Розуміння аналізу порядку для машин зі змінною швидкістю

Визначення: Що таке аналіз порядку?

Аналіз замовлення – це спеціалізований метод аналізу вібрації, який використовується для машин, що працюють з різною швидкістю. Замість того, щоб відображати амплітуду вібрації відносно фіксованої осі частоти (у Гц або CPM), він відображає амплітуду відносно «порядків». замовлення є кратною до основної швидкості обертання машини. Наприклад, 1-й порядок — це вібрація, яка виникає точно на швидкості обертання (1x), 2-й порядок — на подвійній швидкості обертання (2x) тощо.

Чому стандартне швидке перетворення Фур'є (FFT) є проблемою для машин зі змінною швидкістю?

Стандартний аналіз швидкого перетворення Фур'є (ШПФ) працює шляхом вибірки даних протягом фіксованого періоду часу. Це ідеально працює для машин з постійною швидкістю. Однак, якщо швидкість машини змінюється протягом періоду збору даних, результуючий спектр ШПФ стає «розмитим». Енергія вібраційної складової, яка безпосередньо пов'язана зі швидкістю обертання (наприклад, дисбаланс при 1x), розподілятиметься по кількох частотних інтервалах зі зміною швидкості, що призведе до появи широкого піку з низькою амплітудою, який важко зчитати та точно відобразити тренд. Для вирішення цієї конкретної проблеми був розроблений порядковий аналіз.

Рішення: Відстеження замовлень

Аналіз порядку спирається на метод, який називається відстеження замовленняДля цього потрібен другий датчик, тахометр (або «тахо»), який забезпечує одноразовий імпульс за оберт від обертового вала. Аналізатор вібрації використовує цей тахосигнал як динамічну часову базу. Замість вибірки даних на основі фіксованого внутрішнього годинника (наприклад, кожну мілісекунду), він вибірково визначає дані на основі кута повороту вала (наприклад, кожен градус повороту). Цей процес також відомий як передискретизація в кутовій області.

Завдяки синхронізації збору даних з фактичним рухом вала, результуючий спектр виражається в порядках, а не в частоті. Тепер, якщо машина прискорюється або сповільнюється, пік дисбалансу 1x залишатиметься чітким піком у комірці 1-го порядку, повністю усуваючи ефект розмиття.

Ключові застосування аналізу порядків

Аналіз порядку є важливим для будь-якої машини, яка не працює з однією постійною швидкістю. Загальні застосування включають:

• Випробування транспортних засобів та двигунів: Аналіз вібрацій двигуна, трансмісії та трансмісії в повному діапазоні обертів.
• Вітрові турбіни: Швидкість ротора постійно змінюється залежно від швидкості вітру, що робить аналіз порядку необхідним.

– Аналіз розгону та вибігу машини: Аналіз даних про вібрацію під час запуску або зупинки машини є потужним способом визначення критичних швидкостей та резонансів. Аналіз порядку робить ці графіки (наприклад, графіки Боде та Водоспаду) зрозумілими та легкими для читання.

• Поршнево-поступальні машини: Аналіз компресорів та двигунів, де миттєва швидкість може коливатися.
• Важка техніка: Землерийне обладнання, гірничодобувні машини та інші машини з приводами зі змінною швидкістю.

Як відображаються дані аналізу замовлень?

Результати аналізу замовлень зазвичай розглядаються кількома способами:

• Спектр замовлення: Графік залежності амплітуди від порядків, подібний до стандартного швидкого перетворення Фур'є, але з порядками на осі x.
• Ділянка водоспаду або каскаду: 3D-графік, що показує серію спектрів порядків, що накладаються один на одного, коли змінюється швидкість машини. Це чітко показує, як амплітуда кожного порядку змінюється з кількістю обертів за хвилину.
• Діаграма Боде: Графік, що використовується у випробуваннях на розгін/вибіг, який показує амплітуду та фазу певного порядку (зазвичай 1x та 2x) як функцію швидкості машини.
• Діаграма Кемпбелла: Спеціалізований графік, який накладає лінії порядку поверх власних частот системи, щоб чітко визначити потенційні точки резонансу (де лінія порядку перетинає лінію власної частоти).

Аналіз замовлень – це потужний та незамінний інструмент для точної діагностики стану будь-якої машини, яка працює в різних швидкостях.

← Назад до головного індексу