Форма хвилі часу: основа аналізу вібрацій

Визначення: Що таке часова хвильова форма?

У "The часова хвиля (також відомий як сигнал часової області) – це необроблений сигнал від вібраційного перетворювача, такого як акселерометр або датчик наближення. Це графік, який відображає миттєву амплітуду вібрації на вертикальній осі (Y) у залежності від часу на горизонтальній осі (X). Це пряме відображення фізичного руху машини вперед і назад у місці розташування датчика протягом короткого періоду часу.

Роль часової хвилі в діагностиці

Хоча частотний спектр (ШПФ) є основним інструментом для діагностики більшості несправностей машин у стаціонарному режимі, форма хвилі часу є незамінним та допоміжним інструментом. Швидке перетворення Фур'є (FFT) обчислює частотний склад, *усереднений* за час вибірки. При цьому іноді може приховувати короткочасні, перехідні або неперіодичні події. Однак форма хвилі часу показує саме те, що відбувалося з моменту в момент, що робить її кращою для аналізу:

• Імпульсивні події: На ньому чітко видно гострі удари, які часто є першою ознакою дефектів підшипника або шестерні.
• Модуляція та ритми: Класична схема підйому та падіння побиття найчіткіше видно на часовій хвилі.
• Минущі події: Він може фіксувати випадкові, одноразові події, які були б усереднені в швидкому перетворенні Фур'є.
• Обрізання сигналу: Він одразу показує, чи сигнал датчика перевищив вхідний діапазон аналізатора, що призведе до недійсності швидкого перетворення Фур'є.
• Розтирання: Різкі, спотворені сигнали від тертя ротора часто найбільш помітні на формі хвилі.

Досвідчений аналітик завжди переглядає як спектр, так і часову форму хвилі, щоб отримати повне уявлення про стан машини.

Як аналізувати форму часової хвилі

Аналіз часової форми хвилі включає вивчення її форми та ключових характеристик.

1. Пікова амплітуда

Максимальна амплітуда (пік) у формі хвилі є прямим показником максимальної сили або напруження події. Висока пікова амплітуда в сигналі з низькою енергією є яскравим показником впливу.

2. Загальна форма

Справна, добре збалансована машина часто матиме чисту синусоїдальну форму хвилі на частоті робочої швидкості. Спотворення цієї форми вказують на наявність інших частот або сил. Наприклад, «сплющений» або «обрізаний» вигляд є класичною ознакою механічної нещільності, коли рух компонента обмежений.

3. Повторювані закономірності та періодичність

Розміщуючи курсори на графіку, аналітик може виміряти час між повторюваними подіями.

• Вимірювання часу між основними піками дає період фундаментальної коливання, яку можна інвертувати, щоб знайти її частоту (Частота = 1 / Період).
• Пошук менших, повторюваних ударів, що «їдуть» на основній формі хвилі, може допомогти визначити точну частоту несправностей підшипників або шестерень.

4. Статистичні параметри

Статистичні значення, розраховані з форми часової хвилі, є потужними діагностичними індикаторами:

• RMS (середньоквадратичне відхилення): Вимірює загальний енергетичний вміст сигналу.
• Крест-фактор: Відношення амплітуди піку до середньоквадратичного значення. Високий коефіцієнт амплітуди (>>3) вказує на наявність сильного впливу.
• Ексцес: Міра «піковистості» сигналу. Високе значення ексцесу дуже чутливе до несправностей підшипника на ранній стадії.

Форма хвилі проти спектру: партнерство

Форма хвилі за часом та частотний спектр – це два різні погляди на одні й ті ж дані, і вони найкраще працюють разом:

• У "The спектр чудово розділяє кілька, близько розташованих, стаціонарних частот.
• У "The хвиля чудово показує справжню амплітуду впливів та природу нестаціонарних подій.

Наприклад, спектр може показувати підвищений рівень шуму, але форма хвилі покаже, що причиною є серія низькоамплітудних, повторюваних ударів від несправності підшипника, що розвивається.

← Назад до головного індексу