Разбиране на каскадните графики
Определение: Какво е каскаден график?
Каскаден график (наричан още водопаден график, 3D спектър или спектрална карта) е триизмерен графичен дисплей, който показва как вибрация честотни спектри промяна във времето, скорост или друга променлива. Графиката има честота по оста X, време или скорост по оста Y и вибрация амплитуда по оста Z (обикновено показвано като височина и/или интензитет на цвета). Множество спектъри са подредени един зад друг като каскадни водопади, създавайки 3D визуализация, която разкрива модели, невидими в отделните 2D спектри.
Каскадните графики са особено мощни за динамика на ротора анализ (идентифициране критични скорости по време на стартиране/инерция) и за наблюдение на развитието на повредата във времето (наблюдение на появата и нарастването на честотата на дефектите на лагерите). Те са известни също като водопадни парцели, като термините се използват взаимозаменяемо.
Строителство на каскаден парцел
Оси и размери
- X-ос (хоризонтално): Честота (Hz, CPM или поръчки)
- Y-ос (дълбочина): Време, скорост или параметър, които се променят
- Z-ос (вертикална/цветна): Амплитуда на вибрациите
- Перспектива: Обикновено се гледа от преден горен ъгъл за по-голяма яснота
Видове, базирани на променлива по оста Y
Каскада, базирана на скоростта (стартиране/ускорение)
- Y-оста представлява скоростта на въртене (RPM)
- Генерирано по време на стартиране или крайбрежие
- Най-често срещани за идентифициране на критичната скорост
- Скоростта обикновено се увеличава отпред назад
Каскада, базирана на времето
- Y-оста представлява календарното време
- Показва развитието на повредата в рамките на дни, седмици, месеци
- Полезно за наблюдение на прогресивни повреди
- Последни измервания отзад, стари отпред
Каскада, базирана на натоварване
- Y-оста представлява натоварване или мощност
- Показва как вибрациите се променят с натоварването
- Полезно за оборудване с променливо натоварване
- Идентифицира явления, зависещи от натоварването
Четене и интерпретиране на каскадни графики
Ключови характеристики за идентифициране
Компоненти за проследяване на скоростта
- Появяват се като диагонални линии (честотата се увеличава/намалява със скоростта)
- 1× Линия: Прав диагонал от началото (дисбаланс)
- 2× Линия: По-стръмен диагонал (несъосност)
- По-висши ордени: Още по-стръмни диагонали
Компоненти с фиксирана честота
- Появяват се като вертикални линии (постоянна честота, независимо от скоростта)
- Естествени честоти: Вертикални характеристики при критични скорости
- Електрически честоти: 2× линейна честота (120/100 Hz) се появява вертикално
- Външни вибрации: Постоянни честоти от близкото оборудване
Идентифициране на критичната скорост
- Където диагоналната линия 1× пресича вертикалния елемент от естествената честота
- Показва се като “планински връх” на кръстовището
- Максимална амплитуда при критична скорост
- Видимо резонансно усилване
Приложения
Анализ на критичната скорост
- Идентифицирайте всички критични скорости в работния диапазон
- Проверете границите на разделяне спрямо работната скорост
- Оценете затихването от пиковата рязкост
- Сравнете експерименталните с прогнозираните критични скорости
- Най-често срещана употреба при въвеждане в експлоатация и отстраняване на неизправности
Мониторинг на дефекти в лагерите
- Каскада, базирана на времето, показваща появата на честотата на лагерите
- Гледайте BPFO, BPFI, BSF върховете растат с времето
- Хармоничното развитие показва прогресия
- Предскажете времевата линия на неуспеха въз основа на темпа на растеж
Анализ на поръчките
- Честотната ос е в порядъци (кратни на скоростта на движение), а не в Hz
- Синхронните със скоростта компоненти се появяват като вертикални линии
- Несинхронните компоненти изглеждат диагонални
- Полезно за оборудване с променлива скорост
Визуализация на развитието на разломи
- Гледайте появата на нови честотни пикове
- Вижте как съществуващите пикове нарастват по амплитуда
- Наблюдавайте хармоничното развитие
- Визуализирайте появата на страничната лента
Създаване на ефективни каскадни графики
Събиране на данни
- Достатъчно парчета: Минимум 10-20 спектъра за ясна визуализация
- Постоянно увеличение: Равномерно разстояние в променливата по оста Y
- Адекватна резолюция: Честотна резолюция, достатъчна за идентифициране на пикове
- Пълен обхват: Покриване на целия работен диапазон или период на тенденция
Настройки на дисплея
- Амплитудна скала: Линейна или логаритмична, базирана на диапазон от данни
- Цветова карта: Изберете цветове, подобряващи видимостта на характеристиките
- Ъгъл на перспектива: Регулирайте за по-голяма яснота (обикновено 20-30° кота)
- Задържане на пик: Някои софтуерни програми показват пиковата обвивка за по-голяма яснота
Предимства и ограничения
Предимства
- Визуализира многомерни данни в разбираем формат
- Разкрива модели, невидими в 2D графиките
- Разграничава компонентите, зависими от скоростта, от компонентите, независими от скоростта
- Цялостен поглед върху динамичното поведение
- Отличен за презентации и доклади
Ограничения
- Може да бъде претрупано, ако има твърде много компоненти
- Изисква се опит за правилно тълкуване
- Детайлите могат да бъдат скрити в 3D изглед
- Трудно е да се извлекат точни числови стойности
- Допълва, но не замества 2D анализа
Каскадните графики са мощни инструменти за визуализация, които добавят измерението на времето или скоростта към честотния анализ, разкривайки динамични модели и прогресии, които биха били пропуснати в статичните спектрални изгледи. Овладяването на интерпретацията на каскадните графики – разпознаване на диагонални спрямо вертикални характеристики, идентифициране на критични пресичания на скоростта и проследяване на прогресията на разломите – е от съществено значение за усъвършенствания вибрационен анализ и оценката на динамиката на ротора.