Hiểu về trung bình đồng bộ

Devices

Portable balancer & Vibration analyzer Balanset-1A

Parts

Optical Sensor (Laser Tachometer)

Bộ dụng cụ cân bằng và chẩn đoán rung động hoàn chỉnh từ Vibromera, bao gồm bốn cảm biến rung động có dây cáp, mô-đun giao diện tín hiệu, máy đo tốc độ laser có chân đế từ tính, cân kỹ thuật số, cáp USB và hộp đựng. Hệ thống được thiết kế để cân bằng rô-to tại hiện trường và theo dõi tình trạng trên thiết bị công nghiệp.

Devices

Dynamic balancer “Balanset-1A” OEM

Định nghĩa: Trung bình đồng bộ là gì?

Trung bình đồng bộ (còn gọi là trung bình miền thời gian hoặc trung bình tín hiệu) là một kỹ thuật xử lý tín hiệu trong vibration analysis điều đó làm tăng cường tính tuần hoàn, đồng bộ tốc độ rung động Các thành phần tuần hoàn đồng thời triệt tiêu nhiễu ngẫu nhiên và rung động không đồng bộ. Phương pháp này hoạt động bằng cách lặp lại việc lấy mẫu rung động qua nhiều vòng quay của trục (được kích hoạt bởi tín hiệu đo tốc độ vòng quay một lần mỗi vòng), sau đó lấy trung bình các điểm tương ứng trong mỗi vòng quay. Các thành phần tuần hoàn lặp lại giống hệt nhau ở mỗi vòng quay sẽ được củng cố thông qua phép lấy trung bình, trong khi nhiễu ngẫu nhiên và các thành phần không đồng bộ sẽ triệt tiêu nhau, cải thiện đáng kể tỷ lệ tín hiệu trên nhiễu.

Trung bình đồng bộ đặc biệt hiệu quả trong việc chẩn đoán các vấn đề về bánh răng (phân lập các đặc điểm lưới bánh răng riêng lẻ) và có thể phát hiện các mẫu tuần hoàn tinh tế ẩn trong tiếng ồn mà không thể nhìn thấy trong tiêu chuẩn. dạng sóng thời gian hoặc Phổ FFT.

Cách thức hoạt động của tính trung bình đồng bộ

Quá trình

Tín hiệu kích hoạt: Xung một lần mỗi vòng quay từ máy đo tốc độ hoặc phím pha xác định thời điểm bắt đầu của mỗi cuộc cách mạng
Phân đoạn dữ liệu: Tín hiệu rung động được chia thành các đoạn có độ dài bằng nhau, mỗi đoạn một vòng quay
Alignment: Tất cả các phân đoạn được căn chỉnh để kích hoạt xung (cùng một điểm bắt đầu)
Trung bình từng điểm: Các điểm tương ứng trong mỗi phân đoạn được trung bình lại với nhau
Kết quả: Dạng sóng trung bình đơn biểu diễn một vòng quay
Noise Reduction: Các thành phần ngẫu nhiên hủy bỏ; các thành phần tuần hoàn củng cố

Cơ sở toán học

Các tín hiệu tuần hoàn tổng hợp mạch lạc (cộng vào pha)
Tổng nhiễu ngẫu nhiên không nhất quán (hủy bỏ về mặt thống kê)
Cải thiện tín hiệu trên nhiễu ∝ √N, trong đó N = số lượng trung bình
Ví dụ: 100 giá trị trung bình cải thiện SNR lên 10 lần (20 dB)

Ứng dụng

1. Chẩn đoán hộp số

Ứng dụng phổ biến và mạnh mẽ nhất:

Cách ly lưới bánh răng

Trung bình đồng bộ với thiết bị quan tâm
Cải thiện mẫu lưới của bánh răng đó
Ngăn chặn các bánh răng và ổ trục khác
Tiết lộ các khiếm khuyết của từng răng

Phân tích từng răng

Dạng sóng trung bình cho thấy rõ ràng từng sự ăn khớp của răng
Răng bị hư hỏng xuất hiện dưới dạng lệch lạc về hình dạng
Có thể xác định được răng cụ thể nào bị hư hỏng
Đánh giá mức độ nghiêm trọng từ độ lệch

2. Nâng cao phân tích ổ trục

Trung bình trong giai đoạn chủng tộc bên ngoài để cô lập khuyết tật chủng tộc bên ngoài
Tăng cường tác động định kỳ từ các khuyết tật ổ trục
Giảm thiểu sự che khuất từ các nguồn rung động khác
Đặc biệt hữu ích trong môi trường có tiếng ồn cao

3. Rung xoắn

Tăng cường các thành phần xoắn đồng bộ với vòng quay
Ngăn chặn rung động và tiếng ồn bên
Tiết lộ cộng hưởng xoắn và kích thích

4. Cân bằng

Cải thiện biên độ and giai đoạn độ chính xác đo lường
Đặc biệt là trong môi trường ồn ào
Đáng tin cậy hơn influence coefficient sự quyết tâm

Thuận lợi

Noise Reduction

Cải thiện đáng kể tỷ lệ tín hiệu trên nhiễu
Có thể trích xuất tín hiệu được chôn sâu dưới mức nhiễu 20-30 dB
Có thể thực hiện các phép đo trong môi trường khắc nghiệt

Cách ly lỗi

Tách chữ ký của một thành phần khỏi các thành phần khác
Ví dụ: cách ly lưới bánh răng khỏi lưới bánh răng trong hộp số
Xác định thành phần nào bị lỗi

Độ phân giải được cải thiện

Tiết lộ các mẫu và khuyết điểm tinh tế
Hiển thị chi tiết được che dấu trong tín hiệu thô
Cho phép phát hiện lỗi sớm

Yêu cầu và hạn chế

Yêu cầu

Tachometer: Cò súng đáng tin cậy một lần mỗi vòng quay là điều cần thiết
Tốc độ không đổi: Tốc độ phải tương đối ổn định (±1-2%)
Trung bình đủ: Thông thường 50-200 vòng quay để có kết quả tốt
Tín hiệu tuần hoàn: Chỉ tăng cường các thành phần thực sự tuần hoàn

Hạn chế

Ngăn chặn lỗi không đồng bộ: Các khuyết tật ngẫu nhiên, hầu hết các lỗi ổ trục đều giảm
Biến thể tốc độ: Tốc độ thay đổi trong quá trình tính trung bình kết quả mờ
Thời gian yêu cầu: Phải thu thập dữ liệu qua nhiều vòng quay
Không phải thời gian thực: Cần xử lý hậu kỳ

So sánh với các kỹ thuật khác

Trung bình đồng bộ so với trung bình tuyến tính

Đồng bộ: Trung bình trong miền thời gian, đồng bộ với phép quay, tăng cường tính tuần hoàn
Tuyến tính: Trung bình phổ FFT, giảm sự thay đổi ngẫu nhiên ở mọi tần số
Các trường hợp sử dụng: Đồng bộ cho bánh răng; tuyến tính cho việc làm mịn phổ chung

Phân tích trung bình đồng bộ so với phân tích bao

Trung bình đồng bộ: Miền thời gian, tăng cường các mẫu tuần hoàn
Phân tích phong bì: Miền tần số, phát hiện tác động lặp lại
Bổ sung: Có thể kết hợp cả hai để phân tích toàn diện

Triển khai thực tế

Cài đặt

Lắp đặt máy đo tốc độ với xung rõ ràng một lần mỗi vòng quay
Đặt số lượng trung bình (điển hình là 50-200)
Xác định độ dài tín hiệu (1 vòng, 10 vòng, v.v.)
Xác minh độ ổn định tốc độ

Thu thập dữ liệu

Thu thập dữ liệu rung động trong khoảng thời gian trung bình
Công cụ tự động phân đoạn và tính trung bình
Hiển thị dạng sóng trung bình
Thường tính toán FFT của tín hiệu trung bình (phổ tăng cường)

Diễn giải

Kiểm tra dạng sóng trung bình để tìm các mẫu tuần hoàn
Tìm kiếm các sai lệch chỉ ra khuyết tật
So sánh với các chữ ký tốt đã biết
Định lượng mức độ nghiêm trọng của khuyết tật từ biên độ sai lệch

Các biến thể nâng cao

Trung bình đồng bộ bánh răng

Kích hoạt từ bánh răng quan tâm (không phải trục)
Hiển thị mẫu lưới cho thiết bị cụ thể đó
Yêu cầu bộ mã hóa hoặc máy đo tốc độ đa xung

Trung bình đa đơn hàng

Trung bình nhiều đơn hàng cùng lúc
Tách riêng các thành phần 1×, 2×, 3×
Cung cấp nội dung đơn hàng toàn diện

Tín hiệu khác biệt

Trừ tín hiệu trung bình khỏi tín hiệu thô
Phần còn lại hiển thị những gì đã bị xóa (các thành phần không đồng bộ)
Hữu ích để xác định các khuyết tật ổ trục sau khi tháo lưới bánh răng

Trung bình đồng bộ là một kỹ thuật xử lý tín hiệu tinh vi giúp cải thiện đáng kể khả năng hiển thị các mẫu rung động tuần hoàn, đồng bộ tốc độ, đồng thời triệt tiêu nhiễu và các thành phần không đồng bộ. Việc thành thạo trung bình đồng bộ cho phép chẩn đoán hộp số tiên tiến, phát hiện lỗi sớm trong môi trường nhiễu và phân lập các dấu hiệu đặc trưng của từng thành phần trong máy móc phức tạp.

← Quay lại Mục lục chính

Trung bình đồng bộ là gì? Tăng cường tín hiệu

Được xuất bản bởi admin trên Tháng 10 31, 2025 Tháng 10 31, 2025