Hvad er et Campbell-diagram?

Et Campbell-diagram (også kaldet interferensdiagram) afbilder excitationsfrekvenser (overtoner i kørehastigheden) mod naturlige frekvenser. Hvor harmoniske linjer krydser naturlige frekvenslinjer, eksisterer der en potentiel resonans eller kritisk hastighed.

Hvad er harmoniske ordener?

Harmoniske ordener repræsenterer multipla af rotationshastigheden. 1× er grundtonen (1 pr. omdrejning), 2× er to gange pr. omdrejning (almindeligt for forkert justering), og højere ordener relaterer sig til bladgennemstrømning, tandhjulsindgreb osv.

Hvordan finder jeg kritiske hastigheder ud fra diagrammet?

Kritiske hastigheder opstår, hvor harmoniske ordenslinjer skærer naturlige frekvenslinjer. Krydsningshastigheden = fn × 60 / orden, hvor fn er den naturlige frekvens i Hz, og orden er det harmoniske tal.

Hvorfor er kritiske hastigheder farlige?

Ved kritiske hastigheder falder en harmonisk excitation sammen med en naturlig frekvens, hvilket forårsager resonans. Dette fører til forstærket vibration, potentiel strukturel skade og accelereret leje-/komponentslid.

Hvordan undgår jeg kritiske hastigheder?

Sørg for, at driftshastigheden er mindst 20% væk fra enhver kritisk hastighed. Mulighederne omfatter ændring af naturlige frekvenser (afstivning/masseændringer), tilføjelse af dæmpning eller justering af driftshastighedsområdet.

Gratis ingeniørværktøj — #015

Campbell-diagramberegner

Vis interferensen mellem harmoniske excitationsordener og naturlige frekvenser. Identificer kritiske hastighedskrydsningspunkter for roterende maskiner.

Op til 5 naturlige frekvenser Harmoniske 1×–10× Kritiske hastigheder

Kritiske hastighedsovergange

Samlede krydsninger i hastighedsinterval

—

Omdrejningstalområde

—

Naturlige frekvenser

—

Campbell-diagrammet

Campbell-diagramprincippet

Campbell-diagrammet afbilder excitationsfrekvens vs. rotationshastighed. For hver harmonisk orden k, excitationsfrekvensen ved hastighed n er:

En krydsning (kritisk hastighed) opstår, når en harmonisk excitation matcher en naturlig frekvens:

Almindelige harmoniske ordener

Bestil	Kilde
1×	Ubalance, bue, excentricitet
2×	Forkert justering, elliptisk leje, løshed
3×	Forkert justering (alvorlig), koblingsfejl
k× (klingepassage)	Antal skovle × RPM
k× (tandhjulsindgreb)	Antal tænder × omdrejninger pr. minut

Praktisk eksempel

Eksempel — Centrifugalpumpe

Givet: f_n1 = 25 Hz, f_n2 = 48 Hz, Harmoniske: 1×, 2×, 3×

1× krydsning ved f_n1: Omdrejninger i minuttet = 25 × 60 / 1 = 1500 omdr./min.

2× krydsning ved f_n1: Omdrejninger i minuttet = 25 × 60 / 2 = 750 omdr./min.

1× krydsning ved f_n2: Omdrejninger i minuttet = 48 × 60 / 1 = 2880 omdr./min.

⚠️ Bemærk: Hold driftshastigheden mindst 20% væk fra enhver kritisk hastighed. Hvis en kritisk hastighed skal overskrides under opstart, skal der accelereres hurtigt gennem resonanszonen.

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.

Procedurerne beskrevet på denne side blev udviklet og felttestet af Vibromera-teamet ved hjælp af Balanset-1A, en bærbar tokanals afbalanceringsenhed og vibrationsanalysator til afbalancering af rotorer på stedet.