Метод спектра огибающей
Для контроля технического состояния подшипников по данному методу необходим анализатор спектра вибрации с функцией анализа спектра огибающей высокочастотной вибрации.
Метод базируется на анализе высокочастотной составляющей вибрации и выявлении модулирующих ее низкочастотных сигналов.
Высокочастотная часть сигнала изменяет свою амплитуду во времени, т.е. она модулируется сигналом с более низкой частотой. Выделение и обработка этой информации и составляют основу этого метода.
Рассмотрим подшипник с зарождающимся дефектом (скол, трещина и т.п.) на наружной обойме. При ударе тел качения о дефект возникают высокочастотные затухающие колебания, которые будут повторяться (модулироваться) с частотой, равной частоте перекатывания тел качения по наружному кольцу. Именно в этом модулирующем сигнале содержится информация о состоянии подшипника.
Установлено, что наилучшие результаты метод даёт в том случае, если анализировать модуляцию не широкополосного сигнала, получаемого от акселерометра, а предварительно осуществить узкополосную фильтрацию сигнала, выбрать основную (несущую) частоту в диапазоне от 4 до 32 кГц и анализировать модуляцию этого сигнала.
Для этого отфильтрованный сигнал детектируется, т. е. выделяется модулирующий сигнал (или ещё его называют «огибающая сигнала»), который подаётся на узкополосный виброанализатор. Затем мы получаем спектр интересующего нас модулирующего сигнала, или спектр огибающей, что и дало название методу.
Обработка сигнала очень сложна, но результат стоит того. Дело в том, что небольшие дефекты подшипника не в состоянии вызвать заметной вибрации в области низких и средних частот. В тоже время для модуляции высокочастотных вибрационных шумов энергии возникающих ударов оказывается вполне достаточно. Таким образом, метод обладает очень высокой чувствительностью.
Спектр огибающей при отсутствии дефектов представляет собой почти горизонтальную волнистую линию (рисунок 2.10,а). При появлении дефектов над уровнем линии сплошного фона начинают возвышаться дискретные составляющие, частоты которых однозначно просчитываются по кинематике и оборотам подшипника (рисунок 2.10,б). Частотный состав спектра огибающей позволяет идентифицировать наличие дефектов, а превышение соответствующих составляющих над фоном однозначно характеризует глубину каждого дефекта.
Для иллюстрации метода на рисунке 2.11 приведены формы высокочастотной вибрации и спектры ее огибающей для трех одинаковых подшипников, соответственно, не имеющего дефектов, с дефектом сепаратора и с раковиной на наружном кольце.
Рисунок 2.10 - Спектр вибрации подшипникового узла электрической машины с выделенной третьоктавной полосой частот, используемой для формирования огибающей высокочастотной вибрации.
Рисунок 2.11 - Формы высокочастотной вибрации и спектры ее огибающей для трех одинаковых подшипников: а - бездефектный подшипник, б - дефект сепаратора, в - раковина на наружном кольце.
Существует два различных подхода к выбору полосы частот фильтра, выделяющего высокочастотную случайную вибрацию для последующего измерения спектра ее огибающей. Первый использует полосу частот, в которой под действием сил трения или ударных импульсов возникает сильная резонансная вибрация с собственными частотами колебаний тела качения или наружного (неподвижного) кольца подшипника [3]. Второй подход заключается в использовании более высокочастотной нерезонансной вибрации, возбуждаемой этими же силами [4,5]. Оба подхода дают близкие результаты, но лишь в том случае, когда в полосу частот фильтра не попадают гармонические составляющие вибрации, по мощности, превышающие случайную вибрацию. В противном случае колебания мощности суммы гармонической и случайных составляющих уменьшаются, и спектр огибающей начинает давать искаженную информацию о состоянии подшипника.
Достоинства: во-первых, метод огибающей использует результаты измерения вибрации в более низкой области частот, чем метод ударных импульсов и, как следствие, точка контроля вибрации может быть несколько удалена от неподвижного кольца подшипника и выбирается, например, на корпусе подшипникового узла. Во-вторых, спектральный анализ огибающей позволяет обнаруживать в подшипнике качения зарождающиеся дефекты не только поверхностей качения, но и скольжения, в частности сепаратора.
Актуальное на сайте:
Технические, санитарно-технические и бытовые помещения
Площади компрессорных, трансформаторных, электрощитовых, насосных, вентиляционных камер определяются в зависимости от оборудования устанавливаемого в перечисленные помещения и располагаются, как в производственном корпусе, так и отдельно ...
Расчет суточной производственной программы
Определение суточной программы по ТО и диагностированию автомобилей является критерием выбора метода организации ТО (на универсальных постах или поточных линиях) и служит исходным показателем для расчета числа постов и линий ТО.
По видам ...
Выбор передачи
Выбираю передачу, состоящую из стандартного редуктора, при этом редуктор выбран из серии навесных, ЦЗ, устанавливаемый с наружной стороны ходового колеса на приводном вале.
Выбор типоразмера редуктора осуществляется по эквивалентному вра ...
Автомобильные дизельные топлива