Razumijevanje faktora vršnog napona u analizi vibracija

Definicija: Što je vršni faktor?

Crest faktor je bezdimenzijski omjer koji pruža jednostavnu mjeru "šiljatosti" ili impulzivnosti vibracijskog signala. Izračunava se dijeljenjem vršne amplitude vremenskog valnog oblika s njegovim RMS (srednja kvadratna vrijednost) vrijednost.

Crest faktor = Vršna amplituda / RMS vrijednost

Dok RMS vrijednost kvantificira ukupnu energiju ili snagu signala, Crest faktor ističe prisutnost kratkotrajnih utjecaja velike amplitude koji bi se inače mogli izgubiti u ukupnom prosjeku energije.

Zašto je faktor vršnog signala važan?

Primarna upotreba faktora vršnog signala u praćenju stanja je za rano otkrivanje kvarova u kotrljajući ležajeviIspravan ležaj proizvodi gladak, kontinuiran vibracijski signal, koji je vrlo blizak čistom sinusnom valu. Čisti sinusni val ima faktor vršnog nagiba od 1,414 (kvadratni korijen iz 2).

Kako se mikroskopski nedostaci (poput odlomaka ili pukotina) razvijaju na ležajnim prstenovima ili kotrljajućim elementima, svaki udar generira mali, oštar skok u vremenskom valu. Ti skokovi imaju visoku amplitudu vrha, ali sadrže vrlo malo energije, tako da u početku značajno ne povećavaju ukupnu RMS vrijednost. Međutim, uzrokuju dramatičan porast faktora vršnog napona.

• A nizak i stabilan faktor vrha (npr. ispod 3) obično označava stroj u dobrom stanju.
• A rastući faktor vrha često je prvi znak upozorenja da ležaj počinje otkazivati, čak i prije nego što je kvar vidljiv u FFT spektru ili čujan ljudskom uhu.

Životni ciklus kvara ležaja i faktor vrha

Trend faktora vršnog napona prati određeni obrazac tijekom životnog ciklusa ležaja u slučaju kvara:

1. Faza 1: Rani kvar – Kako se pojavljuju početni mikroskopski udarci, faktor vrha počinje značajno rasti. Vrijednost RMS ostaje niska. Ovo je idealno vrijeme za otkrivanje kvara.
2. Faza 2: Razvoj kvara – Kako se oštećenje pogoršava, udarci postaju sve češći i jači. RMS vrijednost počinje rasti kako raste energija vibracije. Crest faktor može dostići plato ili čak početi lagano opadati kako signal postaje manje „šiljast“ i općenito više šuman.
3. Faza 3: Neuspjeh u kasnoj fazi – Oštećenje ležaja je sada opsežno. Signal vibracija je vrlo bučan i kaotičan, s visokim amplitudama. RMS vrijednost je vrlo visoka. Crest faktor značajno pada, često natrag prema "dobrom" rasponu, jer signalom više ne dominiraju izraziti šiljci, već kontinuirane, visokoenergetske nasumične vibracije.

Ovo je kritična točka: Nizak faktor vršnog signala nije uvijek pokazatelj ispravnog stroja.Ako je RMS vrijednost visoka, nizak Crest Factor može ukazivati na vrlo uznapredovali stadij kvara. Stoga, Crest Factor uvijek treba pratiti i procjenjivati zajedno s ukupnom RMS vrijednošću.

Ograničenja

Iako koristan, Crest faktor ima ograničenja:

• Nije dobar dijagnostički alat. Visoki faktor vršnog nagiba ukazuje na prisutnost utjecaja, ali ne otkriva izvor ili učestalost tih utjecaja. Daljnja analiza korištenjem tehnika poput Analiza omotnice potrebno je za potpunu dijagnozu.
• Osjetljiv je na jednokratne događaje. Jedan, neponavljajući udar (poput udara viličara u podnožje stroja) može uzrokovati privremeni porast faktora vršnog napona, što dovodi do lažnog alarma ako se ne istraži pravilno.
• Postaje manje koristan kako kvar napreduje, kao što je opisano u gore navedenom životnom ciklusu.

← Natrag na glavni indeks