Какво е диаграма на Кембъл?

Диаграма на Кембъл (наричана още диаграма на интерференция) изобразява честотите на възбуждане (хармоници на скоростта на движение) спрямо собствените честоти. Там, където линиите на хармониците пресичат линиите на собствените честоти, съществува потенциален резонанс или критична скорост.

Какво представляват хармоничните порядки?

Хармоничните порядъци представляват кратни на скоростта на въртене. 1× е основната (1 на оборот), 2× е два пъти на оборот (често срещано при несъосност), а по-високите порядъци се отнасят до преминаването на лопатките, зацепването на зъбните колела и др.

Как да намеря критичните скорости от диаграмата?

Критичните скорости възникват там, където линиите на хармоничния ред пресичат линиите на собствената честота. Пресичането RPM = fn × 60 / ред, където fn е собствената честота в Hz, а редът е номерът на хармониката.

Защо критичните скорости са опасни?

При критични скорости, хармонично възбуждане съвпада със собствената честота, причинявайки резонанс. Това води до усилени вибрации, потенциални структурни повреди и ускорено износване на лагери/компоненти.

Как да избегна критичните скорости?

Уверете се, че работната скорост е поне на 20% от всяка критична скорост. Опциите включват промяна на собствените честоти (промени в коравина/масата), добавяне на демпфиране или регулиране на диапазона на работната скорост.

Безплатен инженерен инструмент — #015

Калкулатор за диаграма на Кембъл

Начертайте интерференцията между порядъците на хармонично възбуждане и собствените честоти. Определете критичните точки на пресичане на скоростта за въртящи се машини.

До 5 естествени честоти Хармоници 1×–10× Критични скорости

Мин. скорост (RPM)

Максимална скорост (RPM)

Естествени честоти (Hz, до 5)

Хармонични порядки (разделени със запетая)

Бързи предварително зададени настройки

Прелези с критична скорост

Общ брой пресичания в диапазона на скоростта

—

Диапазон на скоростта

—

Естествени честоти

—

Диаграма на Кембъл

Принцип на диаграмата на Кембъл

Диаграмата на Кембъл изобразява честотата на възбуждане спрямо скоростта на въртене. За всеки хармоничен ред k, честотата на възбуждане при скорост n е:

Пресичане (критична скорост) възниква, когато хармонично възбуждане съвпада с естествена честота:

Общи хармонични порядки

Порядък	Източник
1×	Дисбаланс, извивка, ексцентричност
2×	Несъосност, елиптичен лагер, хлабина
3×	Несъосност (сериозна), дефекти на съединителя
k× (ход на острието)	Брой лопатки × RPM
k× (зацепване на зъбните колела)	Брой зъби × Обороти

Практически пример

Пример - Центробежна помпа

Дадено: f_n1 = 25 Hz, f_n2 = 48 Hz, Хармоници: 1×, 2×, 3×

1× пресичане при f_n1 Обороти в минута = 25 × 60 / 1 = 1500 об/мин

2× пресичане при f_n1 Обороти в минута = 25 × 60 / 2 = 750 об/мин

1× пресичане при f_n2 Обороти в минута = 48 × 60 / 1 = 2880 об/мин

⚠️ Забележка: Поддържайте работната скорост поне на 20% разстояние от критичната скорост. Ако по време на разгръщане трябва да се премине критична скорост, ускорете бързо през резонансната зона.

A Campbell diagram plots excitation frequencies (harmonics of running speed) against natural frequencies. Intersections indicate potential resonance — critical speeds where amplified vibration may occur.

Harmonic orders are multiples of the shaft rotation frequency. 1× = once per revolution (unbalance), 2× = twice per revolution (misalignment), higher orders relate to blade pass, gear mesh, etc.

Critical speed RPM = f_n × 60 / order. For example, if f_n = 50 Hz and order = 2×, critical speed = 50 × 60 / 2 = 1500 RPM.

At critical speeds, excitation frequency matches a natural frequency causing resonance, amplified vibration, possible structural damage, and accelerated bearing wear.

Maintain at least 20% separation margin. Options: change stiffness/mass (shift natural frequencies), add damping, modify operating speed range, or pass through resonance quickly during run-up/down.

Процедурите, описани на тази страница, са разработени и тествани на терен от екипа на Vibromera с помощта на Balanset-1A, преносим двуканален балансьор и анализатор на вибрации за балансиране на ротори на място.