Razumevanje faktorja vrha pri analizi vibracij

Definicija: Kaj je vršni faktor?

Vrstni faktor je brezdimenzionalno razmerje, ki zagotavlja preprosto mero "koničnosti" ali impulzivnosti vibracijskega signala. Izračuna se tako, da se amplituda vrha časovne valovne oblike deli z njeno RMS (koren povprečne kvadratne vrednosti) vrednost.

Crest faktor = amplituda vrha / efektivna vrednost

Medtem ko vrednost RMS kvantificira celotno energijo ali moč signala, faktor vrha poudarja prisotnost kratkotrajnih vplivov z visoko amplitudo, ki bi se sicer lahko izgubili v celotnem energijskem povprečju.

Zakaj je pomemben faktor vršnega vala?

Primarna uporaba faktorja vršnega toka pri spremljanju stanja je za zgodnje odkrivanje napak v kotalni ležajiZdrav ležaj proizvaja gladek, neprekinjen vibracijski signal, ki je zelo blizu čistemu sinusnemu valu. Čisti sinusni val ima faktor vršnega vala 1,414 (kvadratni koren iz 2).

Ko se na ležajnih obročih ali kotalnih elementih razvijejo mikroskopske napake (kot so odluščitve ali razpoke), vsak udarec ustvari majhen, oster skok v časovnem valu. Ti skoki imajo visoko amplitudo vrhov, vendar vsebujejo zelo malo energije, zato sprva ne povečajo bistveno celotne efektivne vrednosti. Vendar pa povzročijo dramatično povečanje faktorja vrha.

• A nizek in stabilen faktor vršnega vala (npr. pod 3) običajno pomeni, da je stroj v dobrem stanju.
• A naraščajoči faktor vrha je pogosto prvi opozorilni znak, da ležaj začenja odpovedovati, še preden je napaka vidna v FFT spektru ali slišna za človeško uho.

Življenjski cikel napake ležaja in faktor vrha

Trend faktorja vršnega gibanja sledi izrazitemu vzorcu skozi celoten življenjski cikel okvare ležaja:

1. 1. faza: Zgodnja napaka – Ko se pojavijo začetni mikroskopski udarci, se faktor vršnega toka začne znatno povečevati. Vrednost RMS ostane nizka. To je idealen čas za odkrivanje napake.
2. 2. faza: Razvoj napake – Ko se poškodba poslabša, postanejo udarci pogostejši in močnejši. Vrednost RMS se začne povečevati z naraščanjem vibracijske energije. Crest faktor se lahko ustali ali celo nekoliko zmanjša, ko signal postane manj »koničast« in na splošno bolj šumen.
3. 3. faza: Neuspeh v pozni fazi – Poškodba ležaja je zdaj obsežna. Vibracijski signal je zelo šumen in kaotičen, z visokimi amplitudami. Vrednost RMS je zelo visoka. Crest faktor znatno pade, pogosto nazaj proti »dobremu« območju, ker signalu ne prevladujejo več izraziti konice, temveč neprekinjene, visokoenergijske naključne vibracije.

To je kritična točka: Nizek faktor vršnih vrednosti ni vedno pokazatelj zdravega stroja.Če je vrednost RMS visoka, lahko nizek faktor vrha kaže na zelo napredovalo stopnjo okvare. Zato je treba faktor vrha vedno spremljati in ocenjevati skupaj s skupno vrednostjo RMS.

Omejitve

Čeprav je uporaben, ima faktor vrha omejitve:

• Ni dobro diagnostično orodje. Visok faktor vršnega toka kaže na prisotnost vplivov, vendar ne razkriva vira ali pogostosti teh vplivov. Nadaljnja analiza z uporabo tehnik, kot so Analiza ovojnice je potrebno za popolno diagnozo.
• Občutljiv je na enkratne dogodke. En sam, neponavljajoč se sunek (kot je trk viličarja v podnožje stroja) lahko povzroči začasno povečanje faktorja vršnega vala, kar lahko povzroči lažni alarm, če se ne preišče pravilno.
• Z napredovanjem napake postane manj uporaben, kot je opisano v zgornjem življenjskem ciklu.

← Nazaj na glavno kazalo