Mis on jugadiagramm (kaskaaddiagramm)?
A jugadiagramm, mida nimetatakse ka kaskaaddiagramm, on kolmemõõtmeline graafik, mis näitab, kuidas vibratsioon spekter ajas või mõne muu muutuja suhtes muutub — kõige sagedamini masina pöörlemiskiiruse suhtes. See koostatakse, laotades üksteise taha hulk eraldi FFT spektrit, moodustades 3D-pinna, mis meenutab kaskaadvee lehte. See üksainus pilt võimaldab analüütikul jälgida iga vibratsiooni komponent kasvu, kahanemist, ilmumist või kadumist masina töötingimuste muutumisel, mida ükski üksik staatiline spekter ei suuda kunagi näidata.
1. Definitsioon: kaskaaddiagrammi kolm telge
Kaskaaddiagrammi jõud seisneb kolmanda mõõtme lisamises tuttavale kaheteljeline spektrile. Tavaline FFT kujutab amplituud vastu. sagedus ühte hetke; kaskaaddiagramm lisab kolmanda teljena aja või kiiruse, nii et tervet spektrite jada saab korraga lugeda.
- X-telg — Sagedus: spektri sisu Hz-des või, kui järgujälgimine on kasutusel, pöörlemiskiiruse kordsetes.
- Y-telg — Amplituud: iga spektrikomponendi amplituud, väljendatuna kiiruse, kiirenduse või nihkena.
- Z-telg — Aeg või pöörlemiskiirus: muutuja, mille alusel spektrid laotakse. Kiirus (RPM) on kaugelt levinuim ja diagnostiliselt kasulikuim.
Lähisugulane on koosjoonis, ja termineid kasutatakse sageli sünonüümidena; mõned analüütikud reserveerivad “waterfall” ajapõhise virna jaoks ja “cascade” kiirusepõhise jaoks, kuid aluseks olev kuva on identne.
Peamine rakendus: käivitus- ja mahajooksutestimine
Kaskaaddiagrammi tähtsaim kasutusala on masina käivitumise (kiirenduskäik) või peatumine (aeglustuskäik) ajal salvestatud vibratsiooni analüüsimine. Nende üleminekuprotsesside käigus läbib kiirus kogu tööpiirkonna ning kaskaaddiagramm koostab täieliku kaardi masina dünaamilisest vastusest selles vahemikus. Selle asemel, et arvata, kuidas rootor käitub vahekiirustel, näeb analüütik kõiki kiirusi ühel pinnal kujutatuna.
See muudab diagrammi mitme ülesande jaoks asendamatuks:
- Kriitiliste kiiruste ja resonantside tuvastamine: a resonants avaldub harjana, mis püsib fikseeritud sagedus sõltumata kiirusest. Kui töökiiruse harmonikud (1×, 2×, …) liiguvad üle selle püsisageduse, tõuseb nende amplituud järsult, tähistades kriitiline kiirus ristumiskohas.
- Sunnitud võnkumiste ja resonantsi eristamine: graafik eristab selgelt kiirussõltuvaid tippe — sunnitud vibratsioonid nagu näiteks tasakaalustamatus mis järgivad harmonikujooni — püsisagedustest tippudest (resonantsid), mis moodustavad sirgjoone üle kiirtelje.
- Rootori stabiilsuse muutuste jälgimine: see näitab kiirust, millel sub-sünkroonsed ebastabiilsused, nagu õli keeris ja õlivõnkumine ilmuvad ja kaovad, mis on keskse tähtsusega iga rootor-dünaamika uurimine.
3. Kuidas tõlgendada juga-graafikut
Kaskaaddiagrammi lugemine seisneb kahe harjajoonete perekonna ja nende vastastikmõju tuvastamises.
Järgu jooned (diagonaalsed kühud)
Need harjad on otseselt seotud masina töökiirusega ning ilmuvad diagonaaljoontena, mis tõusevad sagedusel koos kiiruse suurenemisega.
- Kõige silmatorkavam diagonaal on tavaliselt 1. järk (1×), vastus rootori tasakaalutusele ja jooksukiirus komponent.
- Täiendavad diagonaalid ilmuvad 2. järk (2×) — sageli seotud joondusviga — ja kõrgematel harmonilistel, igaüks kiiruse kindel kordne.
Resonantsid (horisontaalsed kühud)
Need kuged asuvad konstantse sagedusega, sõltumatu kiirusest, seega kulgeb horisontaalselt üle graafiku. Need tähistavad rootor-laagrisüsteemi omasagedused.
- Kui harmonikujoon (näiteks 1× tasakaalutuse vastus) ristub resonantsharjaga, tõuseb amplituud järsult, moodustades suure tipu ühel kindlal kiirusel.
- See kiirus on süsteemi kriitiline kiirus ning ristumiskoha võimenduse suurus näitab, kui palju summutamine mida süsteem kannab.
4. Andmete kogumine: harmoniku jälgimine ja takomeeter
Selge juga-graafiku saamiseks kogutakse andmeid tavaliselt harmoniku jälgimise meetodil. Selleks on vajalik tahhomeeter impulss, nii et iga spekter on sünkroniseeritud vända nurga suhtes ja spektrijooned ei "määrdu" üle sagedusribade, kui kiirus muutub proovide vahel. Ilma selleta faas viiteta muutuvad üleminekuspektrid häguseks ja järjekorra jooned kaotavad selguse. Kuigi kose-diagrammi saab joonistada fikseeritud sagedusetelje suhtes, on järgupõhine kose-diagramm — kus X-teljel on järjekorranumbrid, mitte Hz — hoiab järjekorra jooned täiuslikult vertikaalsena ja on muutuva kiirusega masinatel sageli lihtsam lugeda.
Välitingimustes tarnitakse kiirusviide tavaliselt sama seadmega, mis spektreid salvestab. Kahekanaliline kaasaskantav analüsaator, nagu Balanset-1A, mis on varustatud optilise laser-takomeetriga, mis käivitub triibust helkurlint, salvestab sünkroniseeritud spektreid ning 1× amplituudi ja faasi käivitamise või aeglustamise käigus — see on toormaterjal, millest kose-diagramm koostatakse. Kuna mõõtmine toimub masina enda laagrites töökiirusel, kajastab saadud graafik rootori tegelikku käitumist paigaldatud olekus.
5. Seotud käivitamise / languse graafikud
Üks ja sama üleminekuandmestik toidab mitut täiendavat kuvamisviisi ning kogenud analüütikud liiguvad nende vahel vabalt:
- Bode'i graafik: ühe järjekorra amplituud ja faas, mis on kantud Kartesia-teljestikule kiiruse suhtes — ideaalne tippkiiruse täpse RPM väärtuse lugemiseks.
- Nyquisti graafik: ühe järjekorra vektori reaalne ja imaginaarne komponent, mis moodustab iga kriitilise kiiruse juures silmuse.
- Campbelli diagramm: seotud sageduse ja kiiruse kaart, mis katab järjekorra jooned loomuliku sageduse joontele, et ennustada häireid.
Kui Bode ja Nyquisti graafikud keskenduvad korraga ühele järjekorrale, hoiab kose-diagramm terve spektrit nähtaval iga kiiruse juures. Just see laius on põhjus, miks see on rootordünaamika põhjaliku analüüsi asendamatu tööriist, andes täieliku pildi masina käitumisest kogu tööpiirkonna ulatuses.
