Kurtosis dalam Analisis Getaran untuk Deteksi Kesalahan

Definisi: Apa itu Kurtosis?

Kurtosis adalah parameter statistik yang menggambarkan bentuk distribusi probabilitas. Dalam analisis getaran, parameter ini diterapkan pada sinyal bentuk gelombang waktu untuk mengukur "kepuncak" atau "impulsifnya". Sinyal dengan kurtosis tinggi ditandai dengan puncak atau impak yang tajam dan jelas, sementara sinyal dengan kurtosis rendah lebih datar atau lebih membulat. Ini memberikan nilai numerik tunggal yang dapat menunjukkan perubahan karakter dasar sinyal getaran, meskipun energi keseluruhan (nilai RMS) tidak berubah secara signifikan.

Nilai Diagnostik Kurtosis

Nilai utama kurtosis dalam pemantauan kondisi adalah sensitivitasnya yang tinggi terhadap kesalahan impulsif tahap awalBanyak cacat mekanis bermula dari retakan atau serpihan mikroskopis. Saat patahan yang berkembang ini bersentuhan, benturan berdurasi pendek dan berfrekuensi tinggi pun terjadi. Benturan ini menyebabkan puncak tajam dalam bentuk gelombang waktu getaran, yang secara drastis meningkatkan nilai kurtosis jauh sebelum patahan tersebut membesar dan memengaruhi tingkat getaran RMS mesin secara keseluruhan.

Oleh karena itu Kurtosis adalah alat yang sangat baik untuk:

• Deteksi Kerusakan Bearing Dini: Ini adalah salah satu metode yang paling efektif untuk mendeteksi tanda-tanda pertama keretakan pada lintasan bantalan atau elemen gelinding.
• Deteksi Kesalahan Gigi Roda Gigi: Gigi roda gigi yang retak atau patah akan menghasilkan dampak yang nyata sekali setiap putaran, yang mudah dideteksi berdasarkan nilai kurtosis yang meningkat.
• Mendeteksi Gesekan atau Benturan Intermiten: Setiap kejadian yang tidak seragam dan berdampak dalam suatu mesin dapat disorot oleh pengukuran ini.

Menafsirkan Nilai Kurtosis

Kurtosis adalah nilai yang dinormalisasi. Untuk distribusi Gaussian (normal) yang sempurna, yang merupakan ciri khas getaran latar belakang acak pada mesin yang sehat, nilai kurtosisnya adalah **3,0**. Deviasi dari nilai ini signifikan secara diagnostik:

• Kurtosis ≈ 3.0: Menunjukkan getarannya acak dan Gaussian, menunjukkan operasi normal dan sehat.
• Kurtosis > 3.0: Menunjukkan bahwa sinyal menjadi lebih "berpuncak" atau impulsif daripada biasanya. Nilai kurtosis yang meningkat merupakan tanda peringatan yang jelas akan adanya benturan. Nilai 5, 10, atau bahkan lebih tinggi umum terjadi ketika terdapat kerusakan bantalan atau roda gigi yang signifikan.
• Kurtosis < 3.0: Menunjukkan bahwa sinyal lebih datar daripada distribusi normal. Hal ini terkadang dapat terjadi pada jenis gesekan tertentu atau ketika sinyal didominasi oleh getaran sinusoidal yang sangat bersih.

Siklus Kurtosis pada Kesalahan Bearing

Saat melacak kerusakan bantalan dari awal hingga kegagalan, nilai kurtosis sering mengikuti pola yang dapat diprediksi:

1. Tahap Sehat: Kurtosis stabil dan mendekati 3,0.
2. Tahap Kesalahan Awal: Cacat mikroskopis terbentuk. Benturan tajam dan jelas dihasilkan, menyebabkan kurtosis meningkat secara signifikan (misalnya, menjadi 5,0 atau lebih tinggi). Getaran RMS keseluruhan mungkin masih rendah. Ini adalah waktu yang ideal untuk mendeteksi kerusakan.
3. Tahap Kesalahan yang Berkembang: Seiring kerusakan membesar dan menyebar, dampaknya menjadi lebih sering dan kurang jelas. Sinyal mulai menyerupai derau acak lagi, meskipun pada tingkat energi yang jauh lebih tinggi. Akibatnya, nilai kurtosis mungkin *menurun* dan kembali mendekati 3,0, sementara tingkat getaran RMS kini mulai meningkat drastis.
4. Tahap Akhir/Kegagalan: Bantalannya rusak parah, dan getarannya tinggi dan seringkali acak. Kurtosisnya tetap mendekati 3,0, tetapi nilai RMS-nya sekarang dalam kondisi darurat.

Siklus hidup ini menyoroti mengapa kurtosis sangat berharga. "Titik manis" untuk deteksi adalah pada tahap awal ketika kurtosis meningkat. Mengandalkan RMS saja berarti kesalahan tidak terdeteksi hingga menjadi signifikan.

Keterbatasan

Meskipun ampuh, kurtosis sebaiknya digunakan bersama teknik lain seperti analisis spektrum dan bentuk gelombang. Teknik ini sensitif terhadap guncangan acak yang tidak terkait mesin, sehingga paling baik digunakan sebagai parameter tren. Kenaikan kurtosis yang konsisten dari waktu ke waktu merupakan indikator yang jauh lebih andal daripada satu pembacaan tinggi.

← Kembali ke Indeks Utama