Ексцес у вібраційному аналізі для виявлення несправностей

Визначення: Що таке куртоз?

Ексцес – це статистичний параметр, який описує форму розподілу ймовірностей. У вібраційному аналізі він застосовується до сигналу часової форми хвилі для вимірювання його «піковистості» або «імпульсивності». Сигнал з високим ексцесом характеризується різкими, чіткими піками або ударами, тоді як сигнал з низьким ексцесом є більш пологим або округлим. Він забезпечує єдине числове значення, яке може вказувати на зміну основного характеру вібраційного сигналу, навіть якщо загальна енергія (середньоквадратичне значення) суттєво не змінилася.

Діагностичне значення ексцесу

Основне значення ексцесу в моніторингу стану полягає в його високій чутливості до імпульсивні розлади на ранній стадіїБагато механічних дефектів починаються як мікроскопічні тріщини або відколи. Коли ці дефекти, що розвиваються, стикаються, вони генерують короткочасні високочастотні удари. Ці удари викликають різкі піки у формі хвилі вібрації, що різко збільшує значення ексцесу задовго до того, як дефект стає достатньо великим, щоб вплинути на загальний середньоквадратичний рівень вібрації машини.

Таким чином, ексцес є чудовим інструментом для:

• Раннє виявлення несправностей підшипників: Це один з найефективніших методів виявлення перших ознак відколу на кільці підшипника або тілі кочення.
• Виявлення несправностей зубців шестерні: Тріснутий або зламаний зуб шестерні створюватиме чіткий удар один раз за оберт, що легко виявляється за зростаючим значенням ексцесу.
• Виявлення періодичних тертя або ударів: Будь-яку неоднорідну, ударну подію в машині можна виявити за допомогою цього вимірювання.

Інтерпретація значень ексцесу

Ексцес – це нормалізоване значення. Для ідеального гауссового (нормального) розподілу, який типовий для випадкової фонової вібрації у справній машині, значення ексцесу становить **3,0**. Відхилення від цього значення є діагностично значущими:

• Ексцес ≈ 3,0: Вказує на те, що вібрація є випадковою та гаусовою, що свідчить про нормальну, справну роботу.
• Ексцес > 3.0: Вказує на те, що сигнал стає більш «піковим» або імпульсивним, ніж зазвичай. Зростаюче значення ексцесу є чіткою ознакою розвитку ударів. Значення 5, 10 або навіть вище є поширеними, коли присутні значні дефекти підшипників або шестерень.
• Ексцес < 3.0: Вказує на те, що сигнал має більш пологий розподіл, ніж нормальний. Іноді це може траплятися при певних типах тертя або коли в сигналі переважає дуже чиста синусоїдальна вібрація.

Життєвий цикл ексцесу при дефекті підшипника

Під час відстеження дефекту підшипника від початку до виходу з ладу значення ексцесу часто відповідає передбачуваній закономірності:

1. Здорова стадія: Ексцес стабільний і близький до 3,0.
2. Рання стадія розладу: Утворюється мікроскопічний дефект. Виникають різкі, чіткі удари, що призводять до значного збільшення ексцесу (наприклад, до 5,0 або вище). Загальне середньоквадратичне значення вібрації може бути все ще низьким. Це ідеальний час для виявлення несправності.
3. Стадія розвиненого розлому: У міру зростання та поширення дефекту удари стають частішими та менш чіткими. Сигнал знову починає нагадувати випадковий шум, хоча й на значно вищому рівні енергії. Отже, значення ексцесу може *зменшитися* та повернутися до 3,0, тоді як середньоквадратичне значення рівня коливань тепер починає різко зростати.
4. Пізня/невдала стадія: Підшипник сильно пошкоджений, вібрація висока та часто хаотична. Ексцес залишається близьким до 3,0, але середньоквадратичне значення тепер показує тривогу.

Цей життєвий цикл підкреслює цінність ексцесу. «Ідеальне місце» для виявлення знаходиться на ранніх стадіях, коли ексцес зростає. Покладання лише на RMS означало б, що дефект не виявляється, доки він не стане значним.

Обмеження

Хоча ексцес є потужним методом, його слід використовувати разом з іншими методами, такими як аналіз спектру та форми хвилі. Він може бути чутливим до випадкових, не пов'язаних з машиною поштовхів, тому його найкраще використовувати як параметр тренду. Постійне зростання ексцесу з часом є набагато надійнішим показником, ніж одиничний високий показник.

← Назад до головного індексу