Titreşim Analizinde Yan Bantların Anlaşılması
Yan bantlar küçük frekans tepe noktalarıdır. FFT spektrumu olarak bilinen daha büyük bir merkezi tepe noktasının her iki yanında eşit aralıklarla taşıyıcı frekansı. Bunların varlığı, kesin bir modülasyon — bir sinyalin diğerine “işlendiği” bir durumdur — ve yan bantlar arasındaki aralık modüle eden sinyalin frekansına eşittir. Bu aralık doğrudan sorumlu döner elemanı işaret ettiği için, yan bantlar titreşim analizi, özellikle de dişli kutusu ve rulmandaki bir kusur arıza tespiti.
1. Yan Bantlar Nedir? Spektrumda Modülasyon
Modülasyon radyodan tanıdık bir fikirdir ve bir dişli kutusundaki mekanizma da aynıdır. Sabit yüksek frekanslı bir tonun (taşıyıcı) gücü daha yavaş tekrar eden bir olay (modülatör) tarafından değiştirilir; spektrumda bu değişim taşıyıcı tepe noktasını bulanıklaştırmaz - enerjiyi simetrik uydu tepe noktalarına böler. Taşıyıcının kendisi genellikle bir zorunlu titreşim normal çalışma tarafından üretilirken, modülatör arızalı bir bileşenin devir başına bir kez oluşan ritmidir. Örüntüyü tanımak, emin bir teşhisi tahminden ayıran şeydir.
2. Yan Bantlar Nasıl Oluşturulur?
Yan bantlar, birincil titreşim sinyalinin (taşıyıcı) genliğinin ikinci ve daha yavaş bir sinyal (modülatör) tarafından zaman içinde değiştirilmesiyle oluşur. Klasik örnek arızalı bir dişli dişidir:
- Bu Dişli Kavrama Frekansı (GMF) taşıyıcıdır. Bu, dişli dişlerinin normal iç içe geçmesiyle oluşan yüksek bir frekanstır.
- Bu dişli üzerindeki tek bir çatlak diş, devir başına bir darbe yaratır. Arızalı diş her kavramaya girdiğinde, bu darbe GMF sinyalinin genliğini modüle eder — yani değiştirir.
- Bu dönme hızı Bu nedenle dişlinin dönme frekansı modüle eden frekanstır.
FFT spektrumunda sonuç, GMF'de (taşıyıcıda) büyük bir tepe ve bunun her iki yanında dişli'nin dönme hızı kadar aralıklı daha küçük yan bant tepeleridir. Bu örüntü yalnızca bir arızanın varlığını değil, arızanın tam o dişlide bulunduğunu da kanıtlar. İlişki basit bir formülle ifade edilir:
Yan Bant Frekansı = Taşıyıcı Frekansı ± (n × Modülasyon Frekansı), burada n = 1, 2, 3 ...
Taşıyıcının üstündeki ve altındaki tepe noktaları ailesi bu nedenle eşit aralıklı bir tarak oluşturur ve aralıkları hertz cinsinden saymak - sonra bunu rpm'ye dönüştürmek - analiste tam olarak hangi şaftın hatalı çalıştığını söyler.
3. Makine Teşhisinde Temel Uygulamalar
Dişli Kutusu Teşhisi
Bu, yan bant analizinin birincil uygulamasıdır.
- GMF etrafındaki yan bantlar: Bir dişlinin çalışma hızında aralıklı yan bantlar GMF etrafında belirirse, bu dişlide bir arıza olduğunu gösterir - çatlak bir diş, aşınmış bir diş veya eksantriklik.
- GMF harmonikleri etrafındaki yan bantlar: Ciddi arızalar genellikle 2× ve 3× GMF etrafında da yan bantlar oluşturacaktır, bu nedenle tarak deseni her bir GMF etrafında tekrar eder. harmonik.
- Av Dişi Frekansı: karmaşık dişli setlerinde, belirli tamsayı olmayan yan bantlar av dişi frekansı yalnızca farklı dişlilerdeki iki belirli diş temas ettiğinde meydana gelen bir arızayı tespit edebilir.
Yuvarlanma Elemanı Rulman Diyagnostiği
Yan bantlar da doğrulama için kritik öneme sahiptir rulman hataları, özellikle iç bilezik arızalarını:
- Bir kusur iç bilezik şaftla birlikte döner ve rulman'ın yük bölgesine girip çıktıkça ürettiği darbelerin genliği artıp azalır.
- Bu, iç bilezik arıza frekansının genlik modülasyonunu üretir, BPFI.
- Ortaya çıkan spektrum, BPFI'de bir tepe noktası ve şaft'ın dönme hızının 1× katı aralıklı yan bantlar. Bu örüntüyü görmek, bir iç bilezik arızasının çok yüksek güvenli bir göstergesidir — ve bu, şunun nedenlerinden biridir zarf analizi bu sinyalleri demodüle etmede çok etkilidir.
Elektrik Motoru Diyagnostiği
Bir AC endüksiyon motorundaki rotor çubuklarındaki sorunlar, 1x çalışma hızı tepe noktasının etrafında yan bantların oluşmasına neden olabilir. Bu yan bantlar, kutup geçiş frekansı — the kayma frekansı motorun kutup sayısı ile çarpımıdır - ve klasik bir kırık rotor çubukları.
4. Analiz Hususları
Yan bant analizini etkili bir şekilde kullanmak için yüksek kaliteli verilere ihtiyaç vardır:
- Yüksek çözünürlük: yan bant tepelerini net görmek ve aralıklarını doğru ölçmek için yüksek çözünürlüklü bir FFT (örneğin 3200 veya 6400 çizgi) gerekir. Düşük çözünürlükte yan bantlar taşıyıcı tepeyle birlikte “bulaşır”. Çizgi sayısı, span ve çözünürlük arasındaki ilişki bir FFT çözünürlük hesaplayıcı.
- Trend: yan bantların sayısı ve genliği arızanın ciddiyetinin iyi bir göstergesidir. Bir arıza kötüleştikçe, daha fazla yan bant ortaya çıkar ve genlikleri artar, bu nedenle bunları zaman içinde trend analizi bozulmayı takip eder.
- Zoom FFT: ve Zoom FFT Analizördeki zoom işlevi, analistin yan bantların varlığını ve aralığını doğrulamak için dar bir frekans aralığını çok yüksek çözünürlükte büyütmesine olanak tanır.
5. Aralıkları Okumak: Örüntüden Teşhise
Bir yan bant ailesinin tanısal gücü aritmetiğinde yatar. Aralık, modüle eden frekansa eşit olduğundan, analist tarağı izleyerek suçluya geri gidebilir: 1× mil hızındaki aralık o mili gösterir; kayma ile ilişkili kutup geçiş frekansındaki aralık motor'un elektriksel durumunu gösterir; tam sayı olmayan aralık ise belirli bir diş eşleşmesini işaret eder. Dişli kavrama frekansını ve beklenen yan bant yapısını önceden ölçmek — örneğin özel bir dişli kavrama frekansı hesaplayıcı - analistin spektrumu açmadan önce tam olarak nereye bakacağını tahmin etmesini sağlar.
Sahada bu modeller makineden makineye taşınan taşınabilir bir spektrum analizörü ile yakalanır. Bunun gibi bir alet Balanset-1A Çalışan bir makinedeki titreşim spektrumunu, bir dişli ağı veya rulman arıza frekansı etrafındaki yan bant tarağını çözecek kadar yüksek çözünürlükte ölçer, böylece bir mühendis teşhisi sahada doğrulayabilir; ve aynı araştırma baskın sorunun basit olduğunu ortaya çıkardığında balanssızlık bir diş ya da bilezik kusurundan ziyade, alet doğrudan yerinde balanslama düzeltmek için.
Bir analist beklenen aralıkta net ve simetrik bir yan bant örüntüsü bulduğunda, teşhise olan güven tanı “olası” düzeyinden “kuvvetle muhtemel” düzeyine yükselir — yan bantların sahadaki en güvenilir parmak izlerinden biri sayılmasının nedeni tam da budur.
