Ekstoos vibratsioonianalüüsis rikete tuvastamiseks
ekstsess on statistiline parameeter, mis kirjeldab tõenäosusjaotuse kuju. Veebilehel vibratsioonianalüüs seda kohaldatakse aja lainekuju mõõta selle “tippu” või impulsiivsust. Kõrge kurtoosiga signaali iseloomustavad teravad, selgepiirilised piigid või löögid, samas kui madala kurtoosiga signaal on lamedam ja ümaram. Kurtoosi suur praktiline väärtus seisneb selles, et see koondab selle iseloomu ühte numbrisse, mis võib tähistada vibratsioonisignaali olemuse muutust isegi siis, kui üldine energia - RMS väärtus - ei ole veel märkimisväärselt muutunud.
1. Statistika numbri taga
Kurtoos on signaali amplituudi jaotuse normaliseeritud neljas statistiline moment. Kuna iga kõrvalekalle keskmisest tõstetakse enne keskmistamist neljandasse potentsi, domineerivad juhuslikud suured kõrvalekalded - just sellised, mida lühiajaline kokkupõrge tekitab - tulemuses palju rohkem kui RMS-arvutuse puhul, mis kasutab ainult teist potentsi. See matemaatiline rõhuasetus äärmustele on see, mis teeb kurtoosi nii tähelepanelikuks lühikeste, järskude muutuste suhtes, mis on varjatud muidu tagasihoidlikus signaalis. Tegelikult vastab see hoopis teistsugusele küsimusele kui RMS: mitte “kui palju energiat on olemas?”, vaid “kui terav on see?”.”
2. Kurtoosi diagnostiline väärtus
Kurtoosi esmane väärtus on seisundi jälgimine on selle kõrge tundlikkus varajases staadiumis impulsiivsed vead. Paljud mehaanilised defektid algavad mikroskoopiliste pragude või lõhedena. Kui need arenevad vead puutuvad kokku, tekitavad nad lühiajalisi, kõrgsageduslikke põrutusi. Need löögid põhjustavad vibratsiooni ajalises lainekujus teravaid piike, mis tõstavad kurtoosi väärtust järsult - ammu enne, kui viga on kasvanud piisavalt suureks, et mõjutada masina üldist RMS-taset.
Seega on kurtosis suurepärane tööriist:
- Laagrivigade varajane tuvastamine: see on üks kõige tõhusamaid meetodeid, et tabada esimesi märke killumine laagrirattal või veeremielemendil ja täiendab ümbriskõvera analüüs sisse laagri diagnostika.
- Hammasrattahammaste rikke tuvastamine: murdunud või katkine hammas tekitab kord pöörde kohta selge löögi, mille kasvav kurtoosi väärtus tuvastab hõlpsasti - kasulik ristkontroll käigukasti defektid.
- Ajutiste hõõrdumiste või kokkupõrgete tuvastamine: mis tahes ebaühtlane, masinat mõjutav sündmus, näiteks hõõrumine või mehaaniline lõtvus, rõhutatakse selle mõõtmisega.
3. Kurtoosi väärtuste tõlgendamine
Kurtoos on normaliseeritud väärtus. Täiusliku Gaussi (normaalse) jaotuse puhul - mis on tüüpiline terves masinas esinevale juhuslikule taustavärinale - on kurtoosi väärtus järgmine 3.0. Kõrvalekalded sellest arvust on diagnostiliselt olulised:
- Ekstsess ≈ 3,0: vibratsioon on juhuslik ja Gaussi tüüpi, mis viitab normaalsele, tervislikule toimimisele.
- Kurtoos > 3,0: signaal on muutumas tavalisest rohkem piiksuvaks või impulsiivseks. Kasvav väärtus on selge hoiatus tekkivate löökide kohta; 5, 10 või suuremad väärtused on tavalised, kui esineb olulisi laagri- või käigupeadedefekte.
- Kurtoos < 3,0: signaal on lamedam kui normaaljaotus. See võib esineda teatud tüüpi hõõrdumise korral või siis, kui signaalis domineerib väga puhas, sinusoidne vibratsioon, näiteks puhas tasakaalutus.
Tasub märkida, et mõnede vahendite puhul on teatatud ülemäärane kurtoos, millest lahutatakse 3,0, nii et terve Gaussi signaal näitab pigem 0 kui 3,0. Tõlgendus on identne; ainult võrdluspunkt nihkub. Kurtoos on tihedalt seotud haripunkti tegur, mis võrdleb tippu ja RMS-i ja reageerib samadele impulssidele veidi teistsuguse nurga alt.
4. Laagrivea Kurtosis elutsükkel
Laagrivigade jälgimisel algusest kuni rikke tekkimiseni järgib kurtoosi väärtus sageli etteaimatavat - ja esialgu intuitiivset - mustrit:
- Tervislik etapp: kurtoos on stabiilne ja 3,0 lähedal.
- Varajane vea staadium: tekib mikroskoopiline defekt. Tekivad teravad, eristatavad löögid, mille tõttu kurtoos tõuseb märkimisväärselt (näiteks 5,0-ni või kõrgemale). Üldine RMS-vibratsioon võib siiski olla madal. See on ideaalne aeg vea tuvastamiseks.
- Välja töötatud vea etapp: kui defekt kasvab ja levib, muutub mõjutamine sagedasemaks ja vähem eristuvaks. Signaal hakkab taas sarnanema juhusliku müraga, kuigi palju suurema energiatasemega. Järelikult võib kurtoosi väärtus vähenemine tagasi 3,0 suunas, isegi kui RMS-tase hakkab järsult tõusma.
- Hiline / ebaõnnestumise staadium: laager on tugevalt kahjustatud ning vibratsioon on suur ja suures osas juhuslik. Kurtoos istub 3,0 lähedal, kuid RMS väärtus on nüüd häiresignaalis.
See elutsükkel on just see, miks kurtoos on nii väärtuslik. Avastamise “magus koht” on varajases etapis, kui kurtoos tõuseb; tuginedes ainult RMS-ile, jääks viga avastamata, kuni see on juba muutunud oluliseks. Mittemonotooniline käitumine on samuti hoiatuseks: kurtoosi näit, mis on langenud tagasi 3,0-le, ei tõenda iseenesest, et laager on terve - seda tuleb lugeda koos RMS-trendiga.
5. Kurtoosi mõõtmine välitingimustes
Kurtosis arvutatakse otse puhtast, hästi tamponeeritud ajalainevormist, mis muudab selle loomulikuks kaaslaseks inseneri poolt juba kohapeal tehtavale tööle. Kaasaskantav analüsaator, nagu näiteks Balanset-1A jäädvustab vibratsiooniaja lainekuju ja spekter oma laagrites töötavast masinast, nii et kui kinnitatud tasakaalutus korrigeeritakse põllu tasakaalustamine sama andmestikku saab sõeluda impulsiivsete laagri- või käigutunnuste suhtes, mida kurtoos toob esile. Selle väärtuse trendeerimine üle perioodiliste mõõtmiste muudab ühekordse näitu varajase hoiatuse indikaator.
6. Piirangud
Nii võimas kui see ka ei ole, tuleks kurtoosi kasutada koos teiste meetoditega, näiteks spekter ja lainekuju analüüs. See võib olla tundlik juhuslike, masinaga mitteseotud löökide suhtes, seega on seda kõige parem käsitleda kui trendikas parameeter, mitte absoluutne künnis. Kurtoosi järjepidev tõus aja jooksul on palju usaldusväärsem näitaja kui ühekordne kõrge näit, ja spektri allika kinnitamine takistab, et ekslikku põrget ei peeta areneva veana.
