Ekstoos vibratsioonianalüüsis rikete tuvastamiseks

Definitsioon: Mis on kurtoos?

Kurtosis on statistiline parameeter, mis kirjeldab tõenäosusjaotuse kuju. Vibratsioonianalüüsis rakendatakse seda aja lainekuju signaalile, et mõõta selle "tipptaset" või "impulsiivsust". Suure ekstsentsiga signaali iseloomustavad teravad, erinevad tipud või löögid, samas kui madala ekstsentsiga signaal on lamedam või ümaram. See annab ühe numbrilise väärtuse, mis võib näidata vibratsioonisignaali aluseks oleva iseloomu muutust, isegi kui üldine energia (RMS-väärtus) pole oluliselt muutunud.

Kurtoosi diagnostiline väärtus

Ekstsessi peamine väärtus seisundi jälgimisel on selle kõrge tundlikkus varajases staadiumis impulsiivsed veadPaljud mehaanilised defektid saavad alguse mikroskoopilistest pragudest või kildudest. Kui need tekkivad vead kokku puutuvad, tekitavad nad lühiajalisi kõrgsageduslikke lööke. Need löögid põhjustavad vibratsiooniaja lainekujus teravaid tippe, mis suurendavad ekstsessi väärtust dramaatiliselt ammu enne, kui viga on piisavalt suureks kasvanud, et mõjutada masina üldist RMS-vibratsioonitaset.

Seega on kurtosis suurepärane tööriist:

• Laagrivigade varajane tuvastamine: See on üks kõige tõhusamaid meetodeid laagrirõnga või veereelemendi esimeste purunemismärkide tuvastamiseks.
• Hammasratta hammaste rikete tuvastamine: Pragunenud või katkine hammasratas annab iga pöörde kohta selge löögi, mida on kerge tuvastada kasvava ekstsessi väärtuse järgi.
• Vahelduvate hõõrdumiste või löökide tuvastamine: Selle mõõtmise abil saab esile tõsta mis tahes ebaühtlast, mõju avaldavat sündmust masinas.

Kurtoosi väärtuste tõlgendamine

Kurtoos on normaliseeritud väärtus. Täiusliku Gaussi (normaal) jaotuse korral, mis on tüüpiline juhuslikule taustvibratsioonile terves masinas, on kurtoosi väärtus **3,0**. Kõrvalekalded sellest väärtusest on diagnostiliselt olulised:

• Ekstsess ≈ 3,0: Näitab, et vibratsioon on juhuslik ja Gaussi jada, mis viitab normaalsele ja tervele tööle.
• Ekstsess > 3,0: Näitab, et signaal muutub tavapärasest „tipukamaks“ või impulsiivsemaks. Tõusev ekstsessväärtus on selge hoiatusmärk tekkivate löökide kohta. Väärtused 5, 10 või isegi kõrgemad on tavalised, kui esinevad olulised laagri- või käigukasti defektid.
• Kurtosis < 3.0: Näitab, et signaal on normaaljaotusest lamedam. See võib mõnikord esineda teatud tüüpi hõõrdumise korral või kui signaalis domineerib väga puhas sinusoidaalne vibratsioon.

Laagrivea kurtoosi elutsükkel

Laagri rikke jälgimisel algusest kuni rikkeni järgib ekstsess sageli ennustatavat mustrit:

1. Tervislik etapp: Kurtosis on stabiilne ja lähedane 3,0-le.
2. Varajane rikke staadium: Tekib mikroskoopiline defekt. Tekivad teravad ja selgelt eristuvad löögid, mis põhjustavad ekstsessi märkimisväärse tõusu (nt 5,0-ni või kõrgemale). Üldine RMS-vibratsioon võib ikkagi olla madal. See on ideaalne aeg vea tuvastamiseks.
3. Arenenud rikke staadium: Defekti suurenedes ja levides muutub löök sagedasemaks ja vähem eristatavaks. Signaal hakkab taas meenutama juhuslikku müra, kuigi palju kõrgemal energiatasemel. Järelikult võib ekstsessusväärtus *väheneda* ja naasta 3,0 lähedale, samal ajal kui RMS-vibratsioonitase hakkab nüüd dramaatiliselt tõusma.
4. Hiline/ebaõnnestumise etapp: Laager on tugevalt kahjustatud ning vibratsioon on tugev ja sageli juhuslik. Ekstsess jääb 3,0 lähedale, kuid RMS-väärtus on nüüd häirekella all.

See elutsükkel toob esile ekstsessi väärtuse. Detektsiooni „magus punkt“ on algstaadiumis, kui ekstsess suureneb. Ainult RMS-ile lootmine tähendaks, et viga ei avastata enne, kui see on juba oluliseks muutunud.

Piirangud

Kuigi ekstsessus on võimas meetod, tuleks seda kasutada koos teiste meetoditega, näiteks spektri ja lainekuju analüüsiga. See võib olla tundlik juhuslike, masinatega mitteseotud šokkidele, seega on seda kõige parem kasutada trendiparameetrina. Ekstsessusväärtuse pidev tõus aja jooksul on palju usaldusväärsem näitaja kui üksik kõrge näit.

← Tagasi põhiindeksi juurde