Mis on Campbelli diagramm?

Campbelli diagramm (nimetatakse ka interferentsiagrammiks) kujutab ergastussagedusi (kiiruse harmoonilisi) loomulike sageduste suhtes. Kohtades, kus harmoonilised jooned ristuvad loomulike sagedusjoontega, eksisteerib potentsiaalne resonants ehk kriitiline kiirus.

Mis on harmoonilised korraldused?

Harmoonilised järkud esindavad pöörlemiskiiruse kordseid. 1× on fundamentaalne (1 pöörde kohta), 2× on kaks korda pöörde kohta (tavaline joondusvea puhul) ja kõrgemad järkud on seotud laba läbilöögiga, hammasrataste hambumusega jne.

Kuidas leida diagrammilt kriitilisi kiirusi?

Kriitilised kiirused esinevad kohtades, kus harmoonilised järkjooned ristuvad omavõnkesagedusjoontega. Ristuv p/min = fn × 60 / järk, kus fn on omavõnkesagedus Hz-des ja järk on harmooniline arv.

Miks on kriitilised kiirused ohtlikud?

Kriitilistel kiirustel langeb harmooniline ergastus kokku loomuliku sagedusega, põhjustades resonantsi. See viib võimendunud vibratsioonini, võimalike konstruktsioonikahjustusteni ja laagrite/komponentide kiirenenud kulumiseni.

Kuidas vältida kriitilisi kiirusi?

Veenduge, et töökiirus oleks kriitilisest kiirusest vähemalt 20% kaugusel. Valikud hõlmavad loomulike sageduste muutmist (jäikuse suurendamine/massi muutused), summutuse lisamist või töökiiruse vahemiku reguleerimist.

Tasuta inseneritööriist — #015

Campbelli diagrammi kalkulaator

Kuvage harmooniliste ergastusjärkude ja omasageduste ristumised. Tuvastage pöörlevate masinate kriitilise kiiruse ristumispunktid.

Kuni 5 omasagedust Harmoonilised 1×–10× Kriitilised kiirused

Kriitilise kiiruse ristumised

Ristumiste koguarv kiirusvahemikus

—

Pöörlemissageduse vahemik

—

Omasagedused

—

Campbelli diagramm

Campbelli diagrammi põhimõte

Campbelli diagramm kujutab ergastussagedust pöörlemiskiiruse suhtes. Iga harmoonilise järgu kohta k, ergastussagedus kiirusel n on:

Ristumine (kriitiline kiirus) toimub siis, kui harmooniline ergastus langeb kokku omasagedusega:

Levinud harmoonilised järgud

Järk (harmoonik)	Allikas
1×	Tasakaalustamatus, kõverus, ekstsentrilisus
2×	Joondusviga, elliptiline laager, lõtk
3×	Raske joondusviga, siduri defektid
k× (tera läbimine)	labade arv × RPM
k× (hammasvõrk)	Hammaste arv × p/min

Praktiline näide

Näide — tsentrifugaalpump

Antud: f_n1 = 25 Hz, f_n2 = 48 Hz, harmoonilised: 1×, 2×, 3×

1× ristumine sagedusel f_n1: RPM = 25 × 60 / 1 = 1500 p/min

2× ristumine sagedusel f_n1: RPM = 25 × 60 / 2 = 750 p/min

1× ristumine sagedusel f_n2: RPM = 48 × 60 / 1 = 2880 p/min

⚠️ Märkus: Hoidke töökiirust vähemalt 20% kaugusel kriitilisest kiirusest. Kui kriitiline kiirus tuleb käivitamise ajal ületada, kiirendage kiiresti läbi resonantsitsooni.

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.

Sellel lehel kirjeldatud protseduurid töötas välja ja testis välitingimustes Vibromera meeskond, kasutades Balanset-1A-d, kaasaskantavat kahekanalilist tasakaalustusseadet ja vibratsioonianalüsaatorit rootorite tasakaalustamiseks kohapeal.