Hiểu về phổ bao
Định nghĩa: Phổ bao là gì?
Phổ bao là tần số quang phổ thu được bằng cách tính toán FFT của tín hiệu bao thư (giải điều chế biên độ) từ phân tích phong bì. Nó tiết lộ tỷ lệ lặp lại của các tác động hoặc điều chế trong rung động tần số cao, khiến nó trở thành kỹ thuật mạnh mẽ nhất để phát hiện khuyết tật ổ trục lăn. Trong khi FFT chuẩn hiển thị tần số sóng mang (cộng hưởng kích thích bởi va chạm), phổ bao phủ hiển thị tần số điều chế (tốc độ xảy ra va chạm), tương ứng trực tiếp với tần số lỗi ổ trục như BPFO, BPFI, BSF và FTF.
Phổ bao thư là để chẩn đoán mang những gì FFT tiêu chuẩn là để mất cân bằng and sự không thẳng hàng phát hiện—công cụ chẩn đoán chính giúp phát hiện lỗi sớm bằng cách trích xuất tần số chẩn đoán từ “tiếng ồn” tần số cao mà FFT tiêu chuẩn không thể phân tích hiệu quả.
Phổ bao được tạo ra như thế nào
Quy trình phân tích phong bì
- Bộ lọc thông dải: Lọc thô rung động tín hiệu đến băng tần cao (ví dụ: 1-10 kHz)
- Phát hiện bao thư (Giải điều chế): Trích xuất biên độ bao của tín hiệu đã lọc
- Bộ lọc thông thấp: Bao bì mịn (loại bỏ phần chất mang còn sót lại)
- FFT: Tính toán phổ tần số của tín hiệu bao
- Kết quả: Phổ bao phủ cho thấy tỷ lệ lặp lại tác động
Phong bì đại diện cho điều gì
- Rung động tần số cao (sóng mang) được điều chế bằng tác động của ổ trục (điều chế)
- Chiết xuất phong bì điều chế (mô hình tác động lặp lại)
- FFT của đường bao hiển thị tần số điều chế
- Tần số điều chế = tần số lỗi ổ trục
Đọc phổ bao thư
Vòng bi khỏe mạnh
- Mức bao phủ tổng thể thấp
- Phổ phẳng hoặc dốc nhẹ
- Không có đỉnh rõ rệt
- Độ ồn nền ở hoặc dưới độ nhạy của thiết bị
Vòng bi bị lỗi
- Đỉnh chính: Ở tần số lỗi ổ trục (BPFO, BPFI, BSF hoặc FTF)
- Sóng hài: Tần suất lỗi tăng gấp 2, 3, 4 lần khi lỗi trở nên nghiêm trọng hơn
- Dải bên: Khoảng cách xung quanh tần số lỗi tại lồng (FTF) hoặc tốc độ chạy (1×)
- Sàn nâng cao: Độ ồn nền tổng thể tăng lên theo sự suy giảm của ổ trục
Chỉ số mức độ nghiêm trọng
- Biên độ đỉnh: Biên độ cao hơn = khuyết tật nghiêm trọng hơn
- Số lượng sóng hài: Nhiều sóng hài hơn = thiệt hại nghiêm trọng hơn
- Độ phức tạp của dải bên: Dải bên mở rộng cho thấy sự điều chế, thường là mức độ nghiêm trọng
- Độ ồn nền tăng: Sàn nhà cao cho thấy sự xuống cấp bề mặt lan rộng
Ưu điểm so với FFT tiêu chuẩn
Phát hiện sớm
- Phát hiện lỗi ổ trục sớm hơn 6-18 tháng so với FFT tiêu chuẩn
- Nhạy cảm với các mảnh vỡ nhỏ không nhìn thấy được trong quang phổ vận tốc
- Cung cấp thời gian chuẩn bị tối đa cho kế hoạch bảo trì
Xóa chữ ký lỗi
- Tần số lỗi ổ trục nổi bật và dễ nhận biết
- Ít bị nhiễu do mất cân bằng, sai lệch (đã lọc ra)
- Các mẫu dải bên có thể nhìn thấy rõ ràng
- Độ rõ nét chẩn đoán vượt trội hơn phổ tiêu chuẩn
Phát hiện sự kiện năng lượng thấp
- Tác động ổ trục nhỏ tạo ra ít năng lượng trong FFT tiêu chuẩn
- Nhưng kích thích cộng hưởng tần số cao một cách hiệu quả
- Phân tích bao thư khuếch đại các tín hiệu chẩn đoán yếu này
Hướng dẫn giải thích
Xác định lỗi
- Tính toán tần số vòng bi: BPFO, BPFI, BSF, FTF cho ổ trục lắp đặt
- Tìm kiếm phổ bao: Tìm kiếm các đỉnh ở tần số đã tính toán (dung sai ±5%)
- Đỉnh trận đấu: Tần số tính toán nào khớp với đỉnh quan sát được?
- Kiểm chứng bằng Harmonics: Kiểm tra sóng hài 2×, 3×
- Kiểm tra dải bên: Khoảng cách dải bên cung cấp xác nhận bổ sung
- Chẩn đoán: Đỉnh tại BPFO = vòng ngoài; BPFI = vòng trong; BSF = phần tử lăn; FTF = lồng
Đánh giá mức độ nghiêm trọng
- Thuốc mới (vỏ 0,5-1g): Đỉnh nhỏ, không có sóng hài, theo dõi hàng tháng
- Sớm (1-3g): Xóa đỉnh, 1-2 sóng hài, theo dõi hàng tuần, lên kế hoạch thay thế hàng tháng
- Trung bình (3-10g): Đỉnh mạnh, nhiều sóng hài, dải bên, kế hoạch thay thế nhiều tuần
- Nâng cao (>10g): Biên độ rất cao, nhiều sóng hài, sàn nâng cao, thay thế khẩn cấp
Ứng dụng thực tế
Giám sát thường xuyên
- Bao gồm phổ bao thư trong các tuyến giám sát tình trạng
- Biên độ bao xu hướng tại tần số đứt gãy ổ trục
- Phát hiện sớm hơn xu hướng rung động tổng thể
- Xác định lỗi cụ thể so với sự gia tăng rung động chung
Xử lý sự cố
- Khi độ rung tổng thể tăng cao nhưng FFT chuẩn không rõ ràng
- Nghi ngờ có vấn đề về ổ trục
- Xác minh sự cần thiết phải thay thế vòng bi
- Xác định ổ trục nào trong máy nhiều ổ trục
Mối quan hệ với Phân tích Phong bì
- Phân tích phong bì: Quá trình hoàn chỉnh (lọc + giải điều chế + FFT)
- Phổ bao: Biểu đồ tần số kết quả từ phân tích đường bao
- Tín hiệu bao thư: Tín hiệu giải điều chế miền thời gian (bước trung gian)
- Điều khoản: Thường được sử dụng thay thế cho nhau nhưng về mặt kỹ thuật thì phổ bao là đầu ra
Phổ bao là tiêu chuẩn vàng để phát hiện khuyết tật ổ trục trong phân tích rung động. Khả năng phát hiện tần suất lỗi ổ trục nhiều tháng trước khi chúng xuất hiện trong phổ chuẩn, kết hợp với các mẫu chẩn đoán rõ ràng và khả năng xác định lỗi cụ thể, khiến phân tích phổ bao trở thành một công cụ không thể thiếu trong các chương trình bảo trì dự đoán cho thiết bị quay.