التفرطح في تحليل الاهتزازات للكشف عن الأعطال

التعريف: ما هو التفرطح؟

التفرطح هو مُعامل إحصائي يصف شكل توزيع الاحتمالات. في تحليل الاهتزاز، يُطبّق على إشارة الموجة الزمنية لقياس "ذروتها" أو "اندفاعيتها". تتميز الإشارة ذات التفرطح العالي بقمم أو صدمات حادة ومميزة، بينما تكون الإشارة ذات التفرطح المنخفض أكثر تسطحًا أو استدارة. يوفر هذا المُعامل قيمة عددية واحدة يُمكن أن تُشير إلى تغير في الطابع الأساسي لإشارة الاهتزاز، حتى لو لم تتغير الطاقة الكلية (قيمة التربيعي المتوسط) بشكل ملحوظ.

القيمة التشخيصية للتفرطح

القيمة الأساسية للتفرطح في مراقبة الحالة هي حساسيته العالية لـ الأخطاء الاندفاعية في المرحلة المبكرةتبدأ العديد من العيوب الميكانيكية كشقوق أو تشققات مجهرية. عند تلامس هذه الصدوع النامية، تُحدث صدمات قصيرة المدة وعالية التردد. تُسبب هذه الصدمات ذروات حادة في شكل موجة زمن الاهتزاز، مما يزيد بشكل كبير من قيمة التفرطح قبل أن يكبر الصدع بما يكفي للتأثير على مستوى اهتزاز الآلة الإجمالي (RMS).

لذلك فإن التفرطح يعد أداة ممتازة لـ:

• الكشف المبكر عن عطل المحمل: إنها واحدة من أكثر الطرق فعالية للكشف عن العلامات الأولى للتشقق في مسار المحمل أو عنصر التدحرج.
• اكتشاف خطأ أسنان التروس: ستنتج أسنان التروس المتشققة أو المكسورة تأثيرًا واضحًا مرة واحدة لكل دورة، ويمكن اكتشاف ذلك بسهولة من خلال قيمة التفرطح المتزايدة.
• اكتشاف الاحتكاكات أو الصدمات المتقطعة: من الممكن تسليط الضوء على أي حدث غير موحد ومؤثر داخل الجهاز من خلال هذا القياس.

تفسير قيم التفرطح

التفرطح قيمة طبيعية. في توزيع غاوسي مثالي (طبيعي)، وهو نموذجي للاهتزازات الخلفية العشوائية في جهاز سليم، تكون قيمة التفرطح 3.0. الانحرافات عن هذه القيمة لها دلالة تشخيصية:

• التجانف ≈ 3.0: يشير إلى أن الاهتزاز عشوائي وغاوسي، مما يوحي بالتشغيل الطبيعي والصحي.
• التجانف > 3.0: يشير إلى أن الإشارة أصبحت أكثر "ذروة" أو اندفاعية من المعتاد. يُعد ارتفاع قيمة التفرطح علامة تحذير واضحة على احتمالية حدوث تصادمات. القيم 5 أو 10 أو حتى أعلى شائعة عند وجود عيوب كبيرة في المحمل أو التروس.
• التفرطح < 3.0: يشير إلى أن الإشارة أكثر تسطحًا من التوزيع الطبيعي. قد يحدث هذا أحيانًا مع أنواع معينة من الاحتكاك أو عندما تهيمن على الإشارة اهتزازات جيبية نقية جدًا.

دورة حياة التفرطح لخطأ المحمل

عند تتبع خطأ المحمل من البداية إلى الفشل، غالبًا ما تتبع قيمة التجانف نمطًا يمكن التنبؤ به:

1. المرحلة الصحية: التفرطح مستقر ويقترب من 3.0.
2. مرحلة الخطأ المبكر: يتشكل عيب مجهري. تُحدث صدمات حادة ومميزة، مما يؤدي إلى ارتفاع التفرطح بشكل ملحوظ (مثلاً، إلى 5.0 أو أعلى). قد يظل الاهتزاز الجذري التربيعي الإجمالي منخفضًا. هذا هو الوقت الأمثل لاكتشاف الخلل.
3. مرحلة الخطأ المتطور: مع ازدياد حجم العيب وانتشاره، يصبح الاصطدام أكثر تكرارًا وأقل وضوحًا. تبدأ الإشارة في الظهور كضوضاء عشوائية مجددًا، وإن كان ذلك بمستوى طاقة أعلى بكثير. نتيجةً لذلك، قد تنخفض قيمة التفرطح وتعود إلى 3.0، بينما يبدأ مستوى اهتزاز الجذر التربيعي المتوسط في الارتفاع بشكل كبير.
4. مرحلة التأخر/الفشل: المحمل تالف بشدة، والاهتزاز مرتفع وعشوائي في أغلب الأحيان. لا يزال التفرطح قريبًا من 3.0، لكن قيمة التربيعي المتوسط أصبحت الآن في حالة إنذار.

تُبرز دورة الحياة هذه أهمية التفرطح. أفضل وقت للكشف هو في المراحل المبكرة من ظهوره. الاعتماد على متوسط التربيع الجذري فقط يعني عدم اكتشاف الخلل إلا بعد أن يصبح خطيرًا.

القيود

على الرغم من فاعليته، ينبغي استخدام التفرطح جنبًا إلى جنب مع تقنيات أخرى مثل تحليل الطيف والشكل الموجي. فهو حساس للصدمات العشوائية غير المرتبطة بالآلات، لذا يُفضل استخدامه كمعامل اتجاه. يُعدّ الارتفاع المستمر في التفرطح بمرور الوقت مؤشرًا أكثر موثوقية من قراءة مرتفعة واحدة.

← العودة إلى الفهرس الرئيسي