진동 분석에서 크레스트 팩터 이해

정의: 크레스트 팩터란 무엇인가?

크레스트 팩터 진동 신호의 "스파이크성" 또는 충격성을 간단히 측정하는 무차원 비율입니다. 시간 파형의 피크 진폭을 RMS(제곱 평균 제곱근) 값.

크레스트 팩터 = 피크 진폭 / RMS 값

RMS 값이 신호의 전체 에너지나 전력을 정량화하는 반면, 크레스트 팩터는 전체 에너지 평균에서 간과될 수 있는 짧은 지속 시간과 높은 진폭의 충격의 존재를 강조합니다.

크레스트 팩터가 중요한 이유는 무엇입니까?

상태 모니터링에서 Crest Factor의 주요 용도는 결함을 조기에 감지하는 것입니다. 롤링 베어링. 정상적인 베어링은 순수 사인파에 매우 가까운 부드럽고 연속적인 진동 신호를 생성합니다. 순수 사인파의 파고율은 1.414(2의 제곱근)입니다.

베어링 레이스나 구름 요소에 미세한 결함(스폴이나 균열 등)이 발생하면, 각 충격은 시간 파형에 작고 날카로운 스파이크를 생성합니다. 이러한 스파이크는 높은 피크 진폭을 갖지만 에너지가 매우 적어 처음에는 전체 RMS 값을 크게 증가시키지 않습니다. 그러나 파고율(Crest Factor)을 크게 증가시킵니다.

• A 낮고 안정적인 크레스트 팩터 (예: 3 미만)은 일반적으로 기계 상태가 양호함을 나타냅니다.
• A 크레스트 팩터 상승 결함이 FFT 스펙트럼에서 눈에 띄거나 인간의 귀로 들리기 전에도 베어링이 고장나기 시작했다는 첫 번째 경고 신호인 경우가 많습니다.

베어링 결함의 수명 주기 및 크레스트 팩터

크레스트 팩터 추세는 베어링의 고장 수명 주기 전반에 걸쳐 뚜렷한 패턴을 따릅니다.

1. 1단계: 초기 단층 – 초기 미세 충격이 발생하면서 파고율이 크게 상승하기 시작합니다. RMS 값은 낮은 상태를 유지합니다. 이때가 결함을 감지하기에 가장 이상적인 시점입니다.
2. 2단계: 결함 발생 – 손상이 심해질수록 충격은 더 빈번하고 강해집니다. 진동 에너지가 증가함에 따라 RMS 값이 증가하기 시작합니다. 신호가 덜 "뾰족해지고" 전반적으로 잡음이 심해짐에 따라 크레스트 팩터는 정체되거나 심지어 약간 감소하기 시작할 수 있습니다.
3. 3단계: 후기 실패 – 베어링 손상이 이제 심각합니다. 진동 신호는 매우 잡음이 많고 혼란스러우며 진폭이 높습니다. RMS 값은 매우 높습니다. 신호가 더 이상 뚜렷한 스파이크가 아니라 연속적이고 고에너지의 무작위 진동으로 지배되기 때문에 파고율이 크게 떨어지고 종종 "양호" 범위로 돌아갑니다.

이것은 중요한 점입니다. 낮은 크레스트 팩터가 항상 기계의 건강 상태를 나타내는 것은 아닙니다.RMS 값이 높은 경우, 낮은 파고율은 고장이 매우 진행된 단계를 나타낼 수 있습니다. 따라서 파고율은 항상 전체 RMS 값과 함께 추세를 분석하고 평가해야 합니다.

제한 사항

Crest Factor는 유용하지만 다음과 같은 한계가 있습니다.

• 좋은 진단 도구는 아닙니다. 높은 크레스트 팩터는 충격의 존재를 나타내지만, 그 충격의 원인이나 빈도를 나타내지는 않습니다. 다음과 같은 기법을 사용한 추가 분석은 봉투 분석 완전한 진단을 위해서는 필요합니다.
• 일회성 사건에 민감합니다. 반복되지 않는 단일 충격(예: 지게차가 기계 바닥에 부딪히는 경우)만으로도 크레스트 팩터가 일시적으로 급등할 수 있으며, 이를 제대로 조사하지 않으면 오경보가 발생할 수 있습니다.
• 위의 수명 주기에서 설명한 대로 오류가 진행됨에 따라 유용성이 떨어집니다.

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