Ексцес при вибрационен анализ за откриване на повреди

Определение: Какво е ексцес?

ексцес е статистически параметър, който описва формата на вероятностно разпределение. При вибрационния анализ се прилага към сигнала на времевата форма на вълната, за да се измери неговата „пиковост“ или „импулсивност“. Сигнал с висок ексцес се характеризира с остри, отчетливи пикове или удари, докато сигнал с нисък ексцес е по-плосък или по-заоблен. Той предоставя единична числова стойност, която може да показва промяна в основния характер на вибрационния сигнал, дори ако общата енергия (RMS стойност) не се е променила значително.

Диагностичната стойност на куртозата

Основната стойност на ексцеса при мониторинг на състоянието е неговата висока чувствителност към импулсивни грешки в ранен стадийМного механични дефекти започват като микроскопични пукнатини или отчупвания. Когато тези развиващи се дефекти се докоснат, те генерират краткотрайни, високочестотни удари. Тези удари причиняват остри пикове във формата на вълната на вибрациите, които драстично увеличават стойността на ексцеса много преди дефектът да е нараснал достатъчно, за да повлияе на общото средноквадратично ниво на вибрации на машината.

Следователно, ексцесът е отличен инструмент за:

• Ранно откриване на повреди в лагерите: Това е един от най-ефективните методи за откриване на първите признаци на отчупване на лагерен пръстен или търкалящ се елемент.
• Откриване на повреди в зъбните колела: Счупен или напукан зъб на зъбно колело ще произведе отчетлив удар веднъж на оборот, което лесно се открива по нарастващата стойност на ексцеса.
• Откриване на периодични триене или удари: Всяко неравномерно, въздействащо събитие в машината може да бъде подчертано чрез това измерване.

Тълкуване на стойностите на ексцеса

Ексцесът е нормализирана стойност. За перфектно Гаусово (нормално) разпределение, което е типично за случайните фонови вибрации в здрава машина, стойността на ексцеса е **3.0**. Отклоненията от тази стойност са диагностично значими:

• Ексцес ≈ 3.0: Показва, че вибрацията е произволна и Гаусова, което предполага нормална и здравословна работа.
• Ексцес > 3.0: Показва, че сигналът става по-„пиков“ или импулсивен от нормалното. Нарастващата стойност на ексцеса е ясен предупредителен знак за развиващи се удари. Стойности от 5, 10 или дори по-високи са често срещани, когато са налице значителни дефекти на лагери или зъбни колела.
• ексцес < 3.0: Показва, че сигналът е по-плосък от нормалното разпределение. Това понякога може да се случи при определени видове триене или когато сигналът е доминиран от много чиста, синусоидална вибрация.

Жизненият цикъл на ексцеса при повреда на лагера

При проследяване на повреда на лагер от самото му възникване до повредата, стойността на ексцеса често следва предвидим модел:

1. Здравословен етап: Ексцесът е стабилен и близо до 3.0.
2. Ранен етап на повреда: Образува се микроскопичен дефект. Генерират се остри, отчетливи удари, които причиняват значително повишаване на ексцеса (напр. до 5,0 или по-високо). Общата RMS вибрация може все още да е ниска. Това е идеалният момент за откриване на повредата.
3. Етап на развит разлом: С нарастването и разпространението на дефекта, ударите стават по-чести и по-слабо отчетливи. Сигналът отново започва да наподобява случаен шум, макар и на много по-високо енергийно ниво. Следователно, стойността на ексцеса може да *намалее* и да се върне към 3.0, докато нивото на RMS вибрации сега започва драстично да се покачва.
4. Късен/Неуспешен етап: Лагерът е силно повреден, а вибрациите са силни и често произволни. Ексцесът остава близо до 3.0, но RMS стойността вече е в алармен режим.

Този жизнен цикъл подчертава защо ексцесът е толкова ценен. „Идеалната точка“ за откриване е в ранните етапи, когато ексцесът се увеличава. Разчитането само на RMS би означавало, че повредата не се открива, докато вече не е станала значителна.

Ограничения

Макар и мощен, ексцесът трябва да се използва заедно с други техники, като спектрален и вълнов анализ. Той може да бъде чувствителен към случайни, несвързани с машината сътресения, така че е най-добре да се използва като параметър за тенденция. Постоянното повишаване на ексцеса с течение на времето е много по-надежден индикатор от единично високо отчитане.

← Обратно към основния индекс