Skip to main content
Modül kütüphanesine dön

Titreşim, Yapısal ve Kinematik · Analiz rehberi

Rulman ve Dişli Arıza Tanılama Rehberi

Bu rehber, yuvarlanmalı rulman ve dişli arızalarının titreşim verisinden nasıl teşhis edildiğini anlatır. Rulman arıza frekanslarını, manuel veya kurtogram ile bant seçimli zarf analizini, kepstrumu, zaman senkron ortalamayı (TSA), dişli kalıntı sinyallerini ve durum göstergelerini, ayrıca bunların kanıta dayalı bir teşhiste nasıl birleştirildiğini açıklar.

BPFO · BPFI · BSF · FTFZarf ve kurtogramKepstrum ve lifteringTSA · FM0 · FM4 · M6A · M8A
Arayüzden başlayınTahmini okuma süresi: yaklaşık 25 dakika

Bu analize neden ihtiyaç duyulur?

Bu analiz ne işe yarar?

Rulmanlar ve dişliler döner makine arızalarının en yaygın nedenleri arasındadır. Rulman bileziğindeki bir pullanma veya çatlak bir dişli dişi gibi yerel bir hasar, karakteristik bir frekansta tekrarlanan kısa darbeler üretir. Bunların erken tespiti, ikincil hasar veya plansız duruş oluşmadan bakımın planlanmasını sağlar.

Hangi ölçümler gerekir?

Rulman veya dişli kutusuna yakın bir ivmeölçer, darbelerin uyardığı yapısal rezonansları yakalayacak kadar yüksek örnekleme hızı, mil devri ve rulman geometrisi (yuvarlanma elemanı sayısı, çaplar, temas açısı) ya da dişli diş sayıları gerekir.

Neden özel yöntemler gerekir?

Erken aşamada darbeler zayıftır ve normal spektrumda balanssızlık, eksen kaçıklığı ve dişli kavramasından gelen daha güçlü titreşimlerin altında kalır. Zarf analizi, darbelerin bir rezonansı uyardığı frekans bandını ayırır ve darbelerin tekrar frekansını ortaya çıkarır. Dişlilerde TSA, incelenen mille senkron olmayan bileşenleri bastırır.

Bu rehberi tamamladığınızda şunları yapabileceksiniz

Erken rulman arızasının neden yüksek frekans rezonansında saklandığını açıklamak.
Harmonik ve yan bantlarla rulman ailelerini hesaplayıp yorumlamak.
Manuel zarf bandı seçmek veya kurtogramın önerisini kullanmak.
Rulman veya dişli teşhisi koymadan önce zarf, kepstrum, TSA ve göstergeleri birlikte değerlendirmek.

01 · Uygulama arayüzü

Rulman ve Dişli Arıza Tanılama çalışma ekranı

Pencere tüm sayfaları ve sonuç sekmelerini aynı anda gösteremez. Aşağıdan bir ekran görünümü, ardından numaralı bölgelerden birini seçin; her açıklama ilgili kontrolün ne yaptığını ve hangi sonucu etkilediğini anlatır.

İncelemek istediğiniz ekran görünümünü seçin

2400 RPM’de 10 s’lik pencere, dış bilezik hasarı. Zarf spektrumu 143 Hz’de BPFO ailesini ve harmoniklerini gösterir; hesaplanan her rulman frekansı kılavuz çizgi olarak çizilir.

Rulman ve Dişli Arıza Tanılama — Kurulum + Zarf
Güncel MachinePulseAI masaüstü uygulamasından (Space teması) sentetik doğrulama verisiyle alınmıştır. Değerler açıklayıcıdır; makine ölçümü değildir.

Bu görünümdeki bölgeler

1

Kurulum + Zarf

Veri ve navigatör

Örnekleme hızı MPAI dosyasından okunur. Navigator düğmesi aralık ile kayan pencere arasında geçer, Channel navigatör izini seçer. Pencereyi tek hız ve yükte tutun.

Kontrol rehberi: ayarlar ve ne zaman seçilir

Rulman ve Dişli Arıza Tanılama

Kontrol rehberi

Temel kontroller

Gerekli girdiler

  • Titreşim kanalı
  • Mil hızı
  • Rulman / dişli geometrisi

Çıktılar

  • Zarf spektrumu
  • Kurtogram haritası
  • Arıza tablosu
  • Kepstrum ve TSA grafikleri

Seçili kontrol

Rulman, hız ve dişli verileri

Beklenen arıza frekansları rulman geometrisinden ve mil hızından hesaplanır. Yanlış girdiler sonuçtaki tüm referans çizgilerini kaydırır.

Ayarlar ve ne zaman seçilir

Manufacturer ve Bearing
Katalogdan bir rulman seçmek (ör. FAG 6205-C-2Z) geometriyi otomatik doldurur. Tam tanım biliniyorsa kullanın.
Bilye sayısı, taksimat ve bilye çapı, temas açısı
Rulman katalogda yoksa bu değerleri veri sayfasından girin. BPFO, BPFI, BSF ve FTF bunlarla belirlenir.
RPM (manual) veya RPM Signal
Sabit hızda elle girilen RPM yeterlidir. Hız değişiyorsa, arıza frekanslarının gerçek hızı izlemesi için sağ panelde bir RPM Signal atayın.
Gear / TSA, Gear Teeth, Residual Harmonics
Dişli kutuları için TSA’yı açın ve diş sayısını girin; Residual Harmonics kalıntı sinyali oluşturmak için kaç dişli kavrama harmoniğinin çıkarılacağını belirler. TSA ayrıca bir hız veya takometre referansı gerektirir.

Amacını öğrenmek için bir kontrol seçin. Bu uygulama akışının kavramsal rehberidir; uygulama ekran görüntüsü veya canlı analiz değildir.

01 · Uygulama arayüzü

Analiz için neler gerekir?

Widget’ın kullandığı sinyaller, referanslar ve kurulum değerleri aşağıda listelenmiştir. Sonuçların güvenilirliği bu girdilerin kalitesine bağlıdır.

Titreşim kanalı

Rulman yatağı veya dişli kutusu gövdesinden ivmeölçer sinyali; rezonans bandını kapsayacak hızda örneklenmiş (tipik ≥ 20 kHz).

Mil hızı

Tako kanalı veya sabit bir devir değeri — arıza frekansları mil hızıyla ölçeklenir.

Rulman / dişli geometrisi

Bilye sayısı, bilye ve taksimat çapı, temas açısı; dişlilerde diş sayıları. Teorik arıza frekanslarını belirler.

02 · Teori

Yerel hasarın titreşimde ortaya çıkışı

Yuvarlanma elemanı küçük kusurun üzerinden geçerken kısa darbe üretir. Darbe çok daha yüksek frekanslı gövde rezonansını uyarır; tekrar hızı rezonans çevresinde genlik modülasyonu olarak kodlanır.

TEMEL KAVRAM

Zarf analizi tekrarı demodüle eder

Rezonansı banttan geçirin, analitik sinyal büyüklüğünü oluşturun ve spektrumunu alın. Taşıyıcı rezonans geri plana geçer; BPFO/BPFI/BSF/FTF tekrar aileleri okunur.

BANT SEÇİMİ

Kurtogram darbeli bantları arar

Spektral basıklık, Gauss dışı geçici olayların yoğunlaştığı yeri bulmak için frekans bant ve seviyelerini karşılaştırır. Demodülasyon bandı önerir; bileşeni tek başına tanımaz.

DİŞLİ BAKIŞI

TSA dalga biçimini bir devire kilitler

Zaman Senkronize Ortalama asenkron içeriği bastırıp tekrarlanan diş kavrama davranışını gösterir. GMF ailesini kaldırmak, FM4, M6A ve M8A türü yerel hasar göstergelerinin kullandığı kalıntıyı verir.

02 · Teori

Temel denklemler

Aşağıdaki denklemler, her sonucu hangi ölçümlerin belirlediğini, hangi varsayımların geçerli olduğunu ve belirsizliğin hesaba nereden girdiğini gösterir.

Karakteristik rulman arıza frekansları

BPFO=Nb2fr(1−dDcos⁡ϕ)BPFI=Nb2fr(1+dDcos⁡ϕ)\mathrm{BPFO} = \dfrac{N_b}{2} f_r \left(1 - \dfrac{d}{D}\cos\phi\right) \qquad \mathrm{BPFI} = \dfrac{N_b}{2} f_r \left(1 + \dfrac{d}{D}\cos\phi\right)

N_b = yuvarlanma elemanı sayısı, f_r = mil frekansı, d = bilye çapı, D = taksimat çapı, φ = temas açısı. BSF (bilye dönüşü) ve FTF (kafes) aynı geometriden çıkar. Zarf spektrumunda bu frekanslardan birinde ve harmoniklerinde görülen tepeler, ilgili bileşende hasar olabileceğine işaret eder.

Hilbert dönüşümü ile zarf

e(t)=∣ x(t)+j H{x(t)} ∣e(t) = \bigl|\, x(t) + j\,\mathcal{H}\{x(t)\} \,\bigr|

Bant geçirilmiş titreşim x(t)’nin analitik sinyal genliği zarfıdır. Zarfın spektrumu, taşıyıcı rezonans yerine darbe tekrar hızını (arıza frekansını) gösterir.

Spektral basıklık / kurtogram bant seçimi

SK(f)=⟨∣X(t,f)∣4⟩⟨∣X(t,f)∣2⟩2−2\mathrm{SK}(f) = \dfrac{\left\langle |X(t,f)|^{4} \right\rangle}{\left\langle |X(t,f)|^{2} \right\rangle^{2}} - 2

X(t,f) bir zaman–frekans ayrışımıdır. Yüksek spektral basıklık darbesel bantları işaretler; kurtogram merkez frekansı/bant genişliği kombinasyonlarını tarar ve demodülasyon kazanan bantta otomatik çalışır.

Dişli kavrama frekansı ve yan bantlar

GMF=z⋅frfsb=GMF±k fr\mathrm{GMF} = z \cdot f_r \qquad f_{\mathrm{sb}} = \mathrm{GMF} \pm k \, f_r

z = diş sayısı. GMF ve harmonikleri çevresinde büyüyen yan bant aileleri; eksantriklik, çatlak diş veya yük dalgalanmasından gelen modülasyona işaret eder.

Gerçek kepstrum

c(τ)=F−1{log⁡∣X(f)∣2}c(\tau) = \mathcal{F}^{-1}\bigl\{ \log |X(f)|^{2} \bigr\}

Kepstrum, bütün harmonik/yan bant ailelerini aralıklarına (quefrency) karşılık gelen tek tepelere indirger; mil hızı modülasyonunu görmeyi ve ölçümler arası karşılaştırmayı kolaylaştırır.

Bilye dönüşü ve kafes arıza frekansları (BSF & FTF)

BSF=D2dfr[1−(dDcos⁡ϕ)2]FTF=12fr(1−dDcos⁡ϕ)\mathrm{BSF} = \dfrac{D}{2d} f_r \left[1 - \left(\dfrac{d}{D}\cos\phi\right)^{2}\right] \qquad \mathrm{FTF} = \dfrac{1}{2} f_r \left(1 - \dfrac{d}{D}\cos\phi\right)

d = bilye/makara çapı, D = taksimat çapı, φ = temas açısı, f_r = mil frekansı. BSF bilye/makara kusurlarını (her iki bileziğe temas eder); FTF ise kafes arızasını veya modülasyonunu gösterir.

Dişli durum göstergesi FM4

FM4=Ns∑i=1Ns(ri−rˉ)4[∑i=1Ns(ri−rˉ)2]2\mathrm{FM4} = \dfrac{N_s \sum_{i=1}^{N_s} (r_i - \bar{r})^{4}}{\left[ \sum_{i=1}^{N_s} (r_i - \bar{r})^{2} \right]^{2}}

Fark/artık sinyali r_i'nin (düzenli dişli kavrama harmonikleri ve mil orderları çıkarılmış TSA sinyali) normalize edilmiş basıklığıdır. FM4 > 3 olması, tekdüze aşınma yerine yerel diş arızasını (çatlak, parça kopması) gösterir.

03 · Teknik ayrıntılar

Arıza frekans aileleri ve belirsizlik

Kayma, hız değişimi, yük bölgesi ve çözünürlük tepeleri kaydırır veya yayar. Frekans aileleri, modülasyon aralığı ve zaman senkron kanıtı aynı sonucu verdiğinde tanı güçlenir.

Geometri ve RPM belirsizliği

Bilye sayısı, adım çapı, yuvarlanma elemanı çapı, temas açısı ve mil hızı tahminleri etkiler. Veritabanı kaydı takılı rulman ve yüklü geometriyle eşleşmelidir.

Yan bantlar modülasyonu açıklar

İç bilezik kusuru yük bölgesinden geçtiği için BPFI çoğunlukla 1× yan bant taşır. Mil hızı aralıklı GMF yan bantları yeni kavrama frekansı değil genlik/faz modülasyonudur.

Trend ve sabit eşikler

RMS, crest factor, basıklık ve impulse/clearance factor sensör, hız ve yüke bağlıdır. Kararlı referansa göre yönleri çoğu zaman tek seferlik genel sınırdan daha değerlidir.

03 · Teknik ayrıntılar

Kontrol edilmesi gereken varsayımlar

Bu varsayımlardan biri geçerli değilse grafikler doğru görünse bile sonuçlar yanıltıcı olabilir.

Örnekleme hızı rezonans bandını kapsamalı

Zarf analizi yalnızca düşük frekanslı mil order’larını değil, darbelerin yapıyı çınlattığı yüksek frekanslı rezonansı ister.

Rulman geometrisi güveni artırır

Bilye sayısı, taksimat çapı ve temas açısı yoksa modül tekrarlı darbeleri bulabilir; fakat arızalı bileşeni aynı güvenle adlandıramaz.

04 · Sonuçların yorumlanması

Tanı yöntemleri

Uygulanan her sonuç farklı bir belirsizliği azaltır.

Zarf · manuel veya kurtogram bandı

En uygun kullanım
Yapısal rezonans altında saklı yuvarlanma elemanı arıza aileleri.
Ne gösterir?
Demodüle frekans tepeleri, hesaplanan aileler, harmonikler ve yan bantlar.
Neye dikkat etmeli?
İlgisiz darbe veya elektrik anahtarlaması içeren bant kurtogramı büyütüp yine de yanlış mekanik bant olabilir.

Kepstrum · isteğe bağlı liftering

En uygun kullanım
Düzenli aralıklı harmonik veya yan bant aileleri.
Ne gösterir?
Frekans aralığına karşılık gelen quefrency tepeleri; liftering periyodik yapıyı vurgular veya bastırır.
Neye dikkat etmeli?
Quefrency zaman benzeri aralıktır, kayıt içi olay zamanı değildir. Ekseni saniye konumu gibi okumayın.

Dişli TSA · kalıntı · göstergeler

En uygun kullanım
Tekrarlanan kavrama içeriğini yerel diş bozukluğundan ayırmak.
Ne gösterir?
Bir devir dalga biçimi, GMF ailesi çıkarılmış kalıntı, FM0/FM4/M6A/M8A ve GMF bağlamı.
Neye dikkat etmeli?
TSA güvenilir devir referansı ve doğru diş sayısı ister.

04 · Sonuçların yorumlanması

Tipik örüntülerin yorumlanması

Tanı, gözlenen kanıtı ve hâlâ eksik kanıtı birlikte adlandırmalıdır.

1× yan bantlı BPFI ailesi

Zarf tepeleri BPFI ve harmoniklerine oturur; çevrelerinde mil hızı aralığı vardır.

Kusur yük bölgesinden döndüğü için iç bilezik hasarı olasıdır.

Başka yük/hız, sensör konumu ve zamanla aynı ailenin güçlenip güçlenmediğini kontrol edin.

Kurtogram sıcak noktası var, arıza ailesi yok

Bir bant yüksek spektral basıklık taşır ama zarf spektrumu hesaplanan ailelerle örtüşmez.

Darbe kaynağı vardır; gevşeklik, sürtme, anahtarlama veya dış geçici olay olabilir.

Otomatik sonucu kabul etmeden önce zaman dalga biçimini inceleyip manuel bantlarla tekrarlayın.

GMF yan bantları ve yükselen kalıntı göstergesi

Kavrama harmonikleri mil aralıklı yan bant taşırken FM4/M6A/M8A yükselir.

Tekdüze aşınmadan çok yerel diş hasarı veya modülasyon olasıdır.

TSA kalıntı şeklini, yük tekrarlanabilirliğini ve muayene bulgusunu karşılaştırın.

04 · Sonuçların yorumlanması

MachinePulseAI ne üretir?

Zarf spektrumu

Teorik arıza frekansları bindirilmiş, eşleşen tepeler etiketlenmiş.

Kurtogram haritası

Otomatik seçilen bantla birlikte darbesellik haritası.

Arıza tablosu

Bileşen başına (dış bilezik, iç bilezik, bilye, kafes, dişli) tespit durumu ve şiddeti.

Kepstrum ve TSA grafikleri

Yan bant aralıkları ve durum göstergeleriyle mil başına ortalanmış dalga formları.

Örnek sonuçlar

Açıklayıcı örnek · gerçek makine ölçümü değildir

BPFI eşleşmesi: 3,2× mil hızı

İç bilezik göstergesi

Zarf spektrumu tepeleri hesaplanan iç bilezik arıza ailesiyle hizalanır.

Kurtogram bandı: 6,4-8,0 kHz

Demodülasyon bandı

Seçilen bant zarf analizi için en güçlü darbesel rezonansı içerir.

05 · Analiz prosedürü

Rulman ve dişli tanı prosedürü

Güvenilir hız ve geometriyle başlayın; tespitten bileşene özel doğrulamaya ilerleyin.

Hesaplama adımları

  1. 1

    Arıza frekanslarını hesapla

    Rulman geometrisi ve mil hızı, beklenen BPFO/BPFI/BSF/FTF ve GMF hedeflerini verir.

  2. 2

    Demodülasyon bandını seç

    Kurtogram, darbelerin en belirgin olduğu frekans bandını bulur.

  3. 3

    Filtrele ve demodüle et

    Rezonans çevresinde bant geçiren filtre, Hilbert dönüşümü, zarf spektrumu.

  4. 4

    Tepeleri bileşenlerle eşleştir

    Zarf spektrumu tepeleri, hız toleransıyla teorik frekanslarla karşılaştırılır; harmonikler ve yan bantlar güveni artırır.

  5. 5

    Dişli durumunu puanla

    Mil başına TSA, ardından FM0/FM4/NA4 göstergeleri yerel diş hasarını yaygın aşınmadan ayırır.

Sonuç raporlanmadan önce kontrol listesi

✓Örnekleme hızının anti-alias payıyla seçilen yapısal rezonans bandını kapsadığını doğrulayın.
✓Hız değişiyorsa ölçülen RPM kullanın; manuel RPM varsayımını belgeleyin.
✓Rulman veritabanı geometrisini takılı rulman ve temas açısıyla eşleştirin.
✓Kurtogramın seçtiği bandı fiziksel olarak makul manuel bantlarla karşılaştırın.
✓Tek yakın tepe yerine hizalı birden fazla aile tepesi veya yan bant isteyin.
✓Göstergeleri karşılaştırılabilir sensör, hız ve yük koşullarında trendleyin.
✓Dişli analizinde TSA veya kalıntı kullanmadan önce diş sayısı ve takoyu doğrulayın.

Sık yapılan yorum hataları

Tüm spektrumu demodüle etmek

Zarf analizi rezonans bandı ister. Düşük frekans çalışma bileşenleri ve ilgisiz geniş bant içeriği aranan modülasyonu saklar.

En yüksek zarf tepesine arıza demek

En güçlü çizgi mil hızı, modülasyon veya başka makine olabilir. Harmonik ve yan bantlı aileyi eşleştirin.

Kurtogram maksimumunu tanı saymak

Kurtogram darbeli bandı seçer; kaynağın rulman, dişli, sürtme, gevşek parça veya elektrik olmasını bilemez.

Farklı çalışma durumlarında göstergeleri karşılaştırmak

Yük ve hız RMS ile darbeselliği değiştirir. Yalnız karşılaştırılabilir koşulları trendleyin veya değişimi normalize edip belgeleyin.

05 · Analiz prosedürü

Standartlar ve kaynaklar

Pratik iş akışını kabul görmüş terimlere, ölçüm uygulamalarına ve mühendislik sınırlarına bağlamak için bu kaynakları kullanın.

ISO 13373-2:2016

Makine titreşimi işleme, imza analizi ve sunum teknikleri.

ISO 13373-3:2015

Yapılandırılmış titreşim tanısı ve yaygın döner makine arızaları örnekleri.

Antoni · The spectral kurtosis

Durağan olmayan arıza tespiti için spektral basıklık ve kurtogramı kuran birincil araştırma.

Erken Erişim Şimdi Açık

Bugün daha akıllı analiz etmeye başlayın

Savunma, havacılık, enerji ve otomotiv sektörlerindeki test ve değerlendirme ekipleri için tasarlandı. Teknik ürün demosu talep edin.

Windows 10/11 · En az 8 GB RAM · İnternet gerektirmez