Аналіз обвідної (демодуляція) для раннього виявлення несправностей

Визначення: Що таке аналіз обвідної?

Аналіз конвертатакож відомий як демодуляція Аналіз обвідної високої частоти – це потужний метод обробки сигналів, який використовується в аналізі вібрації для виявлення несправностей на ранніх стадіях у підшипниках кочення та коробках передач. Ці типи несправностей, такі як мікроскопічні тріщини або відколи, генерують серію низькоенергетичних високочастотних хвиль напруження або «ударів» щоразу, коли елемент кочення проходить над дефектом. Аналіз обвідної – це метод вилучення цих повторюваних сигналів ударів із загального фонового вібраційного середовища машини.

Чому стандартного швидкого перетворення Фур'є недостатньо?

Енергія від цих крихітних початкових ударів часто занадто низька та має занадто високу частоту, щоб її можна було побачити у стандартному спектрі коливань (FFT). Сигнал часто похований у шумовому рівні або перевантажений більшою, низькочастотною вібрацією з таких джерел, як дисбаланс або неузгодженість. Удари діють як *модулятор* для власних резонансних частот машини. Аналіз обвідної призначений для демодуляції цього сигналу та виявлення основних частот несправностей.

Процес аналізу конверта

Метод працює шляхом ізоляції високочастотних сигналів, а потім дослідження їхньої частоти повторення. Процес включає кілька кроків:

1. Смугова фільтрація: Необроблений вібраційний сигнал спочатку пропускається через високочастотний або смуговий фільтр. Це усуває всі сильні низькочастотні вібрації (наприклад, нижче 1 кГц або 5 кГц) та ізолює високочастотний дзвін і хвилі напруги, пов'язані з ударами.
2. Виправлення: Відфільтрований високочастотний сигнал потім випрямляється, що по суті перетворює негативну частину сигналу на позитивну. Це готує сигнал до обволікання.
3. Огинальна (фільтрація низьких частот): До випрямленого сигналу застосовується низькочастотний фільтр. Це згладжує високочастотний несучий сигнал, залишаючи лише «огинаючу» — форму хвилі, яка представляє амплітудну модуляційну картину, тобто частоту повторення вихідних впливів.
4. Швидке перетворення Фур'є обвідної: Зрештою, для цього нового сигналу обвідної виконується швидке перетворення Фур'є (ШПФ). Отриманий «спектр обвідної» чітко показує частоту повторюваних впливів.

Діагностика несправностей за допомогою спектру обвідної

Піки в спектрі обвідної відповідають розрахунковим значенням підшипника частоти несправностейПорівнюючи піки в спектрі з цими відомими частотами, аналітик може визначити точне місце розташування несправності:

• BPFO (Частота передач куль, Зовнішня обойма): Вказує на дефект зовнішньої обойми нерухомого підшипника.
• BPFI (Частота передач м'яча, внутрішня обойма): Вказує на дефект внутрішньої обойми, що обертається. Цей пік часто має бічні смуги при 1x об/хв, оскільки дефект рухається в зону навантаження та виходить з неї.
• ЧСС (частота обертання м'яча): Вказує на дефект одного з тіл кочення (кульок або роликів).
• ЧПЧ (Основна частота руху поїздів): Найнижча частота, що вказує на несправність обойми підшипника, яка утримує ролики на місці.

Аналогічно, для коробок передач, спектр обвідної може виявляти піки на швидкості обертання шестерні з тріснутим або зламаним зубом, що вказує на повторювані удари один раз за оберт.

Сила раннього виявлення

Основною перевагою аналізу обвідної є його чутливість. Він може виявляти несправності підшипників та шестерень за місяці або навіть рік до того, як вони стануть очевидними у стандартному спектрі швидкостей або генеруватимуть достатньо тепла, щоб їх можна було побачити за допомогою інфрачервоної термографії. Це забезпечує безцінне раннє попередження, що дозволяє планувати та складати графіки технічного обслуговування з мінімальними збоями, запобігаючи катастрофічним збоям та вторинним пошкодженням.

← Назад до головного індексу