Ақауды анықтауға арналған вибрациялық талдаудағы куртозис
Kurtosis ықтималдықтар таралуының пішінін сипаттайтын статистикалық параметр болып табылады. Мынада vibration analysis ол мынаға қолданылады time waveform оның “шыңдылығын” немесе импульстік сипатын өлшеу үшін. Жоғары куртозисті сигнал өткір, айқын шыңдармен немесе соқтығысулармен сипатталады, ал төмен куртозисті сигнал тегіс және дөңгелек болып келеді. Куртозистің практикалық маңызы — вибрация сигналының жалпы энергиясы — яғни RMS мәні — әлі айтарлықтай өзгермеген кезде де сигнал сипатының өзгергенін тіркей алатын бір санға осы ерекшелікті шоғырландыруы.
1. Санның артындағы статистика
Куртозис — сигнал амплитудасы таралуының нормаланған төртінші статистикалық моменті. Орташадан әрбір ауытқу орташалауға дейін төртінші дәрежеге шығарылатындықтан, сирек кездесетін үлкен асулар — дәл қысқа соқтығысу тудыратын тектес — тек екінші дәрежені қолданатын СКО есебіне қарағанда нәтижеге әлдеқайда күшті ықпал етеді. Шектік мәндерге осындай математикалық екпін қою куртозисті сигналдың ішінде жасырынған қысқа, өткір өтпелі процестерді сезінуге мейлінше сезімтал етеді. Шын мәнінде ол СКО-дан өзгеше сұрақ қояды: “қанша энергия бар?” деген емес, “сигнал қаншалықты өткір?” деген.
2. Куртозистің диагностикалық мәні
Куртозистің негізгі мәні техникалық жай-күйді бақылау — оның жоғары сезімталдығы бастапқы кезеңдегі импульстік ақаулықтарға. Көптеген механикалық ақаулықтар микроскопиялық жарықтар немесе қабыршықтану түрінде басталады. Бұл дамып келе жатқан ақаулықтар байланыс жасаған кезде қысқа мерзімді, жоғары жиілікті соқтығысулар туындайды. Аталған соқтығысулар тербелістің уақыттық сигналында өткір шыңдар тудырады және куртозис мәнін күрт жоғарылатады — ақаулық машинаның жалпы RMS деңгейіне әсер ете алатындай дамудан анағұрлым бұрын.
Сондықтан куртозис мынандай жағдайлар үшін тамаша құрал болып табылады:
- Подшипникінің ерте ақаулықты анықталуы: бұл — алғашқы белгілерді анықтаудың ең тиімді әдістерінің бірі spalling мойынтіректің жүгіру жолында немесе домалау денесінде, және толықтырады конвертті анализы in мойынтірек диагностикасын.
- Тісті дөңгелек тісінің ақаулығын анықтау: жарықшақты немесе сынған тіс әр айналымда айқын соқтығысу тудырады, оны куртозис мәнінің өсуі оңай анықтайды — бұл тексеру үшін пайдалы өзара бақылау әдісі gear defects.
- Кезектен тыс үйкелістер немесе соқтығысуларды анықтау: машина ішіндегі кез келген біркелкі емес, соқтығысу сипатындағы оқиға, мысалы rubbing or механикалық ыршыл, осы өлшем арқылы анықталады.
3. Куртозис мәндерін түсіндіру
Куртозис — нормаланған шама. Таза Гауссиандық (қалыпты) таралу үшін — дені сау машинадағы кездейсоқ фондық тербелістің үлгісі — куртозис мәні 3.0. Бұл шамадан ауытқулар диагностикалық тұрғыдан маңызды болып табылады:
- Куртозис ≈ 3,0: тербеліс кездейсоқ және Гауссиандық сипатта, бұл қалыпты, дені сау жұмыс режимін білдіреді.
- Куртозис > 3,0: сигнал қалыпты жағдайдан гөрі өткір немесе импульстік сипатқа ие болады. Өсіп жатқан мән соққылардың дамып жатқанының анық ескертуі болып табылады; подшипник немесе беріліс механизмінде маңызды ақаулар болған кезде 5, 10 немесе одан жоғары мәндер жиі кездеседі.
- Kurtosis < 3.0: сигнал қалыпты таралуға қарағанда тегіс болады. Бұл белгілі бір үйкеліс түрлерінде немесе сигнал таза синусоидалық тербелісте, мысалы таза unbalance.
Кейбір аспаптар артық куртозисмәнін есептейтінін атап өту керек, ол 3.0-ді азайтады, сондықтан дені сау Гаусс сигналы 3.0 емес, 0 деп оқылады. Түсіндіру бірдей; тек анықтамалық нүкте ауысады. Куртозис crest factorмен тығыз байланысты, ол шыңды RMS-пен салыстырады және бірдей импульстік оқиғаларға сәл өзгеше бұрыштан жауап береді.
4. Подшипник ақауының куртозис өміршеңдік циклі
Подшипник ақауын пайда болғаннан бастап істен шығуға дейін бақылаған кезде куртозис мәні көбінесе болжамды — және алғашында интуицияға қарама-қайшы — үлгіге сәйкес өзгереді:
- Healthy stage: куртозис тұрақты және 3.0-ге жақын.
- Ақаудың бастапқы кезеңі: микроскопиялық ақау пайда болады. Өткір, айқын соққылар генерацияланады, бұл куртозистің айтарлықтай өсуіне (мысалы, 5.0 немесе одан жоғары) әкеледі. Жалпы RMS тербеліс деңгейі әлі де төмен болуы мүмкін. Ақауды анықтаудың ең қолайлы уақыты осы кезең.
- Ақаудың дамыған кезеңі: ақау өсіп жайылған сайын, соққылар жиілеп, айқындығы азаяды. Сигнал энергия деңгейі айтарлықтай жоғары болса да қайтадан кездейсоқ шуға ұқсай бастайды. Нәтижесінде куртозис мәні decrease RMS деңгейі күрт өсе бастаса да, 3.0-ге қарай оралуы мүмкін.
- Кеш / істен шығу кезеңі: подшипник ауыр зақымданған, тербеліс жоғары және негізінен кездейсоқ. Куртозис 3.0-ге жақын, бірақ RMS мәні қазір дабыл аймағында.
Бұл өміршеңдік цикл куртозистің неліктен соншалықты бағалы екенін дәл түсіндіреді. Анықтаудың “ең тиімді кезеңі” — куртозис өскен бастапқы кезең; тек RMS-ке сүйену ақаудың айтарлықтай маңызды болғанға дейін анықталмай қалуына әкелер еді. Монотонды емес мінез-құлық та ескертуге тұрарлық: 3.0-ге оралған куртозис оқылымы өздігінен подшипниктің дені сау екенін дәлелдемейді — оны RMS трендімен қатар талдау қажет.
5. Далалық жағдайда куртозисті өлшеу
Куртозис таза, жақсы іріктелген уақыттық сигналдан тікелей есептеледі, бұл оны инженер нысанда жасайтын жұмыстың табиғи серігіне айналдырады. Жылжымалы анализатор, мысалы Балансет-1А тербелістің уақыттық толқын пішінін түсіреді және spectrum өз мойынтіректерінде жұмыс істейтін машинадан алынады, сондықтан расталған unbalance түзетіледі field balancing бірдей деректер жиынтығы арқылы мойынтірек немесе беріліс импульстік сигнатураларын анықтауға болады — оларды куртоз бетіне шығарады. Бұл мәнді мерзімді өлшемдер бойынша бақылау бір реттік оқуды early-warning indicator.
6. Limitations
Куртоз өте қуатты болғанымен, оны spectrum және толқын пішінін талдаумен бірге қолдану керек. Ол машинаға байланысты емес кездейсоқ соққыларға сезімтал болуы мүмкін, сондықтан оны trending салыстырмалы параметр ретінде қарастырған жөн, абсолютті шек ретінде емес. Куртоздың уақыт өте келе тұрақты өсуі жеке жоғары оқуға қарағанда әлдеқайда сенімді көрсеткіш болып табылады; спектрден дереккөзді растау бөтен соққыны дамып келе жатқан ақаумен шатастырып алудың алдын алады.
