Was ist die schnelle Fourier-Transformation (FFT)?

Die Fast Fourier Transform, kurz FFT, ist ein Werkzeug, das häufig in SchwingungsanalyseDie FFT nutzt die bereits erfassten Schwingungsdaten und konfiguriert sie neu, um wertvolle neue Erkenntnisse über den Zustand Ihrer Maschine zu liefern. Richtig eingesetzt ist die FFT-Analyse ein wichtiger Bestandteil jeder vorausschauenden Wartungsstrategie.

Mithilfe der FFT-Analyse können Sie Maschinenfehler lokalisieren und so genau wissen, wann Ihr Team Wartungsarbeiten durchführen sollte. Die FFT wird jedoch oft als verwirrend oder zu technisch angesehen. Dieser Artikel erklärt, was eine FFT-Analyse ist und wie sie Ihnen helfen kann, die Anlagenleistung zu verbessern, Ausfallzeiten zu reduzieren und Wartungskosten zu senken.

Was ist die Formel für die schnelle Fourier-Transformation (FFT)?

Kurz gesagt ist die schnelle Fourier-Transformation ein Algorithmus, der die diskrete Fourier-Transformation (DFT) einer Datensequenz schnell durchführt. Er nimmt zeitlich ausgedrückte Daten und wandelt sie in detaillierte Frequenzdaten um.

Digitale Signale (wie Schwingungsdaten) werden häufig zeitabhängig erfasst und aufgezeichnet. Ein Wellenformdiagramm der Schwingungsdaten zeigt beispielsweise genau an, wann die maximale Schwingung Ihrer Maschine auftritt.

Wenn Sie diese Schwingungsdaten untersuchen, können Sie sich ein gutes Bild vom Gesamtzustand Ihrer Maschine machen und sogar verlängern die Lebensdauer der AnlageSie erfahren, wie oft ungewöhnliche Vibrationen auftreten und können erkennen, an welcher Stelle im Arbeitszyklus Ihrer Maschine diese Vibrationen auftreten.

Allerdings erhalten Sie durch die Messung der Schwingungsdaten auf diese Weise kein vollständiges Bild.

Welche Arten von Vibrationen treten auf? Wo liegt der Fehler, der die übermäßige Vibration verursacht? Liegt der Defekt an Ihren Lagern oder an der Welle? Die FFT-Analyse kann diese Fragen beantworten.

Grundlegendes zur Wellenformanalyse

Die Wellenformanalyse ist eine grafische Darstellung einer Welle – einer Schallwelle, einer seismischen Welle oder einer anderen Art von Welle.

Wellenformdiagramme veranschaulichen die Veränderung der Amplitude einer bestimmten Welle über einen bestimmten Zeitraum. Mithilfe von Zeitwellenformen können Sie die Gesamtschwingung einer bestimmten Anlage betrachten und sich ein Bild von deren Gesamtzustand machen.

Was FFT mit Wellenformdaten macht

Die FFT verarbeitet zeitgebundene Daten und wandelt sie in Frequenzdaten um. Anstatt Ihnen anzuzeigen, wann ungewöhnliche Vibrationen auftreten, zerlegt die FFT-Analyse jede Vibration in ihre Frequenzkomponenten. Die FFT-Analyse sucht nach der dominanten Frequenz bzw. den dominanten Frequenzen und zeigt Ihnen, ob die Vibration bei einer niedrigen, einer hohen oder einer dazwischen liegenden Frequenz auftritt.

Warum ist das wichtig? Jede Frequenzstufe weist auf eine andere Fehlerquelle hin. Die FFT-Analyse zeigt Ihnen, wo die Problemstellen Ihrer Anlagen liegen, sodass Sie rechtzeitig eingreifen und diese beheben können.

Wie FFTs in der Schwingungsanalyse verwendet werden

Bei der Schwingungsanalyse werden einige wichtige Messwerte herangezogen, um den Zustand der Maschine zu bestimmen. In der Regel analysieren Techniker Schwingungsfrequenz, Geschwindigkeit und Beschleunigung.

Es ist relativ einfach, die Rohdaten Ihrer Maschinen zu messen und so deren Schwingungssignatur zu überprüfen. Die FFT-Analyse geht jedoch noch einen Schritt weiter und erschließt die Rohdaten.

Änderungen der Schwingungsfrequenzen können auf Probleme wie Unwucht hinweisen. Beispielsweise können einige rotierende Maschinen verschiebt sich zu einer niedrigeren Schwingungsfrequenz wenn die Balance gestört ist. Dies ist ein klares Warnsignal, dass die Maschine gewartet werden muss.

Änderungen der dominanten Frequenz können auch auf Probleme bei der Wellenausrichtung oder im Getriebe hinweisen. Die FFT-Analyse kann auch Probleme mit dem Verschleiß rotierender oder fehlerhaft geformter Teile aufzeigen.

Wichtige Begriffe der Schwingungsanalyse

In der Schwingungsanalyse wird viel Fachjargon verwendet. Es ist hilfreich zu wissen, was die wichtigsten Begriffe bedeuten! Hier sind einige der wichtigsten Begriffe, die Sie im Zusammenhang mit FFT und Schwingungsanalyse hören werden.

Zeitwellenform: die von einem Vibrationsmonitor erfassten Rohvibrationsdaten, grafisch dargestellt als Amplitude im Zeitverlauf.

Frequenzbereich: Ein vereinfachtes Diagramm, das Amplitude und Frequenz zeigt. Das Frequenzspektrum wird basierend auf der Rohzeitwellenform berechnet.

Harmonics: Die Echos, die durch starke, gleichmäßig verteilte Vibrationsspitzen entstehen. Bei rotierenden Maschinen ist die Erzeugung von Oberwellen normal.

Häufige Maschinenfehler: Die häufigsten Ursachen für Maschinenausfälle bei rotierenden Maschinen. Zu den häufigsten Fehlern zählen Fehlausrichtung, Unwucht, Lockerheit und Lagerschäden.

Verschiebung: Die Distanz, die ein vibrierendes Objekt von seinem Ausgangspunkt zurücklegt. Die Verschiebung eignet sich am besten zur Messung niedriger Frequenzen.

Geschwindigkeit: Die Distanz, die ein vibrierendes Objekt in einer bestimmten Zeit zurücklegt. Die Geschwindigkeit eignet sich am besten zur Messung mittlerer Frequenzen.

Beschleunigung: Die Rate, mit der sich die Geschwindigkeit im Laufe der Zeit ändert. Die Beschleunigung eignet sich am besten zur Messung sehr hoher Frequenzen.

Auswahl der richtigen Schwingungsanalyselösung

Welche Art der Schwingungsanalyse ist für Ihren Betrieb die richtige? Die Entscheidung, ob Sie mit der FFT-Analyse oder der Zeitwellenformanalyse besser fahren, kann schwierig sein. Tatsächlich bieten beide Verfahren zahlreiche Vorteile.

Zum Glück müssen Sie sich nicht entscheiden. Das richtige Schwingungsüberwachungsprogramm bietet Ihnen beides. Die richtigen Tools liefern Ihnen präzise, ​​benutzerfreundliche Daten und Analysetools, mit denen Sie diese Daten optimal nutzen können.

Je besser Sie die Schwingungsmuster Ihrer Maschinen kennen, desto besser können Sie Ihre Anlagen warten. Das bedeutet längere Betriebszeiten und höhere Produktivität für Ihren gesamten Betrieb.