Κατανόηση του διαγράμματος Bode στην ανάλυση κραδασμών

Ορισμός: Τι είναι ένα διάγραμμα Bode;

A Πλοκή Bode (προφέρεται «bo-dee») είναι ένα εξειδικευμένο γράφημα που χρησιμοποιείται στην ανάλυση κραδασμών για να δείξει πώς αλλάζει η απόκριση κραδασμών ενός μηχανήματος με την ταχύτητα περιστροφής του. Αποτελείται από δύο γραφήματα που εμφανίζονται σε έναν κοινό άξονα ταχύτητας (RPM):

• Ενα Διάγραμμα πλάτους (πάνω), το οποίο δείχνει το μέγεθος της 1X (σύγχρονης) δόνησης.
• A Διάγραμμα Φάσεων (κάτω), το οποίο δείχνει την υστέρηση φάσης της δόνησης 1X σε σχέση με μια αναφορά χρονισμού στον άξονα.

Αυτό το συνδυασμένο διάγραμμα παρέχει μια πλήρη εικόνα των δυναμικών χαρακτηριστικών ενός ρότορα και χρησιμοποιείται συνήθως για την ανάλυση δεδομένων που καταγράφονται κατά την εκκίνηση ή την απενεργοποίηση της μηχανής (μεταβατικές συνθήκες).

Γιατί είναι σημαντική η πλοκή του Μπόουντ;

Το διάγραμμα Bode είναι το κύριο εργαλείο για την αναγνώριση μιας μηχανής. κρίσιμες ταχύτητεςΜια κρίσιμη ταχύτητα είναι μια ταχύτητα περιστροφής που ταιριάζει με μία από τις φυσικές συχνότητες του ρότορα, με αποτέλεσμα η μηχανή να εισέλθει σε μια κατάσταση αντήχηση όπου τα πλάτη των κραδασμών ενισχύονται σημαντικά.

Οι κλασικοί δείκτες μιας κρίσιμης ταχύτητας σε ένα διάγραμμα Bode είναι:

1. Μια ξεχωριστή κορυφή στο διάγραμμα πλάτους: Καθώς η ταχύτητα της μηχανής διέρχεται από την ιδιοσυχνότητα, το πλάτος της δόνησης αυξάνεται στο μέγιστο και στη συνέχεια μειώνεται.
2. Μια μετατόπιση 180 μοιρών στο διάγραμμα φάσης: Καθώς η ταχύτητα κινείται μέσα από την κορυφή συντονισμού, η υστέρηση φάσης του σήματος δόνησης μετατοπίζεται συνολικά κατά 180 μοίρες. Η κρίσιμη ταχύτητα εντοπίζεται ακριβώς στην ταχύτητα όπου η φάση έχει μετατοπιστεί κατά 90 μοίρες.

Εντοπίζοντας αυτές τις κρίσιμες ταχύτητες, οι μηχανικοί μπορούν να διασφαλίσουν ότι το μηχάνημα δεν θα λειτουργεί συνεχώς σε αυτές τις ταχύτητες συντονισμού, κάτι που θα μπορούσε να οδηγήσει σε υψηλούς κραδασμούς, πρόωρη φθορά και καταστροφική βλάβη.

Ερμηνεία ενός διαγράμματος Bode

Πέρα από τον προσδιορισμό των κρίσιμων ταχυτήτων, ένα διάγραμμα Bode μπορεί να αποκαλύψει και άλλες σημαντικές πληροφορίες σχετικά με ένα σύστημα ρότορα:

• Συντελεστής Ενίσχυσης (AF): Η «ευκρίνεια» της κορυφής συντονισμού υποδεικνύει την ποσότητα απόσβεση στο σύστημα. Μια αιχμηρή, υψηλή κορυφή σημαίνει χαμηλή απόσβεση και υψηλό συντελεστή ενίσχυσης, κάτι που μπορεί να είναι επικίνδυνο. Μια ευρύτερη, πιο επίπεδη κορυφή υποδεικνύει ένα σύστημα με καλή απόσβεση.
• Διαχωρισμός κρίσιμων στοιχείων: Εάν ένας ρότορας έχει διαφορετική ακαμψία στην οριζόντια και κάθετη κατεύθυνση (ανισότροπη ακαμψία), μπορεί να εμφανίσει δύο κοντινά διαχωρισμένες κορυφές συντονισμού, γνωστές ως «κρίσιμη διάσπαση».
• Αλλαγές Συστήματος: Η σύγκριση των διαγραμμάτων Bode που έχουν ληφθεί με την πάροδο του χρόνου μπορεί να αποκαλύψει αλλαγές στη δομή του μηχανήματος, όπως έναν ραγισμένο άξονα ή χαλαρά μπουλόνια θεμελίωσης, οι οποίες θα άλλαζαν τη θέση και το σχήμα των κρίσιμων κορυφών ταχύτητας.
• Πληροφορίες εξισορρόπησης: Το διάγραμμα Bode είναι απαραίτητο για την εξισορρόπηση πολλαπλών επιπέδων και πολλαπλών ταχυτήτων εύκαμπτων ρότορων, καθώς δείχνει την απόκριση του ρότορα σε διαφορετικές ταχύτητες, επιτρέποντας την τοποθέτηση διορθωτικών βαρών για την εξουδετέρωση των επιδράσεων συγκεκριμένων κρίσιμων ταχυτήτων.

Συλλογή δεδομένων

Για να δημιουργηθεί ένα διάγραμμα Bode, απαιτούνται τα ακόλουθα όργανα:

• Ένας μετατροπέας κραδασμών (συνήθως ένας ανιχνευτής εγγύτητας) για να μετρήσετε τη δόνηση του άξονα.
• Ένας αισθητήρας αναφοράς φάσης (ένα στροφόμετρο ή Keyphasor) που παρέχει έναν παλμό ανά περιστροφή του άξονα.
• Ένα σύστημα συλλογής δεδομένων ικανό να παρακολουθεί το πλάτος και τη φάση του σήματος δόνησης φιλτραρισμένου 1X καθώς αλλάζει η ταχύτητα του μηχανήματος.

Τα δεδομένα συλλέγονται σχεδόν πάντα κατά τη διάρκεια μιας ελεγχόμενης εκκίνησης ή επιβράδυνσης του μηχανήματος με ταχύτητα χωρίς κίνηση, για να διασφαλιστεί ότι θα διέρχεται από ολόκληρο το εύρος ταχύτητάς του.

← Επιστροφή στο Κύριο Ευρετήριο