Erken Arıza Tespiti için Zarf Analizi (Demodülasyon)
Zarf analizi - Ayrıca denir demodülasyon veya yüksek frekanslı zarflama - bir sinyal işleme tekniğidir. titreşim analizi Çalışan bir makinenin gürültülü arka plan titreşiminden erken aşamadaki bir kusurun zayıf, tekrarlayan etkilerini çıkarır. Rulmanlı yataklarda ve dişli kutularında yeni başlayan hasarları tespit etmek için mevcut en güçlü araçtır. Mikroskobik çatlaklar, oyuklar ve yüzey kusurlarının her biri, bir yuvarlanma elemanı veya dişli dişi kusura her çarptığında düşük enerjili, yüksek frekanslı stres dalgaları patlaması üretir ve zarf analizi bu patlamaları kurtaran ve tekrarlama sıklığını ortaya çıkaran yöntemdir.
1. Tanım: Zarf Analizi Neyi Tespit Eder?
Bir yuvarlanma elemanı rulman yuvarlanma yolundaki küçük bir çukur veya çatlak üzerinde yuvarlandığında, düzgün bir sinüs dalgası üretmez - keskin, çekiç benzeri bir darbe üretir. Her darbe kısadır ve çok az enerji taşır, ancak doğal zil sesini (çınlama) uyarır. rezonans) rulman, sensör ve çevresindeki yapının yüksek frekansta, tipik olarak birkaç kilohertz. Bu darbeler, rulman geometrisi ve mil hızı tarafından yönetilen kesin bir oranda tekrarlanır. Zarf analizi, bu yüksek frekanslı halkaları bir taşıyıcı Tekrarlayan çarpma ile açılıp kapanan - modüle edilen - ve modülasyon modelini kurtarmak için geriye doğru çalışır. Sonuç analiste sadece olan bir şey etkiliyor, ancak ne sıklıkta ve dolayısıyla hangi bölüm rulman hasar görmüş.
2. Standart bir FFT Neden Yeterli Değildir?
Bu ilk darbelerden kaynaklanan enerji genellikle çok küçüktür ve sıradan bir hızda görülemeyecek kadar yüksek bir frekansta bulunur spektrum bir standart tarafından üretilen FFT. Rutin bir ölçümde, darbe enerjisi geniş bantlı gürültü tabanına gömülür ve aşağıdakilerden kaynaklanan büyük, düşük frekanslı pikler tarafından tamamen bastırılır balanssızlık, hizasızlık ve mekanik gevşeklik. Başka bir deyişle, yalın bir spektrum makine'nin sağlıklı 1× ve 2× titreşimlerinin baskın olduğu bir görünüm verirken, gelişmekte olan rulman arızasına ilişkin teşhis bilgisi kimsenin bakmadığı yüksek frekans bölgesinde gizlenir. Demodülasyon tam olarak bu düşük frekanslı karmaşayı ortadan kaldırmak ve modüle edici arıza sinyalini gürültüden çıkarmak için vardır.
3. Zarf Analizi Süreci
Teknik, yüksek frekanslı zil sesini izole eder ve ardından tekrarlama oranını ölçer. Pratikte dört adımda ilerler:
- Bant geçiren filtreleme: Cihazdan gelen ham sinyal ivmeölçer önce bir yüksek geçirgen veya bant geçiren filtre. Bu, güçlü düşük frekanslı titreşimi (tipik olarak yaklaşık 1 kHz veya 5 kHz'in altındaki her şey) ortadan kaldırır ve yalnızca darbeler tarafından üretilen yüksek frekanslı çınlama ve stres dalgalarını tutar. Bandın yapısal bir rezonans üzerine oturacak şekilde seçilmesi hassasiyeti en üst düzeye çıkarır.
- Doğrultma: Filtrelenen yüksek frekanslı sinyal daha sonra rektifiye edilir, negatif yarısı yukarı doğru çevrilir, böylece sadece çınlamanın büyüklüğü kalır. Bu adım sinyali zarflama için hazırlar.
- Zarflama (alçak geçiren filtreleme): A alçak geçiren filtre rektifiye edilmiş sinyale uygulanır. Hızlı taşıyıcı salınımı bastırır ve geride yalnızca genlik modülasyonu örüntüsünü, yani özgün darbelerin tekrar oranını izleyen yavaş değişen hat dışını — “zarfı” — bırakır.
- Zarfın FFT'si: Son olarak, bu zarf üzerinde bir FFT gerçekleştirilir zaman dalga şekli. Ortaya çıkan zarf spektrumu tekrarlayan darbelerin frekansında, daha önce onları maskeleyen düşük frekanslı makine titreşiminden arınmış temiz zirveler gösterir.
4. Zarf Spektrumu ile Arızaların Teşhisi
Zarf spektrumundaki tepe noktaları rulman'ın hesaplanan rulman arıza frekansları. Bir analist, ölçülen bir tepe noktasını bilinen bir frekansla eşleştirerek arızanın tam olarak nerede olduğunu tespit edebilir:
- BPFO (Top Geçiş Frekansı, Dış yarış): sabit dış yatakta bir kusur.
- BPFI (Bilye Geçiş Frekansı, İç yarış): dönen iç yuva üzerinde bir kusur. Bu tepe noktası genellikle yan bantlar 1× aralıklı çalışma hızı çünkü kusur her devirde bir kez yük bölgesine girip çıkar.
- BSF (Top Dönüş Frekansı): haddeleme elemanlarından birinde bir kusur.
- FTF (Temel Tren Frekansı): setin en yavaşıdır ve yuvarlanma elemanlarını tutan kafesteki bir arızaya işaret etmektedir.
Aynı mantık dişliler için de geçerlidir: çatlak ya da kırık bir dişli dişi her devirde bir kez darbe üretir; bu yüzden zarf spektrumu o dişlinin çalışma hızında, çoğu zaman yan bantlarla çevrili bir tepe gösterir. Ölçüm yapmadan önce rulman'ın iç çapını, bilya sayısını ve hızını tam hedef frekanslara dönüştürmek için bir analist şunu kullanabilir: Rulman Arızası Sıklığı Hesaplayıcısı; dişli kafesleri için Dişli Kavrama Frekansı Hesaplayıcısı aynı amaca hizmet eder. Armonik örüntüyü okumanın kendisi de bir rulman kusuru Teşhis: Hastaların sayısı ve yüksekliği harmonikler Zarf spektrumunda hasarın ne kadar ilerlediğine göre ölçeklenir.
5. Zarf Analizinin Sahadaki Yeri
Zarf analizi, her ciddi kuruluşun temel yeteneklerinden biridir. durum izleme programı ve modern portati̇f anali̇zörler sıradan spektrumun yanında rutin olarak hesaplar. Günlük saha çalışmalarında bir bakım ekibi genellikle bir makineye ilk olarak balans ayarı yapmak ve genel sağlığını kontrol etmek için gelir. Balanset-1A geniş bant titreşimi ölçer ve 1× genlik ve faz için gerekli yerinde balanslama, Tamamlayıcı bir zarflama kanalı ise balanslama işi tamamlanmadan önce alttaki rulmanların sağlam olup olmadığını teyit eder. Rulman sorununu ilk önce yakalamak önemlidir, çünkü rulmanları zaten dökülmekte olan bir makineye balans ayarı yapmak sadece semptomu maskeler.
6. Erken Tespitin Gücü
Zarf analizinin belirleyici avantajı tam bir hassasiyettir. Bir rulman veya dişli arızasını, aynı arızanın rutin bir hız spektrumunda kaydedilebilecek kadar büyümesinden veya altında görünecek kadar ısı yaymasından aylar - bazen bir yıl - önce işaretleyebilir. termografi. Bu uzun teslim süresi tam olarak bir erken uyarı değeri: bakım planlanabilir, parçalar sipariş edilebilir ve onarım ani bir arıza ile zorlanmak yerine uygun bir kesintiye yerleştirilebilir. Daha geniş bağlamda öngörülü bakım, Demodülasyonun sağladığı genişletilmiş uyarı, yıkıcı arızaları ve bunların neden olduğu pahalı ikincil hasarları önleyen şeydir.
