Che cos'è la trasformata di Fourier veloce (FFT)?

La trasformata di Fourier veloce, o FFT, è uno strumento spesso utilizzato in analisi delle vibrazioni. La FFT utilizza i dati sulle vibrazioni che stai già raccogliendo e li riconfigura per fornire nuove preziose informazioni sullo stato di salute della tua macchina. Se utilizzata correttamente, l'analisi FFT è una componente chiave di qualsiasi strategia di manutenzione predittiva.

L'analisi FFT può aiutarti a individuare i guasti delle macchine in modo da sapere esattamente quando il tuo team dovrebbe eseguire la manutenzione. Tuttavia, l'FFT è spesso vista come fonte di confusione o eccessivamente tecnica. Questo articolo spiegherà cos'è l'analisi FFT e come può aiutarti a migliorare le prestazioni delle tue risorse, ridurre i tempi di inattività e tagliare i costi di manutenzione.

Che cos'è la formula della trasformata di Fourier veloce (FFT)?

In breve, la Fast Fourier Transform è un algoritmo che esegue rapidamente la Discrete Fourier Transform (DFT) di una sequenza di dati. Prende i dati espressi in termini di tempo e li converte in dati dettagliati sulla frequenza.

I segnali digitali (come i dati sulle vibrazioni) vengono spesso raccolti e registrati in funzione del tempo. Ad esempio, un grafico a forma d'onda dei dati sulle vibrazioni indicherà esattamente quando si verifica la vibrazione di picco della macchina.

Se studi i dati sulle vibrazioni, puoi farti un'idea precisa dello stato di salute generale della tua macchina e persino estendere la durata di vita delle risorseSaprai con quale frequenza si verificano vibrazioni anomale e potrai vedere in quale punto del ciclo di lavoro della tua macchina si verificano tali vibrazioni.

Tuttavia, misurare i dati sulle vibrazioni in questo modo non fornisce il quadro completo.

Che tipo di vibrazione si sta verificando? Dov'è il guasto che causa la vibrazione eccessiva? Il difetto è nei cuscinetti o nell'albero? L'analisi FFT può rispondere a queste domande.

Comprensione dell'analisi delle forme d'onda

L'analisi della forma d'onda è una rappresentazione grafica di un'onda: un'onda sonora, un'onda sismica o qualsiasi altro tipo di onda.

I grafici delle forme d'onda illustrano l'ampiezza variabile di un'onda particolare in un periodo di tempo. È possibile utilizzare le forme d'onda temporali per osservare la vibrazione complessiva di un asset particolare e per farsi un'idea della salute complessiva di quell'asset.

Cosa fa la FFT ai dati della forma d'onda

FFT prende dati vincolati al tempo e li converte in dati di frequenza. Invece di mostrarti quando si verificano vibrazioni anomale, l'analisi FFT scompone ogni vibrazione nelle sue frequenze componenti. L'analisi FFT cerca la frequenza dominante, o le frequenze; ​​ti mostra se la vibrazione si verifica a una frequenza bassa, alta o da qualche parte nel mezzo.

Perché è importante? Ogni livello di frequenza indica una diversa fonte di problemi. L'analisi FFT ti mostra dove si trovano i punti critici sui tuoi asset, in modo che tu possa intervenire e risolverli in tempo utile.

Come vengono utilizzati gli FFT nell'analisi delle vibrazioni

L'analisi delle vibrazioni esamina alcune misurazioni chiave per determinare lo stato di salute della macchina. In genere, i tecnici analizzano la frequenza, la velocità e l'accelerazione delle vibrazioni.

È abbastanza facile misurare quei dati grezzi di vibrazione per controllare la firma di vibrazione del tuo macchinario. Ma l'analisi FFT fa un passo avanti, aprendo i dati grezzi.

I cambiamenti nelle frequenze di vibrazione possono indicare problemi come lo squilibrio. Ad esempio, alcuni macchinari rotanti si sposta verso una frequenza di vibrazione più bassa quando il suo equilibrio viene sbilanciato. Questo è un chiaro segnale di avvertimento che la macchina ha bisogno di manutenzione.

Le variazioni nella frequenza dominante possono anche individuare problemi nell'allineamento dell'albero o problemi nel cambio. L'analisi FFT può anche evidenziare problemi di usura su parti rotanti o parti imperfette.

Termini chiave dell'analisi delle vibrazioni

L'analisi delle vibrazioni utilizza molta terminologia. È utile sapere cosa significano i termini chiave! Ecco alcuni dei termini principali che sentirai per FFT e analisi delle vibrazioni.

Forma d'onda del tempo: i dati grezzi sulle vibrazioni acquisiti da un monitor delle vibrazioni, rappresentati graficamente in termini di ampiezza rispetto al tempo.

Spettro di frequenza: un grafico semplificato che mostra ampiezza e frequenza. Lo spettro di frequenza è calcolato in base alla forma d'onda temporale grezza.

armonia: Gli echi creati da picchi di vibrazione forti e uniformemente distanziati. È normale che le macchine rotanti creino armoniche.

Guasti comuni della macchina: Le fonti più comuni di guasti alle macchine nei macchinari rotanti. Alcuni dei guasti più comuni sono disallineamento, squilibrio, allentamento e guasto dei cuscinetti.

Dislocamento: La distanza percorsa da un oggetto vibrante dal suo punto di partenza. Lo spostamento è più adatto per misurare frequenze più basse.

Velocità: La distanza percorsa da un oggetto vibrante in un tempo specifico. La velocità è più adatta per misurare frequenze di livello medio.

Accelerazione: la velocità con cui la velocità cambia nel tempo. L'accelerazione è più adatta a misurare frequenze molto elevate.

Scegliere la giusta soluzione per l'analisi delle vibrazioni

Quale tipo di analisi delle vibrazioni è adatta alla tua attività? Può essere difficile decidere se è meglio l'analisi FFT o l'analisi della forma d'onda temporale. La verità è che entrambe hanno molti vantaggi.

Fortunatamente, non devi scegliere. Il giusto programma di monitoraggio delle vibrazioni può fornirti entrambe le cose. Gli strumenti giusti ti forniranno dati accurati e facili da usare e strumenti analitici per aiutarti a sfruttare al meglio quei dati.

Più conosci i modelli di vibrazione dei tuoi macchinari, meglio sarai in grado di mantenere i tuoi asset. E questo significa tempi di attività maggiori e maggiore produttività per l'intera attività.