Espectro de la curva envolvente
1.1. Relación entre la señal de tiempo y la señal de frecuencia
Con todos los sensores de Condition Monitoring de Balluff se pueden evaluar evaluaciones en el dominio del tiempo como RMS, pico, magnitud, curtosis....
La siguiente ilustración muestra una señal de vibración con una frecuencia de vibración de 1 Hz y una amplitud de 3.
Si se forma un espectro (evaluación de la señal de frecuencia) a partir de la evaluación en el dominio del tiempo mediante la FFT, la señal tiene el siguiente aspecto.
Y aquí radica la diferencia entre las variantes del BCM. Sólo el BCM0003 puede evaluar el espectro.
Hir es un error de visualización. La amplitud también debe ser 3.
Aquí de nuevo resumido en una representación:
1.2. Espectro de una oscilación
En el último capítulo, se ilustró la relación entre una señal de tiempo y una señal de frecuencia posterior utilizando una sola señal.
Sin embargo, en la práctica es mucho más compleja y la señal de tiempo ya tiene una proporción de muchas señales (señal roja en la ilustración).
Las frecuencias contenidas en la señal roja se muestran con las diferentes proporciones en azul, morado y verde.
Se puede ver una correlación observando el "dominio de la frecuencia" en el lado derecho.
Es fácil reconocer la amplitud de las frecuencias y sus frecuencias individuales, lo que resulta algo difícil en el dominio temporal. También es fácil ver cuántas frecuencias diferentes contiene una señal.
Se considera un ejemplo con señales de dos frecuencias. Estas dos frecuencias también pueden verse claramente en la señal temporal (imagen siguiente).
Estas frecuencias se han utilizado a modo de ilustración y simplificación.
- Señal = 1Hz y una amplitud de 3
- Señal = 16Hz y una amplitud de 1
Las amplitudes y sus alturas son bastante fáciles de reconocer. Las frecuencias individuales no pueden extraerse fácilmente de la visualización en el dominio del tiempo.
Si ahora se observa la señal de frecuencia en lugar de la señal de tiempo, se pueden ver muy claramente las frecuencias individuales con las amplitudes de las señales.
Aquí de nuevo resumido en una representación:
2. ¿Por qué necesitas el espectro envolvente?
El espectro envolvente hace "visibles" frecuencias adicionales que no pueden detectarse con una FFT pura. Para poder analizar las demás frecuencias, la curva envolvente se coloca alrededor de la señal temporal en el análisis de la curva envolvente y sólo entonces se realiza la transformación de Fourier.
Si existe un desequilibrio o vibraciones de resonancia de todo el sistema en la vibración que se va a analizar, el análisis envolvente tiene la ventaja de "ocultarlas". Por eso se utiliza con buenos resultados en la supervisión de rodamientos de rodillos.
2.1. Reconocimiento de daños en rodamientos y poleas dentadas
Estos impulsos de choque y, por tanto, su frecuencia dependen de la frecuencia de rotación del rodamiento. Por consiguiente, la frecuencia de los impulsos de choque cambia cuando cambia la frecuencia de rotación del rodamiento.
3.1. Filtros de paso alto y operaciones matemáticas
La señal horaria, que también puede contener otros ruidos de máquinas, desequilibrios y señales de interferencia, debe filtrarse en primer lugar (filtro de paso alto o filtro de paso banda) y procesarse mediante operaciones matemáticas.
La imagen muestra la señal antes del proceso de filtrado.
A continuación, se obtiene una señal que muestra la "sincronización de los daños del rodamiento". La frecuencia de resonancia no ha sido evaluada por el filtro. Este ejemplo muestra daños en el anillo exterior del rodamiento.
3.2. Rectificación de la señal bruta y formación de la curva envolvente
La señal obtenida del rodamiento debe rectificarse ahora para obtener de ella una curva envolvente adecuada.
El gráfico muestra una señal rectificada con una curva envolvente a su alrededor.
3.3. FFT de la curva envolvente
En una FFT de una oscilación modulada, sólo se muestra la frecuencia portadora y sus bandas laterales a distancia de la frecuencia de modulación. Esto puede verse en el siguiente gráfico.
Si se aplica la FFT a la señal envolvente, no se verá ninguna frecuencia portadora en el siguiente gráfico. Sólo se determina directamente la frecuencia de modulación de la envolvente. Así es como se determina la frecuencia de los impulsos de choque en un análisis de envolvente.
4.1. Configuración general
En las configuraciones de la curva envolvente se pueden realizar los siguientes ajustes para el análisis de la curva envolvente.
Los puntos de datos de un espectro son constantes a 1714 puntos de datos por espectro.
La imagen siguiente muestra el uso de un filtro. Esto ya se ha mencionado en capítulos anteriores. Como un filtro pasa-altos es el que tiene más sentido para el análisis de la envolvente, el límite inferior de la banda puede fijarse en un mínimo de 1000Hz.
A la hora de seleccionar el rango del espectro, depende de la resolución del espectro que se quiera conseguir. También depende de la velocidad (véase la tabla anterior).
La función de promediado puede utilizarse para promediar varios espectros juntos con el fin de suprimir picos o eventos puntuales. En la imagen que se muestra a continuación, se promedian 8 espectros.
Al promediar 8 en este ejemplo, el tiempo de adquisición aumenta en consecuencia. Al promediar 8 espectros, el tiempo de adquisición de la tabla mostrada anteriormente de 286 ms en un rango de espectro de 6000 Hz se multiplica por 8. La resolución del espectro sigue siendo la misma.
La resolución del espectro sigue siendo la misma.
En la configuración del modo de banda se distinguen dos ajustes.
Más sobre esto en los próximos capítulos.
4.2. Multiplicadores de la velocidad de rotación
Si cambia la frecuencia de giro del eje (rodamiento) que se va a supervisar, se utilizarán multiplicadores para la velocidad de giro.
Los límites de banda se adaptan siempre a la velocidad de giro actual mediante el factor.
El cálculo para ello es Factor x frecuencia de rotación = rango de frecuencia de daños.
Los factores son determinados por los fabricantes de rodamientos y pueden obtenerse de ellos.
El número de revoluciones debe llegar al sensor a través de una de las tres vías.
- Pin 2 Entrada a través de una señal de reloj de un sensor externo
- Salida de los datos del proceso
- Entrada estática de los datos de parámetros
4.3. Límites absolutos de banda
Los límites de banda absolutos pueden utilizarse si se conoce la frecuencia perjudicial. Por ejemplo, para motores eléctricos en los que la frecuencia de la tensión de red es de 50 Hz (60 Hz en EE.UU.) y, por tanto, no cambia.
