Κατανόηση του συντελεστή κορυφής στην ανάλυση κραδασμών

Ορισμός: Τι είναι ο παράγοντας Crest;

Συντελεστής Κορυφής είναι ένας αδιάστατος λόγος που παρέχει ένα απλό μέτρο της «ακιδωτότητας» ή της παρορμητικότητας ενός σήματος δόνησης. Υπολογίζεται διαιρώντας το μέγιστο πλάτος μιας κυματομορφής χρόνου με το RMS (Ρίζα Μέσου Τετραγωνικού Μέσου) αξία.

Συντελεστής Κορυφής = Μέγιστη Πλάτος / Τιμή RMS

Ενώ η τιμή RMS ποσοτικοποιεί τη συνολική ενέργεια ή ισχύ του σήματος, ο συντελεστής Crest υπογραμμίζει την παρουσία κρούσεων μικρής διάρκειας και υψηλού πλάτους που διαφορετικά θα μπορούσαν να χαθούν στον συνολικό μέσο όρο ενέργειας.

Γιατί είναι σημαντικός ο παράγοντας Crest;

Η κύρια χρήση του συντελεστή Crest στην παρακολούθηση της κατάστασης είναι η έγκαιρη ανίχνευση βλαβών σε ρουλεμάν κύλισηςΈνα υγιές ρουλεμάν παράγει ένα ομαλό, συνεχές σήμα δόνησης, το οποίο είναι πολύ κοντά σε ένα καθαρό ημιτονοειδές κύμα. Ένα καθαρό ημιτονοειδές κύμα έχει συντελεστή κορυφής 1,414 (η τετραγωνική ρίζα του 2).

Καθώς αναπτύσσονται μικροσκοπικά ελαττώματα (όπως θρυμματισμοί ή ρωγμές) στις ρουλεμάν ή στα κυλινδρικά στοιχεία, κάθε κρούση δημιουργεί μια μικρή, απότομη αιχμή στην κυματομορφή του χρόνου. Αυτές οι αιχμές έχουν υψηλό πλάτος κορυφής αλλά περιέχουν πολύ λίγη ενέργεια, επομένως δεν αυξάνουν σημαντικά τη συνολική τιμή RMS στην αρχή. Ωστόσο, προκαλούν μια δραματική αύξηση του Συντελεστή Κορυφής.

• A χαμηλός και σταθερός συντελεστής κορυφής (π.χ., κάτω από 3) συνήθως υποδεικνύει ένα μηχάνημα σε καλή κατάσταση.
• A αυξανόμενος συντελεστής Crest είναι συχνά το πρώτο προειδοποιητικό σημάδι ότι ένα ρουλεμάν αρχίζει να αποτυγχάνει, ακόμη και πριν το σφάλμα γίνει ορατό στο φάσμα FFT ή ακουστό στο ανθρώπινο αυτί.

Ο κύκλος ζωής ενός σφάλματος ρουλεμάν και ο συντελεστής κορυφής

Η τάση του συντελεστή Crest ακολουθεί ένα ξεχωριστό μοτίβο καθ' όλη τη διάρκεια του κύκλου ζωής αστοχίας ενός ρουλεμάν:

1. Στάδιο 1: Πρώιμο Σφάλμα – Καθώς συμβαίνουν οι αρχικές μικροσκοπικές κρούσεις, ο συντελεστής κορυφής αρχίζει να αυξάνεται σημαντικά. Η τιμή RMS παραμένει χαμηλή. Αυτή είναι η ιδανική στιγμή για την ανίχνευση του σφάλματος.
2. Στάδιο 2: Ανάπτυξη Σφάλματος – Καθώς η ζημιά επιδεινώνεται, οι κρούσεις γίνονται πιο συχνές και ισχυρότερες. Η τιμή RMS αρχίζει να αυξάνεται καθώς αυξάνεται η δονητική ενέργεια. Ο συντελεστής κορυφής μπορεί να σταθεροποιηθεί ή ακόμα και να αρχίσει να μειώνεται ελαφρώς καθώς το σήμα γίνεται λιγότερο «αιχμηρό» και γενικά πιο θορυβώδες.
3. Στάδιο 3: Αποτυχία σε Τελευταίο Στάδιο – Η ζημιά στο ρουλεμάν είναι πλέον εκτεταμένη. Το σήμα δόνησης είναι πολύ θορυβώδες και χαοτικό, με υψηλά πλάτη. Η τιμή RMS είναι πολύ υψηλή. Ο συντελεστής κορυφής μειώνεται σημαντικά, συχνά επιστρέφοντας προς το «καλό» εύρος, επειδή το σήμα δεν κυριαρχείται πλέον από διακριτές αιχμές αλλά από συνεχή, υψηλής ενέργειας τυχαία δόνηση.

Αυτό είναι ένα κρίσιμο σημείο: Ένας χαμηλός συντελεστής Crest δεν αποτελεί πάντα ένδειξη υγιούς μηχανήματοςΕάν η τιμή RMS είναι υψηλή, ένας χαμηλός συντελεστής Crest μπορεί να υποδηλώνει πολύ προχωρημένο στάδιο βλάβης. Επομένως, ο συντελεστής Crest θα πρέπει πάντα να παρακολουθείται και να αξιολογείται σε συνδυασμό με τη συνολική τιμή RMS.

Περιορισμοί

Αν και χρήσιμο, το Crest Factor έχει περιορισμούς:

• Δεν είναι ένα καλό διαγνωστικό εργαλείο. Ένας υψηλός συντελεστής κορυφής υποδεικνύει την παρουσία επιπτώσεων, αλλά δεν αποκαλύπτει την πηγή ή τη συχνότητα αυτών των επιπτώσεων. Περαιτέρω ανάλυση χρησιμοποιώντας τεχνικές όπως Ανάλυση Φακέλου είναι απαραίτητο για μια πλήρη διάγνωση.
• Είναι ευαίσθητο σε μεμονωμένα συμβάντα. Ένα μόνο, μη επαναλαμβανόμενο κραδασμό (όπως ένα περονοφόρο που χτυπάει στη βάση του μηχανήματος) μπορεί να προκαλέσει μια προσωρινή αύξηση του συντελεστή Crest, οδηγώντας σε ψευδή συναγερμό εάν δεν διερευνηθεί σωστά.
• Γίνεται λιγότερο χρήσιμο καθώς εξελίσσεται ένα σφάλμα, όπως περιγράφεται στον κύκλο ζωής παραπάνω.

← Επιστροφή στο Κύριο Ευρετήριο