Pochopení činitele amplitudy ve vibrační analýze

Definice: Co je to faktor amplitudy?

Činitel amplitudy je bezrozměrný poměr, který poskytuje jednoduché měřítko „ostnatosti“ neboli impulzivity vibračního signálu. Vypočítá se vydělením amplitudy vrcholu časového průběhu jeho RMS (střední kvadratická hodnota) hodnota.

Činitel výkyvu = Špičková amplituda / efektivní hodnota

Zatímco hodnota RMS kvantifikuje celkovou energii nebo výkon signálu, faktor výkyvu zdůrazňuje přítomnost krátkodobých dopadů s vysokou amplitudou, které by se jinak mohly v celkovém energetickém průměru ztratit.

Proč je faktor amplitudy důležitý?

Primární využití faktoru amplitudy v monitorování stavu je pro včasnou detekci poruch v valivá ložiskaZdravé ložisko produkuje hladký, nepřetržitý vibrační signál, který se velmi blíží čisté sinusové vlně. Čistá sinusová vlna má činitel výkyvu 1,414 (druhá odmocnina ze 2).

Jak se na ložiskových drážkách nebo valivých tělesech vyvíjejí mikroskopické defekty (jako jsou odlupování nebo praskliny), každý náraz generuje malý, ostrý vzestupný bod v časovém průběhu. Tyto vzestupné body mají vysokou amplitudu píku, ale obsahují velmi málo energie, takže zpočátku významně nezvyšují celkovou hodnotu RMS. Způsobují však dramatický nárůst činitele výkyvu.

• A nízký a stabilní faktor amplitudy (např. pod 3) obvykle označuje stroj v dobrém stavu.
• A rostoucí faktor amplitudy je často úplně prvním varovným signálem, že ložisko začíná selhávat, a to ještě předtím, než je závada viditelná ve spektru FFT nebo slyšitelná lidským uchem.

Životní cyklus poruchy ložiska a činitel amplitudy

Trend faktoru amplitudy sleduje v průběhu životního cyklu ložiska zřetelný vzorec:

1. Fáze 1: Raná porucha – Jakmile dojde k prvním mikroskopickým nárazům, faktor amplitudy začne výrazně stoupat. Hodnota RMS zůstává nízká. Toto je ideální čas pro detekci poruchy.
2. Fáze 2: Rozvoj poruchy – S rostoucím poškozením se nárazy stávají častějšími a silnějšími. Hodnota RMS se začíná zvyšovat s rostoucí vibrační energií. Crest faktor se může stagnovat nebo dokonce začít mírně klesat, protože signál se stává méně „špičatým“ a obecně více zašuměným.
3. Fáze 3: Selhání v pozdním stádiu – Poškození ložiska je nyní rozsáhlé. Vibrační signál je velmi hlučný a chaotický s vysokými amplitudami. Hodnota RMS je velmi vysoká. Činitel amplitudy výrazně klesá, často zpět do „dobrého“ rozsahu, protože signálu již nedominují zřetelné špičky, ale kontinuální, vysokoenergetické náhodné vibrace.

Toto je kritický bod: Nízký faktor výkyvu není vždy ukazatelem zdravého stroje.Pokud je hodnota RMS vysoká, může nízký faktor výkyvu indikovat velmi pokročilé stádium poruchy. Proto by měl být faktor výkyvu vždy sledován a vyhodnocován ve spojení s celkovou hodnotou RMS.

Omezení

I když je užitečný, má faktor amplitudy omezení:

• Není to dobrý diagnostický nástroj. Vysoký faktor amplitudy indikuje přítomnost dopadů, ale neodhaluje zdroj ani četnost těchto dopadů. Další analýza s využitím technik, jako je Analýza obálky je potřeba pro kompletní diagnózu.
• Je citlivý na jednorázové události. Jediný, neopakující se náraz (například náraz vysokozdvižného vozíku do základny stroje) může způsobit dočasný nárůst faktoru výkyvu, což v případě nesprávného prošetření vede k falešnému poplachu.
• S postupující poruchou se stává méně užitečným, jak je popsáno ve výše uvedeném životním cyklu.

← Zpět na hlavní index