Comprensión del diagrama de Bode en el análisis de vibraciones

Definición: ¿Qué es un diagrama de Bode?

A Trama de Bode (pronunciado 'bo-dee') Es un gráfico especializado que se utiliza en el análisis de vibraciones para mostrar cómo cambia la respuesta vibratoria de una máquina con su velocidad de rotación. Consta de dos gráficos que se muestran en un eje de velocidad (RPM) compartido:

• Un Gráfica de amplitud (arriba), que muestra la magnitud de la vibración 1X (sincrónica).
• A Diagrama de fases (abajo), que muestra el desfase de fase de la vibración 1X con respecto a una referencia de tiempo en el eje.

Este gráfico combinado proporciona una imagen completa de las características dinámicas de un rotor y se utiliza más comúnmente para analizar datos capturados durante el arranque o apagado de la máquina (condiciones transitorias).

¿Por qué es importante el diagrama de Bode?

El diagrama de Bode es la herramienta principal para identificar una máquina. velocidades críticasUna velocidad crítica es una velocidad de rotación que coincide con una de las frecuencias naturales del rotor, lo que hace que la máquina entre en un estado de resonancia donde las amplitudes de vibración se amplifican significativamente.

Los indicadores clásicos de una velocidad crítica en un diagrama de Bode son:

1. Un pico distintivo en el gráfico de amplitud: A medida que la velocidad de la máquina pasa por la frecuencia natural, la amplitud de vibración aumenta hasta un máximo y luego disminuye.
2. Un cambio de 180 grados en el gráfico de fase: A medida que la velocidad pasa por el pico de resonancia, el desfase de la señal de vibración se desplaza 180 grados. La velocidad crítica se sitúa precisamente en el punto donde la fase se ha desplazado 90 grados.

Al identificar estas velocidades críticas, los ingenieros pueden garantizar que la máquina no funcione continuamente a estas velocidades resonantes, lo que podría provocar altas vibraciones, desgaste prematuro y fallas catastróficas.

Interpretación de un diagrama de Bode

Además de identificar velocidades críticas, un diagrama de Bode puede revelar otra información importante sobre un sistema de rotor:

• Factor de amplificación (AF): La “nitidez” del pico de resonancia indica la cantidad de mojadura En el sistema. Un pico agudo y alto indica una amortiguación baja y un factor de amplificación alto, lo cual puede ser peligroso. Un pico más amplio y plano indica un sistema bien amortiguado.
• Críticos divididos: Si un rotor tiene diferente rigidez en las direcciones horizontal y vertical (rigidez anisotrópica), puede presentar dos picos de resonancia muy espaciados, conocidos como “crítico dividido”.
• Cambios del sistema: La comparación de los diagramas de Bode tomados a lo largo del tiempo puede revelar cambios en la estructura de la máquina, como un eje agrietado o pernos de cimentación sueltos, que alterarían la ubicación y la forma de los picos de velocidad críticos.
• Información de equilibrio: El diagrama de Bode es esencial para el equilibrio de rotores flexibles en múltiples planos y múltiples velocidades, ya que muestra la respuesta del rotor a diferentes velocidades, lo que permite la colocación de pesos de corrección para contrarrestar los efectos de velocidades críticas específicas.

Recopilación de datos

Para generar un diagrama de Bode, se requiere la siguiente instrumentación:

• Un transductor de vibración (normalmente un sonda de proximidad) para medir la vibración del eje.
• Un sensor de referencia de fase (un tacómetro o Keyphasor) que proporciona un pulso por revolución del eje.
• Un sistema de adquisición de datos capaz de rastrear la amplitud y la fase de la señal de vibración filtrada 1X a medida que cambia la velocidad de la máquina.

Los datos casi siempre se recopilan durante un arranque controlado o una desaceleración de la máquina para garantizar que pase por todo su rango de velocidad.

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