Compreendendo o fator de crista na análise de vibração

Definição: O que é Fator de Crista?

Fator de crista é uma razão adimensional que fornece uma medida simples da "pontiaguda" ou impulsividade de um sinal de vibração. É calculada dividindo-se a amplitude de pico de uma forma de onda temporal por sua RMS (Raiz Quadrática Média) valor.

Fator de crista = Amplitude de pico / Valor RMS

Enquanto o valor RMS quantifica a energia ou potência geral do sinal, o Fator de Crista destaca a presença de impactos de curta duração e alta amplitude que, de outra forma, poderiam ser perdidos na média geral de energia.

Por que o fator Crest é importante?

O uso principal do Crest Factor no monitoramento de condições é para a detecção precoce de falhas em rolamentos de elementos rolantesUm rolamento saudável produz um sinal de vibração suave e contínuo, muito próximo de uma onda senoidal pura. Uma onda senoidal pura tem um Fator de Crista de 1,414 (a raiz quadrada de 2).

À medida que defeitos microscópicos (como lascas ou rachaduras) se desenvolvem nas pistas dos rolamentos ou nos elementos rolantes, cada impacto gera um pequeno pico agudo na forma de onda temporal. Esses picos têm uma amplitude de pico alta, mas contêm muito pouca energia, portanto, não aumentam significativamente o valor RMS geral a princípio. No entanto, causam um aumento drástico no Fator de Crista.

• A Fator de Crista baixo e estável (por exemplo, abaixo de 3) normalmente indica uma máquina em boas condições.
• A Fator de Crista crescente é frequentemente o primeiro sinal de alerta de que um rolamento está começando a falhar, mesmo antes que a falha seja visível no espectro FFT ou audível ao ouvido humano.

O ciclo de vida de uma falha de rolamento e o fator de crista

A tendência do Fator de Crista segue um padrão distinto ao longo do ciclo de vida de falha de um rolamento:

1. Estágio 1: Falha Precoce – À medida que ocorrem os impactos microscópicos iniciais, o Fator de Crista começa a aumentar significativamente. O valor RMS permanece baixo. Este é o momento ideal para detectar a falha.
2. Estágio 2: Desenvolvimento de falha – À medida que o dano piora, os impactos se tornam mais frequentes e fortes. O valor RMS começa a aumentar à medida que a energia vibracional aumenta. O Fator de Crista pode estabilizar ou até mesmo começar a diminuir ligeiramente à medida que o sinal se torna menos "pontiagudo" e mais ruidoso em geral.
3. Estágio 3: Falha em estágio avançado – Os danos no rolamento agora são extensos. O sinal de vibração é muito ruidoso e caótico, com altas amplitudes. O valor RMS é muito alto. O Fator de Crista cai significativamente, frequentemente retornando à faixa "boa", porque o sinal não é mais dominado por picos distintos, mas por vibração aleatória contínua e de alta energia.

Este é um ponto crítico: um fator de crista baixo nem sempre é um indicador de uma máquina saudávelSe o valor RMS for alto, um Fator de Crista baixo pode indicar um estágio muito avançado de falha. Portanto, o Fator de Crista deve sempre ser analisado e avaliado em conjunto com o valor RMS geral.

Limitações

Embora útil, o Crest Factor tem limitações:

• Não é uma boa ferramenta de diagnóstico. Um Fator de Crista alto indica a presença de impactos, mas não revela a origem ou a frequência desses impactos. Análises mais aprofundadas usando técnicas como Análise de Envelope é necessário para um diagnóstico completo.
• É sensível a eventos pontuais. Um único choque não recorrente (como uma empilhadeira batendo na base da máquina) pode causar um pico temporário no Fator de Crista, levando a um alarme falso se não for devidamente investigado.
• Ele se torna menos útil à medida que uma falha progride, conforme descrito no ciclo de vida acima.

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