Материал: АСКВ2 БУ max90-ru_v1.20

Модули мобильной системы X90

Анализ огибающей сигнала

Обычно при анализе огибающей оценивается ее частотный спектр. После подавления постоянной составляющей амплитуда линий в частотном спектре, соответствующих низкочастотным синусоидальным колебаниям, возрастет.

При периодически возникающем резком возбуждении для сигнала огибающей обычно характерны увеличенные амплитуды на частоте повторения ударных импульсов и ее гармониках.

Таким образом, анализ огибающей позволяет отделить гармонические причины колебаний (дисбаланс, ориентация) от причин, связанных с ударным воздействием (повреждение подшипника, повреждение зубчатых колес и т. д.).

Этот вид анализа не позволяет выявить гармонические причины колебаний в спектре огибающей.

Амплитуда [мg]

Время [с]

Рисунок 84: Осциллограмма и ее огибающая

Амплитуда [мg]

Частота [Гц]

Рисунок 85: Спектр частот огибающей

Модули мобильной системы X90

Смещение, скорость и ускорение

Датчики могут регистрировать виброускорение, виброскорость или смещение. Независимо от того, какой физический параметр был зарегистрирован датчиком, для колебания можно вычислить значения ускорения, скорости и смещения. Эти величины взаимосвязаны следующим образом:

Условные обозначения:

•s — смещение колебания

•v — скорость колебания

•ɑ — ускорение колебания

•t — время

Поскольку виброскорость вычисляется интегрированием виброускорения, а смещение колебаний — интегрированием виброскорости, то при необходимости можно преобразовать значение датчика в любую из величин.

Ускорение пропорционально силе. Скорость описывает энергию.

С практической точки зрения важно, что при преобразовании одной физической величины в другую не теряется информация о частоте. Для синусоидальных колебаний верно следующее:

Частота присутствует в знаменателе. В результате влияние высокочастотных составляющих сигнала на значение виброскорости меньше, чем на значение виброускорения. При расчете смещения колебаний значение частоты возводится в квадрат.

5.4.1.6.2.3 Определение предельных значений и порогов срабатывания аварийного сигнала

Общее утверждение о состоянии машины можно сделать путем сравнения измеренных характеристических значений с предельными значениями, установленными стандартами (например, ISO 10816) или изготовителем машины.

На основании измеренных сигналов рассчитываются характеристические значения, которые отражают состояние системы в соответствующей точке измерения.

В некоторых случаях для определения порогов срабатывания аварийного сигнала можно использовать значения, описанные в стандартах. Кроме того, предельные значения можно установить на основе истории работы оборудования и опыта оператора.

Сравнение с исходными значениями и стандартами

Предельные значения для некоторых систем и элементов оборудования заданы стандартами. Большинство стандартов, за исключением ISO 10816, предоставляют мало информации для оценки фактического состояния машины.

Предельные значения, установленные производителем

Некоторые производители указывают предельные допустимые значения колебаний и другие соответствующие факторы для оценки состояния оборудования. Они основаны на расчетах, а также на экспертных знаниях и опыте производителя.

По возможности такие значения следует использовать для оценки состояния оборудования.

Модули мобильной системы X90

Предельные значения, установленные оператором — значения на основе опыта

При оценке состояния оборудования операторы также могут опираться на собственный опыт. Подходящие значения можно получить на основе опыта при длительном наблюдении характеристических значений и анализе истории работы оборудования.

Установленные таким образом предельные значения могут значительно отличаться от значений, указанных в стандартах или заданных производителем. Оценку состояния на основе таких значений можно выполнять, только если оператор обладает значительным опытом работы с вибрацией оборудования и умеет отличать положительные и отрицательные воздействия.

При определении предельных значений важно учитывать, что на измерения колебаний оказывают влияние следующие факторы:

•Место повреждения

•Положение датчика

•Скорость движущихся частей оборудования

•Нагрузка на компоненты оборудования

Анализ графиков

В ряде случаев отсутствует достаточная информация о поведении оборудования как в процессе нормальной эксплуатации, так и при возникновении повреждений

Чтобы дать достоверную оценку его состояния, необходимо опираться на хронологическую последовательность характеристических значений (график изменения характеристических значений).

Начальной точкой такого графика будет «Нормальное состояние». Эталонный уровень (нормальный уровень) определяется характеристическим значением в нормальном состоянии.

График отражает изменения относительно нормального состояния. При возникновении повреждения соответствующие характеристические значения обычно увеличиваются, хотя иногда на появление проблемы может указывать и их снижение.

Для точной оценки изменений важно, чтобы характеристики колебаний всегда регистрировались при одинаковых условиях эксплуатации и всегда одинаково классифицировались. В частности, скорость и коэффициент нагрузки оказывают сильное влияние на характеристические значения. Изменения графика, вызванные изменением условий эксплуатации, необязательно указывают на изменение фактического состояния. Во многих ситуациях график помогает оценить состояние оборудования и подшипников.

Рисунок 86: Типичный график

Первая и вторая производные сигнала от прогрессирующих повреждений могут быть источником важной информации о степени повреждения компонента.

Пример

Модули мобильной системы X90

В данном примере первая и вторая производные используются для определения оптимального времени для ремонта. При выборе времени для выполнения замены будет учитываться максимальный срок службы. Возможность снижения качества продукции не учитывается.

На основе графика можно выбрать разные моменты для выполнения замены.

•k1 = Первый подъем. Весьма консервативный подход, при котором не вырабатывается ресурс оборудования.

•k2 = Второй подъем. Компромисс между консервативным и оптимальным подходами.

•k3 = Спад второй производной. Оптимальная выработка ресурса оборудования.

Информация:

Данный пример использования производных нельзя рассматривать в качестве правила для ваших собственных приложений.

Первая производная

Рисунок 87: Первая производная сигнала

Вторая производная

Модули мобильной системы X90

Динамическое изменение скорости

При расчете FFT в модуле предполагается, что частотный спектр и итоговые линии не сдвигаются, пока происходит обработка сохраненных в буфере данных. Для валов это справедливо только при вращении с постоянной скоростью.

Если скорость изменяется, для мониторинга или анализа повреждений нельзя использовать узкие полосы частот, поскольку такая оценка не дает достоверных результатов.

В следующем примере показано влияние изменения частоты вращения вала на итоговый частотный спектр при расчете FFT.

Пример

Скорость вала изменяется с 100 Гц до 200 Гц.