Phân tích bao (Giải điều chế) để phát hiện lỗi sớm

Định nghĩa: Phân tích bao thư là gì?

Phân tích phong bì, còn được biết là giải điều chế hay còn gọi là bao phủ tần số cao, là một kỹ thuật xử lý tín hiệu mạnh mẽ được sử dụng trong phân tích rung động để phát hiện các lỗi giai đoạn đầu trong ổ trục và hộp số của các bộ phận lăn. Các loại lỗi này, chẳng hạn như vết nứt hoặc vết vỡ cực nhỏ, tạo ra một loạt sóng ứng suất hoặc "va chạm" năng lượng thấp, tần số cao mỗi khi một bộ phận lăn đi qua khuyết tật. Phân tích bao phủ là một phương pháp trích xuất các tín hiệu va chạm lặp lại này từ rung động nền chung của máy.

Tại sao FFT tiêu chuẩn lại không đủ?

Năng lượng từ những va chạm ban đầu nhỏ bé này thường quá thấp và ở tần số quá cao để có thể nhìn thấy trong phổ rung động tiêu chuẩn (FFT). Tín hiệu thường bị chôn vùi trong nền nhiễu hoặc bị lấn át bởi rung động lớn hơn, tần số thấp hơn từ các nguồn như mất cân bằng hoặc lệch trục. Các va chạm hoạt động như một *bộ điều biến* cho các tần số cộng hưởng tự nhiên của máy. Phân tích bao được thiết kế để giải điều chế tín hiệu này và làm rõ các tần số lỗi tiềm ẩn.

Quy trình phân tích phong bì

Kỹ thuật này hoạt động bằng cách cô lập các tín hiệu tần số cao và sau đó kiểm tra tốc độ lặp lại của chúng. Quá trình này bao gồm một số bước:

1. Lọc thông dải: Tín hiệu rung động thô trước tiên được dẫn qua bộ lọc thông cao hoặc thông dải. Bộ lọc này loại bỏ mọi rung động mạnh, tần số thấp (ví dụ: dưới 1 kHz hoặc 5 kHz) và cô lập sóng rung tần số cao và sóng ứng suất liên quan đến va chạm.
2. Chỉnh sửa: Tín hiệu tần số cao đã lọc sau đó được chỉnh lưu, về cơ bản sẽ đảo ngược phần âm của tín hiệu thành phần dương. Điều này chuẩn bị cho tín hiệu được bao phủ.
3. Bao phủ (Lọc thông thấp): Một bộ lọc thông thấp được áp dụng cho tín hiệu đã chỉnh lưu. Điều này làm mịn tín hiệu sóng mang tần số cao, chỉ để lại "đường bao" - dạng sóng biểu diễn mô hình điều chế biên độ, tức là tần số lặp lại của các va chạm ban đầu.
4. FFT của Phong bì: Cuối cùng, một phép biến đổi Fourier nhanh (FFT) được thực hiện trên tín hiệu bao mới này. "Phổ bao" thu được thể hiện rõ tần suất của các tác động lặp lại.

Chẩn đoán lỗi với phổ bao

Các đỉnh trong quang phổ bao phủ tương ứng với phương vị được tính toán tần số lỗi. Bằng cách so sánh các đỉnh trong quang phổ với các tần số đã biết này, nhà phân tích có thể xác định vị trí chính xác của lỗi:

• BPFO (Tần suất chuyền bóng, Vòng ngoài): Biểu thị lỗi ở vòng ngoài cố định của ổ trục.
• BPFI (Tần suất chuyền bóng, Đường đua bên trong): Biểu thị lỗi trên vòng quay bên trong. Đỉnh này thường có dải biên ở tốc độ 1x RPM vì lỗi đang di chuyển vào và ra khỏi vùng tải.
• BSF (Tần số xoáy của bóng): Chỉ ra lỗi ở một trong các bộ phận lăn (bi hoặc con lăn).
• FTF (Tần suất tàu cơ bản): Tần số chậm nhất, cho biết lỗi ở lồng ổ trục giữ các con lăn tại chỗ.

Tương tự, đối với hộp số, quang phổ bao phủ có thể cho thấy các đỉnh ở tốc độ chạy của bánh răng có răng bị nứt hoặc gãy, cho thấy tác động lặp đi lặp lại một lần trong mỗi vòng quay.

Sức mạnh của việc phát hiện sớm

Ưu điểm chính của phân tích bao thư là độ nhạy. Nó có thể phát hiện lỗi ổ trục và bánh răng hàng tháng, thậm chí hàng năm, trước khi chúng xuất hiện rõ ràng trong phổ vận tốc tiêu chuẩn hoặc tạo ra đủ nhiệt để có thể nhìn thấy bằng phương pháp chụp ảnh nhiệt hồng ngoại. Điều này cung cấp một cảnh báo sớm vô giá, cho phép lập kế hoạch và lên lịch bảo trì với sự gián đoạn tối thiểu, ngăn ngừa các sự cố nghiêm trọng và thiệt hại thứ cấp.

← Quay lại Mục lục chính