gearMeshFaultBands

Конструкция полосы частот вокруг характерных частот отказа зацепляющих передач для спектральных редукций данных

Свернуть все на странице

Синтаксис

FB = gearMeshFaultBands(FR,Ni,No)
FB = gearMeshFaultBands(___,Name,Value)
[FB,info] = gearMeshFaultBands(___)
gearMeshFaultBands(___)

Описание

пример

FB = gearMeshFaultBands(FR,Ni,No) генерирует характерные полосы частот отказа FB Mesh передачи с использованием скорости вращения входа передачи FR и количество зубьев на входе Ni и выходную передачу No соответственно. Значения в FB имеют те же неявные модули, что и FR

пример

FB = gearMeshFaultBands(___,Name,Value) позволяет вам задать дополнительные параметры, используя один или несколько аргументы пары "имя-значение".

пример

[FB,info] = gearMeshFaultBands(___) также возвращает структуру info содержит информацию о сгенерированных полосах частот отказа FB.

пример

gearMeshFaultBands(___) без выходных аргументов строит столбчатую диаграмму сгенерированных полос частот отказа FB.

Примеры

свернуть все

Открыть Live Script

В данном примере рассмотрим простую зубчатую передачу с 8-зубчатой шестерней на входе валу, зацепляющей 42-зубчатую шестерню на выход валу. Примите, что входной вал вращается со скоростью 20 об/мин. Создайте частотную mesh передачи полос используя физические характеристики набора передач.

Ni = 8;
No = 42;
FR = 20;
[FB,info] = gearMeshFaultBands(FR,Ni,No)
FB = 5×2

   19.0000   21.0000
    2.8095    4.8095
   79.0000   81.0000
  159.0000  161.0000
  159.0000  161.0000


info = struct with fields:
        Centers: [20 3.8095 80 160 160]
         Labels: ["1Fi"    "1Fo"    "1Fa"    "1Fm"    "1Fm"]
    FaultGroups: [1 2 3 4 5]

FB массив 5x2, включающий первичные частоты 1Fi, 1Fo, 1Fa и 1Fm соответственно. Информация о структуре содержит центральные частоты и метки каждой частотной области значений в FB.

Открыть Live Script

В данном примере рассмотрим простую зубчатую передачу с 8-зубчатой шестерней на входе валу, зацепляющей 42-зубчатую шестерню на выход валу. Примите, что вход вал вращается со скоростью 20 Гц. Набор данных motorSignal.mat содержит данные о вибрации для mesh, дискретизированной с частотой дискретизации 1500 Гц.

Во-первых, создайте полосы частот mesh, используя физические характеристики набора передач. Создайте полосы частот с первыми 3 боковыми полосами и задайте 'Domain'as' order'.

Ni = 8;
No = 42;
FR = 20;
FB = gearMeshFaultBands(FR,Ni,No,'Sidebands',1:3,'Domain','order')
FB = 15×2

    0.9500    1.0500
    0.1405    0.2405
    3.9500    4.0500
    4.9500    5.0500
    5.9500    6.0500
    6.9500    7.0500
    8.9500    9.0500
    9.9500   10.0500
   10.9500   11.0500
    7.3786    7.4786
      ⋮

FB массив 15x2, который включает первичные частоты и их боковые полосы.

Загрузите данные о вибрации и вычислите PSD и частотную сетку с помощью pspectrum. Используйте разрешение частоты 0,5.

load('motorSignal.mat','C');
fs = 1500;
[psd,freqGrid] = pspectrum(C,fs,'FrequencyResolution',0.5);

Теперь используйте полосы частот и данные PSD для вычисления спектральных метрик. 

spectralMetrics = faultBandMetrics(psd,freqGrid,FB)
spectralMetrics=1×46 table
    PeakAmplitude1    PeakFrequency1    BandPower1    PeakAmplitude2    PeakFrequency2    BandPower2    PeakAmplitude3    PeakFrequency3    BandPower3    PeakAmplitude4    PeakFrequency4    BandPower4    PeakAmplitude5    PeakFrequency5    BandPower5    PeakAmplitude6    PeakFrequency6    BandPower6    PeakAmplitude7    PeakFrequency7    BandPower7    PeakAmplitude8    PeakFrequency8    BandPower8    PeakAmplitude9    PeakFrequency9    BandPower9    PeakAmplitude10    PeakFrequency10    BandPower10    PeakAmplitude11    PeakFrequency11    BandPower11    PeakAmplitude12    PeakFrequency12    BandPower12    PeakAmplitude13    PeakFrequency13    BandPower13    PeakAmplitude14    PeakFrequency14    BandPower14    PeakAmplitude15    PeakFrequency15    BandPower15    TotalBandPower
    ______________    ______________    __________    ______________    ______________    __________    ______________    ______________    __________    ______________    ______________    __________    ______________    ______________    __________    ______________    ______________    __________    ______________    ______________    __________    ______________    ______________    __________    ______________    ______________    __________    _______________    _______________    ___________    _______________    _______________    ___________    _______________    _______________    ___________    _______________    _______________    ___________    _______________    _______________    ___________    _______________    _______________    ___________    ______________

       0.82564              1             0.1542         0.057165           0.1875         0.011175        0.29169              4            0.055249        0.011486             5           0.0021583        0.070117             6            0.013877         1.0514              7            0.21675        0.0077621             9            0.001577        0.004752             10          0.0010282        0.012155             11          0.0025085         7.7318             7.4375           1.4057           4.2222              7.625           0.79678          0.92456            7.8125           0.1924          0.030489            8.1875          0.0060835        0.069138             8.375          0.012642         0.068649            8.5625          0.012578          2.8848

spectralMetrics - таблица 1x46 с пиковой амплитудой, пиковой частотой и мощностью полосы, рассчитанных для каждой частотной области значений в FB. Последний столбец в spectralMetrics - общая мощность полосы, вычисленная по всем частотам 15 в FB.

Открыть Live Script

В данном примере рассмотрим простую шестерню и зубчатую передачу со скоростью входного вала 1800 об/мин. Учитывая, что шестерня на вход валу имеет 6 зубьев, а шестерня на выход валу - 8 зубьев, визуализируйте полосы частот для зубчатого mesh.

FR = 1800;
Ni = 6;
No = 8;
gearMeshFaultBands(FR,Ni,No)

Figure contains an axes. The axes with title Fault Frequency Bands contains 10 objects of type patch, text.

На графике наблюдайте следующее:

  • Частота дефектов выходного вала, 1Fo при частоте 1350 Гц

  • Частота дефектов входного вала, 1Fi при 1800 Гц

  • Частота дефектов фазы сборки, 1Fa при 5400 Гц

  • Частота дефектов mesh, 1Fm при частоте 10800 Гц

Входные параметры

свернуть все

Скорость вращения входа передачи, заданная как положительная скалярная величина. FR - основная частота, вокруг которой gearMeshFaultBands генерирует полосы частот отказа. Задайте FR либо в Герце, либо обороты в минуту.

Количество зубьев на вход передаче, заданное как положительное целое число.

Количество зубьев на выходной передаче, заданное как положительное целое число.

Аргументы в виде пар имя-значение

Задайте необязательные разделенные разделенными запятой парами Name,Value аргументы. Name - имя аргумента и Value - соответствующее значение. Name должны находиться внутри кавычек. Можно задать несколько аргументов в виде пар имен и значений в любом порядке Name1,Value1,...,NameN,ValueN.

Пример: ...,'Harmonics',[1,3,5]

Гармоники основной частоты, которая будет включена, задаются как разделенная разделенными запятой парами, состоящая из 'Harmonics'и вектор положительных целых чисел. Значение по умолчанию является 1. Задайте 'Harmonics'когда вы хотите создать полосы частот с больше гармоник основной частоты.

Боковые полосы вокруг основной частоты и ее гармоник, которые будут включены, заданы как разделенная разделенными запятой парами, состоящая из 'Sidebands'и вектор неотрицательных целых чисел. Значение по умолчанию 0. Задайте 'Sidebands'когда вы хотите создать полосы частот с боковыми полосами вокруг основной частоты и ее гармоник.

Ширина полос частот с центром на номинальных частотах отказа, заданная как разделенная разделенными запятой парами, состоящая из 'Width'и положительный скаляр. Значение по умолчанию является 10 процентами от основной частоты. Избегайте задавать 'Width'с большим значением, чтобы полосы отказов не перекрывались.

Модули частот полосы отказов, заданные как разделенная разделенными запятой парами, состоящая из 'Domain'и любой из них 'frequency' или 'order'. Выберите:

  • 'frequency' если хотите FB будет возвращено в тех же модулях, что и FR.

  • 'order' если хотите FB будет возвращено как количество вращений относительно FR.

Выходные аргументы

свернуть все

Полосы частот отказа, возвращенные как Nx2 массив, где N - количество частот отказа. FB возвращается в тех же модулях, что и FR, в Герце или порядках. Используйте сгенерированные полосы частот отказа, чтобы извлечь спектральные метрики, используя faultBandMetrics. Сгенерированные полосы отказов, [F−W2, F+W2], центрированы на характерных частотах дефектов и их гармонике и боковых полосах для:

  • Частота дефектов входного вала, Fi

  • Частота дефектов выходного вала, Fo

  • Частота дефектов mesh, Fm

  • Частота дефектов фазы сборки, Fa

Когда вы задаете боковые полосы, gearMeshFaultBands вычисляет боковые полосы относительно частот дефектов входа и выхода вала:

  • Полосы частот отказа для входов передачи с ее гармоникой и первая боковая полоса при Fi

  • Полосы частот отказа для выходов передачи с ее гармоникой и первая боковая полоса при Fo

gearMeshFaultBands автоматически обрезает отрицательные полосы частот отказов и генерирует предупреждающее сообщение.

Значение W - ширина полос частот, которую можно задать с помощью 'Width'пара "имя-значение".

Информация о полосах частот отказа в FB, возвращенный как структура со следующими полями:

  • Centers - Частоты центральных отказов

  • Labels - Метки, описывающие каждую частоту

  • FaultGroups - Номера групп отказов, равные количеству частот

Алгоритмы

gearMeshFaultBands вычисляет различные характеристики частот отказа следующим образом:

  • Частота дефектов входного вала, Fi=FR

  • Частота дефектов выходного вала, Fo=NiNoFR

  • Частота дефектов mesh, Fm=NiFR=NoFo

  • Частота дефекта фазы сборки,Fa=Fmgcd(Ni,No)

Ссылки

[1] Лэнг, Джордж Фокс. «S&V геометрия 101». Звук и вибрация 33 (1999): 16-26.

См. также

| | |

Темы

Введенный в R2019b

Документация Predictive Maintenance Toolbox

Поддержка

Для просмотра документации необходимо авторизоваться на сайте