Pochopenie faktora výkyvu v analýze vibrácií

Definícia: Čo je to faktor výkyvu?

Výkyvný faktor je bezrozmerný pomer, ktorý poskytuje jednoduchú mieru „hrotnatosti“ alebo impulzívnosti vibračného signálu. Vypočíta sa vydelením vrcholovej amplitúdy časového priebehu jeho RMS (stredná kvadratická hodnota) hodnota.

Crest faktor = Špičková amplitúda / RMS hodnota

Zatiaľ čo hodnota RMS kvantifikuje celkovú energiu alebo výkon signálu, faktor výkyvu zdôrazňuje prítomnosť krátkodobých vplyvov s vysokou amplitúdou, ktoré by sa inak mohli stratiť v celkovom energetickom priemere.

Prečo je faktor výkyvu dôležitý?

Primárne použitie faktora výkyvu v monitorovaní stavu je na včasnú detekciu porúch v valivé ložiskáZdravé ložisko vytvára hladký, nepretržitý vibračný signál, ktorý sa veľmi blíži čistej sínusovej vlne. Čistá sínusová vlna má činiteľ výkyvu 1,414 (druhá odmocnina z 2).

Keď sa na ložiskových drážkach alebo valivých telesách vyvíjajú mikroskopické defekty (ako sú odlupovanie alebo praskliny), každý náraz generuje malý, ostrý hrot v časovom priebehu. Tieto hroty majú vysokú amplitúdu píku, ale obsahujú veľmi málo energie, takže spočiatku významne nezvyšujú celkovú hodnotu RMS. Spôsobujú však dramatický nárast faktora výkyvu.

• A nízky a stabilný faktor výkyvu (napr. pod 3) zvyčajne označuje stroj v dobrom stave.
• A rastúci faktor výkyvu je často úplne prvým varovným signálom, že ložisko začína zlyhávať, a to ešte predtým, ako je porucha viditeľná v spektre FFT alebo počuteľná ľudským uchom.

Životný cyklus poruchy ložiska a faktor výkyvu

Trend faktora výkyvu sleduje počas celého životného cyklu poruchy ložiska zreteľný vzorec:

1. Fáza 1: Skorá chyba – Keď sa objavia počiatočné mikroskopické nárazy, faktor výkyvu začne výrazne stúpať. Hodnota RMS zostáva nízka. Toto je ideálny čas na detekciu poruchy.
2. Fáza 2: Rozvíjanie chyby – S narastajúcim poškodením sa nárazy stávajú častejšími a silnejšími. Hodnota RMS sa začína zvyšovať so zvyšujúcou sa vibračnou energiou. Crest faktor sa môže stagnovať alebo dokonca začať mierne klesať, keďže signál sa stáva menej „špičatým“ a vo všeobecnosti viac zašumený.
3. 3. štádium: Zlyhanie v neskorom štádiu – Poškodenie ložiska je teraz rozsiahle. Vibračný signál je veľmi hlučný a chaotický s vysokými amplitúdami. Hodnota RMS je veľmi vysoká. Faktor výkyvu výrazne klesá, často späť do „dobrého“ rozsahu, pretože signálu už nedominujú zreteľné hroty, ale kontinuálne, vysokoenergetické náhodné vibrácie.

Toto je kritický bod: Nízky faktor výkyvu nie je vždy ukazovateľom zdravého stroja.Ak je hodnota RMS vysoká, nízky faktor výkyvu môže naznačovať veľmi pokročilé štádium poruchy. Preto by sa faktor výkyvu mal vždy sledovať a vyhodnocovať v spojení s celkovou hodnotou RMS.

Obmedzenia

Aj keď je užitočný, Crest Factor má svoje obmedzenia:

• Nie je to dobrý diagnostický nástroj. Vysoký faktor výkyvu naznačuje prítomnosť vplyvov, ale neodhaľuje zdroj ani frekvenciu týchto vplyvov. Ďalšia analýza pomocou techník ako Analýza obálky je potrebný pre úplnú diagnózu.
• Je citlivý na jednorazové udalosti. Jediný, neopakujúci sa náraz (napríklad náraz vysokozdvižného vozíka do základne stroja) môže spôsobiť dočasný nárast faktora výkyvu, čo, ak sa riadne neprešetrí, vedie k falošnému poplachu.
• S postupujúcou chybou sa stáva menej užitočným, ako je opísané vo vyššie uvedenom životnom cykle.

← Späť na hlavný index