Huippukertoimen ymmärtäminen värähtelyanalyysissä
Huippukerroin on dimensioton suhdeluku, joka antaa nopean mittarin “piikikkyydestä” tai impulsiivisuudesta. tärinä signaali. Se lasketaan jakamalla huippuamplitudin huippuamplitudi signaalin aika-aaltomuoto sen RMS (neliöjuurikeskiarvo) arvo. Siinä missä RMS mittaa signaalin kokonaisenergiaa tai tehoa, Crest Factor eristää lyhytaikaiset, korkea-amplitudiset vaikutukset, jotka muutoin olisivat piilossa energiakeskiarvon sisällä - mikä tekee siitä yhden varhaisimmista varoitusindikaattoreista. kunnonvalvonta.
Muotokerroin = Huippuamplitudi / RMS-arvo
1. Määritelmä: Mikä on Crest Factor?
Arvo on kahden samasta aika-aaltomuodosta mitatun suureen suhde: arvo on huippuamplitudi - suurin hetkellinen poikkeama äänitteessä - jaettuna RMS-tasolla, joka edustaa signaalin tehollista energiaa. Koska molemmat ilmaistaan samoissa yksiköissä (esimerkiksi g of kiihtyvyys), yksiköt kumoutuvat ja harjakerroin on puhdas luku. Suurempi crest-kerroin tarkoittaa, että aaltomuotoa hallitsevat terävät, yksittäiset piikit, jotka ovat selvästi yleisen energiatason yläpuolella; pienempi tarkoittaa, että energia on jakautunut tasaisemmin signaalin läpi.
2. Miksi Crest Factor on tärkeä?
Pääasiallinen käyttötapa on vikojen varhainen havaitseminen seuraavissa tapauksissa vierintälaakerit. Terve laakeri tuottaa tasaisen, jatkuvan signaalin, joka on hyvin lähellä puhdasta siniaaltoa - ja puhtaan siniaallon harjakerroin on 0,5 mm. 1.414 (2:n neliöjuuri). Tämä puhdas perusviiva tekee siitä poikkeamisesta niin informatiivista.
Koska mikroskooppiset viat, kuten spalls tai halkeamat Jos laakeripinnoissa tai vierintäelimissä on vikoja, jokainen vierintäelimen kulku vian yli aiheuttaa pienen, terävän iskupiikin aikakäyrän muotoon. Näillä piikeillä on suuri huippuamplitudi, mutta ne kantavat hyvin vähän energiaa, joten aluksi ne tuskin muuttavat RMS-kokonaisarvoa - mutta ne nostavat kuitenkin harjakerrointa jyrkästi. Varhaisvaroituksen antaa juuri näiden kahden mittaustavan välinen kontrasti:
- A alhainen ja vakaa harjakerroin (tyypillisesti alle 3) tarkoittaa, että kone on hyvässä kunnossa.
- A nouseva harjakerroin on usein ensimmäinen merkki siitä, että laakeri alkaa vioittua - usein jo ennen kuin vika on näkyvissä. FFT spektri tai korvan kuultavissa.
Tämä varhainen herkkyys on syynä siihen, että Crest Factor sijoittuu seuraavien vaikutuksille herkkien mittareiden rinnalle. huipukkuus hyvässä laakeriseurantajärjestelmässä.
3. Laakerin elinkaari Vika ja Crest Factor -kerroin
Crest-tekijä noudattaa omaleimaista ja hieman intuition vastaista mallia kehittyvän laakerivian elinkaaren aikana:
- Vaihe 1 - varhainen vika: ensimmäiset mikroskooppiset iskut näkyvät. Huippukerroin nousee merkittävästi, kun taas RMS-arvo pysyy alhaisena. Tämä on ihanteellinen hetki havaita vika ja suunnitella korjaus.
- Vaihe 2 - kehittyvä vika: kun vauriot pahenevat, iskut yleistyvät ja voimistuvat. RMS-arvo alkaa nyt nousta värähtelyenergian kasvaessa, kun taas huippukerroin voi pysähtyä tasolle tai jopa laskea hieman, koska aaltomuodosta tulee vähemmän “piikkinen” ja laajemmin kohinainen.
- Vaihe 3 - myöhäisvaiheen epäonnistuminen: vahingot ovat laajat. Signaali on kaoottinen ja korkea-amplitudinen, RMS-arvo on hyvin korkea ja crest-kerroin laskee huomattavasti - usein takaisin kohti “hyvää” aluetta - koska aaltomuoto ei enää koostu erillisistä piikeistä vaan jatkuvasta, korkeaenergisestä satunnaisesta värähtelystä.
Tämä tuottaa kriittisen tulkintasäännön: alhainen crest factor ei sinänsä ole merkki terveestä koneesta.. Jos RMS-arvo on korkea, alhainen crest-kerroin voi itse asiassa merkitä hyvin pitkälle edennyttä vikaantumisvaihetta. Tästä syystä crest-kertoimen on aina oltava trendikäs ja niitä arvioidaan yhdessä yleisen RMS-tason kanssa, ei koskaan erikseen. Epämonotoninen käyttäytyminen vian elinkaaren aikana on juuri se syy, miksi yksittäinen tilannekuva voi johtaa harhaan, mutta suuntaus ei.
4. Crest-kertoimen mittaaminen kentällä
Koska Crest Factor tarvitsee sekä todellisen huipun että saman aika-aaltomuodon RMS-arvon, se luetaan suoraan laitteesta, joka tallentaa aaltomuodon, eikä vain prosessoidusta spektristä. Kannettava kaksikanavainen analysaattori, kuten esimerkiksi Balanset-1A tallentaa kiihtyvyysajan aaltomuodon laakeripesän kohdalla koneen käydessä omissa laakereissaan, jolloin saadaan huippu- ja RMS-arvot, joista crest factor johdetaan - näin teknikko voi havaita nousevan trendin reitillä jo kauan ennen kuin vika näkyisi selkeänä äänenä spektrissä. Luvun seuranta käynti käyntikerran jälkeen osana rutiinikäyntejä. ennakoiva huolto, on paljon paljastavampi kuin mikään yksittäinen lukema.
5. Rajoitukset
Crest-tekijä on arvokas mutta tylppä, ja sen heikkouksia on kunnioitettava:
- Se ei ole diagnostinen työkalu. Korkea harjakerroin vahvistaa iskujen olemassaolon, mutta ei kerro mitään niiden lähteestä tai esiintymistiheydestä. Vian paikallistaminen vaatii lisäanalyysejä - hyödyllisimmin seuraavia asioita verhokäyräanalyysi, joka demoduloi korkeataajuiset iskut paljastaakseen erityiset mikroaaltopitoisuudet. laakerivikojen esiintymistiheys ja siten mikä elementti on vaurioitunut.
- Se on herkkä kertaluonteisille tapahtumille. Yksittäinen, ei-toistuva isku - vaikkapa trukin tönäisy koneen alustaan - voi nostaa harjakerrointa ja aiheuttaa väärän hälytyksen, jos lukemaa ei ole tarkistettu.
- Se menettää hyödyllisyytensä vian edetessä., edellä kuvatuista elinkaarisyistä: myöhäisvaiheen vikaantuessa se voi olla harhaanjohtavan alhainen.
Viisaasti käytettynä - ajan mittaan tehtyjen trendien perusteella, RMS:ää vastaan tehtyjen ristiintaulukoiden perusteella ja nousun yhteydessä tehtyjen kuorianalyysien avulla - harjakerroin on edelleen yksi kustannustehokkaimmista varhaisvaroitusparametreista kaikissa mahdollisissa varoitusjärjestelmissä. tärinänvalvonta ohjelma.
