างรอบ GMF 2x และ 3x เช่นกัน
• ความถี่ของฟันล่าสัตว์: ในชุดเฟืองที่ซับซ้อน แถบข้างที่ไม่ใช่จำนวนเต็มเฉพาะสามารถระบุข้อบกพร่องที่เกิดขึ้นได้เฉพาะเมื่อฟันเฟือง 2 ซี่บนเฟืองที่แตกต่างกันสัมผัสกันเท่านั้น

2. การวินิจฉัยตลับลูกปืนแบบลูกกลิ้ง

แถบด้านข้างยังมีความสำคัญต่อการยืนยันข้อบกพร่องของตลับลูกปืน โดยเฉพาะข้อบกพร่องของวงแหวนด้านใน

• ข้อบกพร่องบน เผ่าพันธุ์ภายใน กำลังหมุน และในขณะที่เคลื่อนเข้าและออกจากโซนรับน้ำหนักของตลับลูกปืน แอมพลิจูดของแรงกระแทกที่เกิดขึ้นจะเปลี่ยนไป
• ซึ่งจะทำให้เกิดการปรับแอมพลิจูดของความถี่ความผิดพลาดของการแข่งขันภายใน (BPFI)
• สเปกตรัมที่ได้แสดงจุดสูงสุดที่ BPFI ด้วย แถบข้างมีระยะห่าง 1 เท่าของความเร็วในการหมุนของเพลาการเห็นรูปแบบนี้เป็นตัวบ่งชี้ความมั่นใจที่สูงมากของความบกพร่องภายในเชื้อชาติ

3. การวินิจฉัยมอเตอร์ไฟฟ้า

ปัญหาเกี่ยวกับแท่งโรเตอร์ในมอเตอร์เหนี่ยวนำกระแสสลับอาจทำให้แถบข้างปรากฏขึ้นรอบจุดสูงสุดของความเร็วในการทำงาน 1 เท่า แถบข้างเหล่านี้มีระยะห่างกันที่ ความถี่ผ่านเสาซึ่งคือความถี่สลิปของมอเตอร์คูณด้วยจำนวนขั้วของมอเตอร์

ข้อควรพิจารณาในการวิเคราะห์

ในการใช้การวิเคราะห์แถบข้างอย่างมีประสิทธิผล จำเป็นต้องมีข้อมูลที่มีคุณภาพสูง:

• ความละเอียดสูง: จำเป็นต้องใช้ FFT ความละเอียดสูง (เช่น 3200 หรือ 6400 เส้น) เพื่อให้สามารถมองเห็นจุดสูงสุดของแถบด้านข้างได้อย่างชัดเจนและวัดระยะห่างได้อย่างแม่นยำ เมื่อใช้ความละเอียดต่ำ แถบด้านข้างจะถูก "กระจาย" ไปกับจุดสูงสุดของคลื่นพาหะ

– กำลังเป็นที่นิยม: จำนวนและแอมพลิจูดของแถบข้างเป็นตัวบ่งชี้ที่ดีถึงความรุนแรงของรอยเลื่อน เมื่อรอยเลื่อนรุนแรงขึ้น แถบข้างจะปรากฏขึ้นมากขึ้น และแอมพลิจูดของแถบข้างจะเพิ่มขึ้น

• ซูม FFT: ฟังก์ชันนี้บนเครื่องวิเคราะห์ข้อมูลช่วยให้นักวิเคราะห์สามารถ "ซูมเข้า" ในช่วงความถี่เฉพาะที่มีความละเอียดสูงมากเพื่อยืนยันการมีอยู่และระยะห่างของแถบข้าง

เมื่อนักวิเคราะห์พบรูปแบบแถบข้างที่ชัดเจน ก็จะเพิ่มความเชื่อมั่นในการวินิจฉัยข้อผิดพลาดจาก "เป็นไปได้" ไปเป็น "มีความน่าจะเป็นสูง"

← กลับสู่ดัชนีหลัก