Ekscesas vibracijos analizėje gedimų aptikimui

Apibrėžimas: Kas yra kurtozė?

Kurtosis yra statistinis parametras, apibūdinantis tikimybių skirstinio formą. Vibracijos analizėje jis taikomas laiko bangos formos signalui, siekiant išmatuoti jo „pikumą“ arba „impulsyvumą“. Didelės eksceso vertės signalui būdingi ryškūs, aiškūs pikai arba smūgiai, o mažos eksceso vertės signalas yra plokštesnis arba labiau apvalus. Jis pateikia vieną skaitinę vertę, kuri gali rodyti vibracijos signalo pagrindinio pobūdžio pokytį, net jei bendra energija (RMS vertė) reikšmingai nepasikeitė.

Kurtozės diagnostinė vertė

Pagrindinė eksceso vertė būklės stebėjime yra jos didelis jautrumas ankstyvos stadijos, impulsyvūs gedimaiDaugelis mechaninių defektų prasideda kaip mikroskopiniai įtrūkimai arba atplaišos. Šiems besivystantiems lūžiams liečiantis, jie sukelia trumpalaikius, aukšto dažnio smūgius. Šie smūgiai sukelia staigius vibracijos laiko bangos formos pikas, kurie smarkiai padidina eksceso vertę gerokai anksčiau, nei lūžis tampa pakankamai didelis, kad paveiktų bendrą mašinos RMS vibracijos lygį.

Todėl kurtosis yra puikus įrankis:

• Ankstyvas guolių gedimų aptikimas: Tai vienas efektyviausių metodų, leidžiančių aptikti pirmuosius guolio žiedo ar riedėjimo elemento išskilimo požymius.
• Krumpliaračio dantų gedimų aptikimas: Įtrūkęs arba nulūžęs krumpliaračio dantis sukels ryškų smūgį kartą per apsisukimą, kurį lengvai galima aptikti pagal didėjančią eksceso vertę.
• Protarpinių trynimų ar smūgių aptikimas: Šiuo matavimu galima paryškinti bet kokį netolygų, smūginį įvykį mašinoje.

Kurtozės verčių interpretavimas

Kurtozė yra normalizuota vertė. Idealaus Gauso (normalaus) skirstinio, kuris būdingas atsitiktinei foninei vibracijai sveikoje mašinoje, kurtozės vertė yra **3,0**. Nukrypimai nuo šios vertės yra diagnostiškai reikšmingi:

• Ekscesas ≈ 3,0: Rodo, kad vibracija yra atsitiktinė ir Gauso tipo, o tai rodo normalų, sveiką veikimą.
• Ekscesas > 3,0: Rodo, kad signalas tampa labiau „pikinis“ arba impulsyvus nei įprastai. Didėjanti eksceso vertė yra aiškus įspėjamasis ženklas apie besiformuojančius smūgius. 5, 10 ar net didesnės vertės yra įprastos, kai yra didelių guolių ar krumpliaračių defektų.
• Kurtosis < 3.0: Rodo, kad signalas yra plokštesnis nei normalusis skirstinys. Tai kartais gali nutikti esant tam tikriems trinties tipams arba kai signale vyrauja labai švari, sinusoidinė vibracija.

Guolio gedimo kurtozės gyvavimo ciklas

Sekant guolio gedimą nuo atsiradimo iki gedimo, eksceso vertė dažnai atitinka nuspėjamą modelį:

1. Sveikas etapas: Kurtozė yra stabili ir artima 3,0.
2. Ankstyvasis gedimo etapas: Susidaro mikroskopinis defektas. Sukeliami ryškūs, aiškūs smūgiai, dėl kurių ekscesas žymiai padidėja (pvz., iki 5,0 ar daugiau). Bendra RMS vibracija vis dar gali būti maža. Tai idealus laikas aptikti defektą.
3. Išvystytas gedimų etapas: Defektui didėjant ir plintant, smūgiai tampa dažnesni ir mažiau ryškūs. Signalas vėl pradeda panašėti į atsitiktinį triukšmą, nors ir daug aukštesniu energijos lygiu. Dėl to eksceso vertė gali *sumažėti* ir grįžti prie 3,0, o RMS vibracijos lygis dabar pradeda smarkiai didėti.
4. Vėlyvas / nesėkmės etapas: Guolis yra labai pažeistas, o vibracija didelė ir dažnai atsitiktinė. Ekscesas išlieka artimas 3,0, tačiau RMS vertė dabar kelia nerimą.

Šis gyvavimo ciklas pabrėžia, kodėl ekscesas yra toks vertingas. Aptikimo „aukso taškas“ yra ankstyvosiose stadijose, kai ekscesas didėja. Pasikliauti vien tik RMS reikštų, kad gedimas neaptinkamas, kol jis netampa reikšmingas.

Apribojimai

Nors eksceso teorija yra veiksminga, ją reikėtų naudoti kartu su kitais metodais, tokiais kaip spektro ir bangos formos analizė. Ji gali būti jautri atsitiktiniams, su įrenginiais nesusijusiems smūgiams, todėl geriausia ją naudoti kaip tendencijos parametrą. Nuolatinis eksceso didėjimas laikui bėgant yra daug patikimesnis rodiklis nei vienas didelis rodmuo.

← Atgal į pagrindinį rodyklę