Forståelse af Bode-plottet i vibrationsanalyse

Definition: Hvad er et Bode-plot?

A Bode-plot (udtales 'bo-dee') er en specialiseret graf, der bruges i vibrationsanalyse til at vise, hvordan en maskines vibrationsrespons ændrer sig med dens rotationshastighed. Den består af to plots, der vises på en delt hastighedsakse (RPM):

• En Amplitudeplot (øverst), som viser størrelsen af den 1X (synkrone) vibration.
• A Faseplot (nederst), som viser faseforsinkelsen for 1X-vibrationen i forhold til en timingreference på akslen.

Dette kombinerede plot giver et komplet billede af en rotors dynamiske egenskaber og bruges oftest til at analysere data indsamlet under maskinopstart eller -nedlukning (transiente forhold).

Hvorfor er Bode-plottet vigtigt?

Bode-plottet er det primære værktøj til at identificere en maskines kritiske hastighederEn kritisk hastighed er en rotationshastighed, der matcher en af rotorens naturlige frekvenser, hvilket får maskinen til at gå i en tilstand af resonans hvor vibrationsamplituderne er betydeligt forstærket.

De klassiske indikatorer for en kritisk hastighed på et Bode-plot er:

1. En tydelig top i amplitudediagrammet: Når maskinens hastighed passerer gennem den naturlige frekvens, stiger vibrationsamplituden til et maksimum og falder derefter.
2. En 180-graders forskydning i fasediagrammet: Når hastigheden bevæger sig gennem resonanstoppen, forskydes faseforskydningen af vibrationssignalet med i alt 180 grader. Den kritiske hastighed er præcist placeret ved den hastighed, hvor fasen er forskudt med 90 grader.

Ved at identificere disse kritiske hastigheder kan ingeniører sikre, at maskinen ikke kører kontinuerligt ved disse resonanshastigheder, hvilket kan føre til høje vibrationer, for tidligt slid og katastrofale fejl.

Fortolkning af et Bode-plot

Ud over at identificere kritiske hastigheder kan et Bode-plot afsløre andre vigtige oplysninger om et rotorsystem:

• Amplifikationsfaktor (AF): Resonanstoppens "skarphed" angiver mængden af dæmpning i systemet. En skarp, høj top betyder lav dæmpning og en høj forstærkningsfaktor, hvilket kan være farligt. En bredere, fladere top indikerer et godt dæmpet system.
• Opdelte kritiske synspunkter: Hvis en rotor har forskellig stivhed i vandret og lodret retning (anisotropisk stivhed), kan den udvise to tætliggende resonanstoppe, kendt som en "split critical".
• Systemændringer: Sammenligning af Bode-plot taget over tid kan afsløre ændringer i maskinens struktur, såsom en revnet aksel eller løse fundamentbolte, som ville ændre placeringen og formen af de kritiske hastighedstoppe.
• Balanceringsoplysninger: Bode-plottet er essentielt for afbalancering af fleksible rotorer i flere planer og med flere hastigheder, da det viser rotorens respons ved forskellige hastigheder og muliggør placering af korrektionsvægte for at modvirke virkningerne af specifikke kritiske hastigheder.

Dataindsamling

For at generere et Bode-plot kræves følgende instrumenter:

• En vibrationstransducer (typisk en nærhedssonde) for at måle akslens vibration.
• En fasereferencesensor (et omdrejningstæller eller en Keyphasor), der afgiver én impuls pr. omdrejning af akslen.
• Et dataopsamlingssystem, der er i stand til at spore amplituden og fasen af det 1X-filtrerede vibrationssignal, når maskinens hastighed ændrer sig.

Dataene indsamles næsten altid under en kontrolleret opstart eller friløb af maskinen for at sikre, at den passerer gennem hele sit hastighedsområde.

← Tilbage til hovedindekset