Mühendisler İçin Kestirimci Bakım: Sinyal İşleme ve FFT Analizi

  • Yapay Zeka & Bakım

Kestirimci bakım, "makine sesini dinlemenin" ötesinde, tamamen fizik ve matematiğe dayalı bir bilimdir. Bu makalede, vibrasyon analizinin derinliklerine ve sinyal işleme tekniklerine odaklanacağız.

1. Titreşim Parametreleri: İvme, Hız ve Deplasman

Hangi birimi ne zaman kullanmalısınız?

  • Deplasman (Displacement - µm): Düşük frekanslarda (0-10 Hz) etkilidir. Genellikle kaymalı yataklardaki (Sleeve Bearings) yağ filmi kalınlığını ölçmek için Eddy-Current proflar ile kullanılır.
  • Hız (Velocity - mm/s RMS): Orta frekanslarda (10-1000 Hz) en iyi enerji göstergesidir. ISO 10816 standardı, makine sınıfına (Class I-IV) göre titreşim şiddetini mm/s cinsinden değerlendirir. Genel makine sağlığı için (Balanssızlık, Gevşeklik) temel parametredir.
  • İvme (Acceleration - g): Yüksek frekanslarda (1 kHz+) etkilidir. Rulman ve dişli kutusu arızaları, henüz çok erken aşamada ivme sinyalinde kendini belli eder.

2. Frekans Analizi: Fast Fourier Transform (FFT)

Zaman dalga formu (Time Waveform) karmaşık bir gürültü yumağıdır. Jean-Baptiste Joseph Fourier'in teorisine göre, her karmaşık sinyal, basit sinüs dalgalarının toplamıdır. FFT işlemi, bu karmaşık sinyali frekans bileşenlerine ayırır.

Rulman Arıza Frekansları Nasıl Hesaplanır?

Bir rulmanın geometrik ölçülerini (Bilye çapı, adedi, temas açısı) biliyorsanız, arıza frekanslarını matematiksel olarak hesaplayabilirsiniz:

  • BPFO (Ball Pass Frequency Outer): Dış bilezik hasar frekansı. Genellikle devir hızının (RPM) 3-5 katıdır.
  • BPFI (Ball Pass Frequency Inner): İç bilezik hasar frekansı. Devir hızının 5-8 katıdır.
  • BSF (Ball Spin Frequency): Bilye dönme frekansı.

Eğer spektrumda tam olarak bu frekanslarda "Peak" (Tepe) görüyorsanız, arızanın adını koyabilirsiniz.

3. İleri Teknikler: Envelope (Zarf) Analizi

Rulman hasarı, periyodik "çekiç darbeleri" (Impact) yaratır. Bu darbeler, yapının doğal frekansını (Resonance) tetikler. Envelope analizi (veya Demodülasyon), bu yüksek frekanslı rezonans bölgesini filtreler ve arızanın temel periyodunu ortaya çıkarır. Gürültülü ortamlarda (Örn: Çimento değirmeni) rulman arızasını tespit etmenin en güvenilir yoludur.

4. Sensör Montajı Kritiktir

Dünyanın en iyi analizörüne de sahip olsanız, sensörü makineye mıknatısla veya elle tutarak ölçüm yaparsanız, yüksek frekanslı verileri (Rulman hasar sinyallerini) kaybedersiniz. Doğru yöntem, sensörün makine gövdesine saplama (Stud Mounting) veya özel yapıştırıcılar ile rijit olarak sabitlenmesidir.