Spectre de la courbe d'enveloppe
1.1. Relation entre le signal temporel et le signal de fréquence
Avec tous les capteurs de maintenance conditionnelle de Balluff, les évaluations du domaine temporel telles que RMS, pic, magnitude, kurtosis... peuvent être évaluées.
L'illustration suivante montre un signal de vibration d'une fréquence de 1 Hz et d'une amplitude de 3.
Si un spectre (évaluation du signal de fréquence) est formé à partir de l'évaluation du domaine temporel par la FFT, le signal se présente comme suit.
C'est là que réside la différence entre les variantes du BCM. Seul le BCM0003 peut évaluer le spectre.
Hir est une erreur d'affichage. L'amplitude devrait également être de 3.
Voici à nouveau une représentation résumée :
1.2. Spectre d'une oscillation
Dans le dernier chapitre, la relation entre un signal temporel et un signal de fréquence subséquent a été illustrée à l'aide d'un seul signal.
Toutefois, dans la pratique, la situation est beaucoup plus complexe et le signal temporel comporte déjà une proportion de plusieurs signaux (signal rouge sur l'illustration).
Les fréquences contenues dans le signal rouge sont représentées avec les différentes proportions en bleu, violet et vert.
Une corrélation peut être observée en regardant le "domaine des fréquences" sur le côté droit.
L'amplitude des fréquences et leurs fréquences individuelles sont faciles à reconnaître, ce qui est quelque peu difficile dans le domaine temporel. Il est également facile de voir combien de fréquences différentes sont contenues dans un signal.
Prenons un exemple avec des signaux à deux fréquences. Ces deux fréquences sont également clairement visibles dans le signal temporel (image suivante).
Ces fréquences ont été utilisées à des fins d'illustration et de simplification.
- Signal = 1Hz et une amplitude de 3
- Signal = 16Hz et une amplitude de 1
Les amplitudes et leurs hauteurs sont assez faciles à reconnaître. Les fréquences individuelles ne peuvent pas être facilement extraites de l'affichage du domaine temporel.
Si vous regardez maintenant le signal de fréquence plutôt que le signal temporel, vous pouvez voir très clairement les fréquences individuelles avec les amplitudes des signaux.
Voici à nouveau une représentation résumée :
2. Pourquoi avez-vous besoin du spectre de l'enveloppe ?
Le spectre d'enveloppe rend "visibles" des fréquences supplémentaires qui ne peuvent pas être détectées avec une simple FFT. Pour pouvoir analyser les autres fréquences, la courbe d'enveloppe est placée autour du signal temporel dans l'analyse de la courbe d'enveloppe et ce n'est qu'ensuite que la transformation de Fourier est effectuée.
S'il existe un déséquilibre ou des vibrations de résonance de l'ensemble du système sur la vibration à analyser, l'analyse d'enveloppe a l'avantage de les "cacher". C'est pourquoi elle est utilisée à bon escient dans la surveillance des roulements à rouleaux.
2.1. Reconnaître les dommages causés aux roulements et aux poulies dentées
Ces impulsions de choc et donc leur fréquence dépendent de la fréquence de rotation du roulement. Par conséquent, la fréquence des impulsions de choc change lorsque la fréquence de rotation du roulement change.
3.1. Filtres passe-haut et opérations mathématiques
Le signal temporel, qui peut également contenir d'autres bruits de machine, des déséquilibres et des signaux parasites, doit tout d'abord être filtré (filtre passe-haut ou filtre passe-bande) et traité à l'aide d'opérations mathématiques.
L'image montre le signal avant le processus de filtrage.
On obtient alors un signal qui montre la "synchronisation de l'endommagement du roulement". La fréquence de résonance n'a pas été évaluée par le filtre. Cet exemple montre un dommage dans la bague extérieure du roulement.
3.2. Rectification du signal brut et formation de la courbe d'enveloppe
Le signal obtenu à partir du palier doit maintenant être redressé afin d'obtenir une courbe d'enveloppe appropriée à partir de ce signal.
Le graphique montre un signal redressé entouré d'une courbe d'enveloppe.
3.3. FFT de la courbe d'enveloppe
Dans une FFT d'une oscillation modulée, seule la fréquence porteuse et ses bandes latérales sont affichées à la distance de la fréquence de modulation. C'est ce que montre le graphique suivant.
Si la FFT est appliquée au signal d'enveloppe, vous ne verrez aucune fréquence porteuse dans le graphique suivant. Seule la fréquence de modulation de l'enveloppe est déterminée directement. C'est ainsi que la fréquence des impulsions de choc est déterminée dans une analyse d'enveloppe.
4.1. Paramètres généraux
Les paramètres suivants peuvent être définis pour l'analyse de la courbe d'enveloppe dans les configurations de la courbe d'enveloppe.
Les points de données d'un spectre sont constants à 1714 points de données par spectre.
L'image ci-dessous montre l'utilisation d'un filtre. Cela a déjà été mentionné dans les chapitres précédents. Étant donné qu'un filtre passe-haut est le plus utile pour l'analyse d'enveloppe, la limite inférieure de la bande peut être fixée à un minimum de 1000 Hz.
Le choix de la plage de spectre dépend de la résolution du spectre que vous souhaitez obtenir. Elle dépend également de la vitesse (voir tableau ci-dessus).
La fonction de calcul de la moyenne peut être utilisée pour calculer la moyenne de plusieurs spectres afin de supprimer les pics ou les événements ponctuels. Dans l'image ci-dessous, 8 spectres sont moyennés.
En faisant la moyenne de 8 dans cet exemple, le temps d'acquisition est augmenté en conséquence. En calculant la moyenne de 8 spectres, le temps d'acquisition du tableau ci-dessus de 286 ms à 6000 Hz est multiplié par 8.
La résolution du spectre reste la même.
Une distinction est faite entre deux réglages dans les réglages du mode de bande.
Nous y reviendrons dans les prochains chapitres.
4.2. Multiplicateurs de la vitesse de rotation
Les multiplicateurs de la vitesse de rotation doivent être utilisés si la fréquence de rotation de l'axe (roulement) à surveiller change.
Les limites de la bande sont toujours adaptées à la vitesse de rotation actuelle par le facteur.
Le calcul est le suivant : facteur x fréquence de rotation = plage de fréquence des dommages.
Les facteurs sont déterminés par les fabricants de roulements et peuvent être obtenus auprès d'eux.
La vitesse doit être fournie au capteur par l'une des trois voies.
- Broche 2 Entrée par un signal d'horloge provenant d'un capteur externe
- Sortie des données de processus
- Entrée statique des données de paramètres
4.3. Limites absolues de la bande
Les limites absolues de la bande peuvent être utilisées si la fréquence nocive est connue. Par exemple, pour les moteurs électriques où la fréquence de la tension secteur est de 50 Hz (60 Hz aux États-Unis) et ne change donc pas.
