ความเบ้ในการวิเคราะห์การสั่นสะเทือนเพื่อการตรวจจับข้อผิดพลาด

คำจำกัดความ: ภาวะลูกโด่งคืออะไร?

ความโด่ง เป็นพารามิเตอร์ทางสถิติที่อธิบายรูปร่างของการแจกแจงความน่าจะเป็น ในการวิเคราะห์การสั่นสะเทือน พารามิเตอร์นี้จะถูกนำไปใช้กับสัญญาณรูปคลื่นเวลาเพื่อวัด “ความแหลม” หรือ “ความแรงกระตุ้น” สัญญาณที่มีค่าเคอร์โทซิสสูงจะมีลักษณะเด่นคือจุดสูงสุดหรือจุดกระทบที่ชัดเจน ในขณะที่สัญญาณที่มีค่าเคอร์โทซิสต่ำจะมีลักษณะแบนราบหรือโค้งมนกว่า พารามิเตอร์นี้ให้ค่าตัวเลขเพียงค่าเดียวที่สามารถบ่งชี้ถึงการเปลี่ยนแปลงในลักษณะพื้นฐานของสัญญาณการสั่นสะเทือน แม้ว่าพลังงานโดยรวม (ค่า RMS) จะไม่เปลี่ยนแปลงอย่างมีนัยสำคัญก็ตาม

คุณค่าการวินิจฉัยโรคตาเบ้

คุณค่าหลักของความเบ้ในการตรวจติดตามสภาพคือความไวสูงต่อ ความผิดปกติในระยะเริ่มต้นแบบหุนหันพลันแล่นข้อบกพร่องทางกลหลายอย่างเริ่มต้นจากรอยแตกหรือสะเก็ดขนาดเล็ก เมื่อรอยร้าวที่เกิดขึ้นเหล่านี้สัมผัสกัน จะก่อให้เกิดแรงกระแทกความถี่สูงที่มีระยะเวลาสั้น แรงกระแทกเหล่านี้ทำให้เกิดจุดสูงสุดอย่างรวดเร็วในรูปคลื่นเวลาการสั่นสะเทือน ซึ่งจะเพิ่มค่าความเบ้อย่างมากก่อนที่รอยร้าวจะขยายใหญ่พอที่จะส่งผลกระทบต่อระดับการสั่นสะเทือน RMS โดยรวมของเครื่องจักร

ดังนั้น โด่งจึงเป็นเครื่องมือที่ยอดเยี่ยมสำหรับ:

• การตรวจจับข้อบกพร่องของตลับลูกปืนในระยะเริ่มต้น: เป็นหนึ่งในวิธีที่มีประสิทธิภาพมากที่สุดในการตรวจจับสัญญาณแรกเริ่มของการแตกของตลับลูกปืนหรือชิ้นส่วนกลิ้ง
• การตรวจจับข้อบกพร่องของฟันเฟือง: ฟันเฟืองที่แตกร้าวหรือหักจะสร้างแรงกระแทกที่ชัดเจนหนึ่งครั้งต่อการหมุน ซึ่งสามารถตรวจจับได้ง่ายจากค่าความเบ้ที่เพิ่มขึ้น
• การตรวจจับการเสียดสีหรือการกระแทกเป็นระยะๆ: เหตุการณ์ที่ไม่สม่ำเสมอและส่งผลกระทบต่อเครื่องจักรสามารถเน้นย้ำได้ด้วยการวัดนี้

การตีความค่าความเบ้

ค่าความเบ้เป็นค่าที่ปรับมาตรฐานแล้ว สำหรับการแจกแจงแบบเกาส์เซียนสมบูรณ์ (ปกติ) ซึ่งเป็นลักษณะทั่วไปของการสั่นพื้นหลังแบบสุ่มในเครื่องจักรที่มีสุขภาพดี ค่าความเบ้คือ **3.0** การเบี่ยงเบนจากค่านี้มีความสำคัญทางการวินิจฉัย:

• ความเบ้ ≈ 3.0: บ่งชี้ว่าการสั่นสะเทือนนั้นเป็นแบบสุ่มและเป็นแบบเกาส์เซียน แสดงให้เห็นถึงการทำงานปกติและมีสุขภาพดี
• ความเบ้ > 3.0: บ่งชี้ว่าสัญญาณกำลัง "แหลม" หรือ "แรงกระตุ้น" มากกว่าปกติ ค่าความโด่งที่เพิ่มขึ้นเป็นสัญญาณเตือนที่ชัดเจนของการเกิดแรงกระแทก ค่า 5, 10 หรือสูงกว่านั้นมักพบได้บ่อยเมื่อมีข้อบกพร่องของตลับลูกปืนหรือเฟืองเกียร์อย่างมีนัยสำคัญ
• ความโด่ง < 3.0: บ่งชี้ว่าสัญญาณมีความราบเรียบกว่าการกระจายแบบปกติ ซึ่งบางครั้งอาจเกิดขึ้นได้จากการเสียดสีบางประเภท หรือเมื่อสัญญาณถูกครอบงำด้วยการสั่นแบบไซน์ที่สะอาดมาก

วงจรชีวิตความเบ้ของความผิดพลาดของตลับลูกปืน

เมื่อติดตามความผิดพลาดของตลับลูกปืนตั้งแต่เริ่มต้นจนถึงความล้มเหลว ค่าเคอร์โตซิสมักจะเป็นไปตามรูปแบบที่คาดเดาได้:

1. ระยะสุขภาพดี: ค่าเบ้คงที่และใกล้ 3.0
2. ระยะความผิดพลาดเริ่มต้น: เกิดข้อบกพร่องในระดับจุลภาค เกิดแรงกระแทกที่คมชัดและชัดเจน ทำให้ค่าความเบ้เพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญ (เช่น 5.0 หรือสูงกว่า) ค่าการสั่นสะเทือน RMS โดยรวมอาจยังต่ำอยู่ นี่เป็นช่วงเวลาที่เหมาะสมที่สุดสำหรับการตรวจจับข้อบกพร่อง
3. ระยะความผิดพลาดที่พัฒนาแล้ว: เมื่อข้อบกพร่องมีขนาดใหญ่ขึ้นและแพร่กระจาย การกระทบจะถี่ขึ้นและชัดเจนน้อยลง สัญญาณจะเริ่มคล้ายกับสัญญาณรบกวนแบบสุ่มอีกครั้ง แม้ว่าจะมีระดับพลังงานที่สูงขึ้นมากก็ตาม ดังนั้น ค่าความโด่งอาจ *ลดลง* และกลับสู่ระดับ 3.0 ขณะที่ระดับการสั่นสะเทือน RMS เริ่มเพิ่มขึ้นอย่างมาก
4. ระยะล่าช้า/ล้มเหลว: ตลับลูกปืนเสียหายอย่างหนัก และการสั่นสะเทือนสูงและมักเกิดขึ้นแบบสุ่ม ค่าความเบ้ยังคงอยู่ที่ 3.0 แต่ค่า RMS อยู่ในระดับที่น่ากังวล

วงจรชีวิตนี้เน้นย้ำว่าเหตุใดความเบ้จึงมีค่ามาก “จุดที่เหมาะสมที่สุด” สำหรับการตรวจจับคือในระยะเริ่มต้นเมื่อความเบ้เพิ่มขึ้น การพึ่งพาค่า RMS เพียงอย่างเดียวจะหมายความว่าข้อบกพร่องจะไม่ถูกตรวจพบจนกว่าข้อบกพร่องนั้นจะรุนแรงขึ้นแล้ว

ข้อจำกัด

แม้จะมีประสิทธิภาพ แต่ควรใช้ค่า kertosis ควบคู่ไปกับเทคนิคอื่นๆ เช่น การวิเคราะห์สเปกตรัมและรูปคลื่น การวิเคราะห์นี้อาจมีความไวต่อแรงกระแทกแบบสุ่มที่ไม่เกี่ยวข้องกับเครื่องจักร ดังนั้นจึงเหมาะที่สุดที่จะใช้เป็นพารามิเตอร์แนวโน้ม ค่า kertosis ที่เพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่องเมื่อเวลาผ่านไปเป็นตัวบ่งชี้ที่เชื่อถือได้มากกว่าค่าที่อ่านได้สูงเพียงครั้งเดียว

← กลับสู่ดัชนีหลัก