What is the Fast Fourier Transform (FFT)?

Die schnelle Fourier-Transformation, oder FFT, ist ein Werkzeug, das häufig in der Schwingungsanalyse verwendet wird. Die FFT nutzt die bereits gesammelten Vibrationsdaten und konfiguriert sie neu, um wertvolle neue Einblicke in die Gesundheit Ihrer Maschine zu liefern. Wenn sie richtig angewendet wird, ist die FFT-Analyse ein zentrales Element jeder prädiktiven Wartungsstrategie.

FFT-Analyse kann Ihnen helfen, Maschinenfehler genau zu identifizieren, sodass Sie genau wissen, wann Ihr Team Wartung durchführen sollte. Aber die FFT wird oft als verwirrend oder zu technisch angesehen. Dieser Artikel erklärt, was FFT-Analyse ist und wie sie Ihnen helfen kann, die Leistung Ihrer Vermögenswerte zu verbessern, Ausfallzeiten zu reduzieren und Wartungskosten zu senken.

Was ist die Fast-Fourier-Transformationsformel (FFT)?

Kurz gesagt ist die schnelle Fourier-Transformation ein Algorithmus, der die diskrete Fourier-Transformation (DFT) einer Datenfolge schnell durchführt. Es nimmt Daten, die in Zeit ausgedrückt werden, und wandelt sie in detaillierte Daten über die Häufigkeit um.

Digitale Signale (wie Schwingungsdaten) werden oft als Funktion der Zeit erfasst und aufgezeichnet. Zum Beispiel zeigt ein Wellenformdiagramm mit Schwingungsdaten genau an, wann die Spitzenvibration Ihrer Maschine auftritt.

Wenn Sie diese Vibrationsdaten untersuchen, erhalten Sie ein gutes Gefühl für den allgemeinen Zustand Ihrer Maschine und verlängern sogar die Lebensdauer der Vermögenswerte. Du weißt, wie oft es abnormale Schwingungen gibt, und du kannst sehen, wo im Arbeitszyklus deiner Maschine diese Schwingungen stattfinden.

Die Messung der Schwingungsdaten auf diese Weise liefert jedoch kein vollständiges Bild.

Welche Arten von Vibrationen treten auf? Wo ist der Fehler, der die überschüssige Vibration verursacht? Liegt der Defekt in deinen Lagern oder in der Welle? Die FFT-Analyse kann diese Fragen beantworten.

Verständnis der Wellenformanalyse

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

Wellenformdiagramme veranschaulichen die sich verändernde Amplitude einer bestimmten Welle über einen bestimmten Zeitraum. Man kann Zeitwellenformen verwenden, um die Gesamtschwingung eines bestimmten Assets zu betrachten und ein Gefühl für den allgemeinen Gesundheitszustand dieses Assets zu bekommen.

Was FFT mit Wellenformdaten macht

FFT nimmt zeitgebundene Daten und wandelt sie in Frequenzdaten um. Anstatt Ihnen zu zeigen, wann abnormale Schwingungen auftreten, zerlegt die FFT-Analyse jede Schwingung in ihre Komponentenfrequenzen. FFT-Analyse sucht nach der dominanten Frequenz oder den dominanten Frequenzen; Sie zeigt an, ob die Schwingung bei einer niedrigen Frequenz, einer hohen Frequenz oder irgendwo dazwischen stattfindet.

Warum ist das wichtig? Jede Frequenzstufe weist auf eine andere Quelle des Problems hin. Die FFT-Analyse zeigt Ihnen, wo die Problemstellen auf Ihren Vermögenswerten liegen, damit Sie rechtzeitig hineinkommen und sie beheben können.

Wie FFTs in der Schwingungsanalyse eingesetzt werden

Die Schwingungsanalyse betrachtet einige wichtige Messungen, um den Zustand der Maschine zu bestimmen. Typischerweise analysieren Techniker Schwingungsfrequenz, Geschwindigkeit und Beschleunigung.

Es ist einfach, diese rohen Schwingungsdaten zu messen, um die Schwingungssignatur Ihrer Maschine zu überprüfen. Aber die FFT-Analyse geht noch einen Schritt weiter und öffnet die Rohdaten.

Veränderungen der Schwingungsfrequenzen können auf Probleme wie ein Ungleichgewicht hinweisen. Zum Beispiel verschiebt sich eine rotierende Maschine auf eine niedrigere Schwingungsfrequenz, wenn ihr Gleichgewicht gestört wird. Dies ist ein klares Warnsignal, dass die Maschine gewartet werden muss.

Veränderungen der dominanten Frequenz können auch Probleme bei der Wellenausrichtung oder Getriebeproblemen aufzeigen. Die FFT-Analyse kann auch Probleme mit Verschleiß an rotierenden Teilen oder unvollkommen geformten Teilen aufzeigen.

Schlüsselbegriffe der Schwingungsanalyse

Die Schwingungsanalyse verwendet viele Fachbegriffe. Es ist nützlich zu wissen, was die Schlüsselbegriffe bedeuten! Hier sind einige der wichtigsten Begriffe, die Sie für FFT und Schwingungsanalyse hören werden.

Zeitwellenform: die rohen Schwingungsdaten, die von einem Schwingungsmonitor erfasst und in Bezug auf Amplitude versus Zeit grafisch dargestellt werden.

Frequenzspektrum: ein vereinfachtes Diagramm, das Amplitude und Frequenz zeigt. Das Frequenzspektrum wird anhand der rohen Zeitwellenform berechnet.

Obertöne: Die Echos, die von starken, gleichmäßig verteilten Schwingungen erzeugt werden, erreichen ihren Höhepunkt. Es ist normal, dass rotierende Maschinen Obertöne erzeugen.

Häufige Maschinenfehler: Die häufigsten Ursachen für Maschinenversagen in rotierenden Maschinen. Zu den häufigsten Mängeln zählen Fehlausrichtung, Ungleichgewicht, Lockerheit und Lagerversagen.

Verdrängung: Die Entfernung, die ein vibrierendes Objekt von seinem Ausgangspunkt entfernt hat. Verdrängung eignet sich am besten zur Messung niedrigerer Frequenzen.

Geschwindigkeit: Die Strecke, die ein vibrierendes Objekt über eine bestimmte Zeit zurücklegt. Velocity eignet sich am besten zur Messung von mittleren Frequenzen.

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

Wahl der richtigen Schwingungsanalyse-Lösung

Welche Art von Schwingungsanalyse ist für Ihren Betrieb geeignet? Es kann schwierig sein zu entscheiden, ob man mit FFT-Analyse oder Zeitwellenformanalyse besser dran ist. Die Wahrheit ist, dass beides viele Vorteile hat.

Glücklicherweise musst du dich nicht entscheiden. Das richtige Vibrationsüberwachungsprogramm kann beides bieten. Die richtigen Werkzeuge liefern Ihnen genaue, einfach zu bedienende Daten und analytische Werkzeuge, die Ihnen helfen, das Beste aus diesen Daten herauszuholen.

Je mehr Sie über die Schwingungsmuster Ihrer Maschinen wissen, desto besser können Sie Ihre Anlagen pflegen. Das bedeutet eine höhere Verfügbarkeit und eine höhere Produktivität für den gesamten Betrieb.