نمودار آبشاری (نمودار آبشاری) در تحلیل ارتعاشات

تعریف: نمودار آبشاری چیست؟

آ قطعه زمین آبشاری، همچنین به عنوان شناخته می‌شود نمودار آبشاری، یک نمودار سه‌بعدی است که برای تجسم چگونگی تغییر طیف ارتعاش در طول زمان یا با متغیر دیگری، که معمولاً سرعت ماشین است، استفاده می‌شود. این نمودار شامل مجموعه‌ای از طیف‌های FFT منفرد است که یکی پس از دیگری "روی هم چیده شده‌اند" و یک سطح سه‌بعدی ایجاد می‌کنند که شبیه یک آبشار آبشاری است. این نمایش، مشاهده چگونگی تغییر دامنه‌های اجزای مختلف ارتعاش با تغییر شرایط عملیاتی ماشین را آسان می‌کند.

سه محور یک نمودار آبشاری معمولی عبارتند از:

• محور X: فرکانس
• محور Y: دامنه
• محور Z: زمان یا، به طور معمول، RPM (سرعت دستگاه)

کاربرد اصلی: آزمایش‌های بالاروی و پایین‌روی

مهمترین کاربرد نمودار آبشاری، تحلیل داده‌های ارتعاشی جمع‌آوری‌شده در طول راه‌اندازی (run-up) یا خاموش شدن (coast-down) دستگاه است. در طول این رویدادهای گذرا، سرعت دستگاه در کل محدوده عملیاتی خود تغییر می‌کند. نمودار آبشاری، نقشه‌ای کامل و دقیق از پاسخ دینامیکی دستگاه در کل این محدوده سرعت ارائه می‌دهد.

این تحلیل برای موارد زیر بسیار مهم است:

• شناسایی سرعت‌های بحرانی و رزونانس‌ها: رزونانس به صورت یک «برج» در نمودار آبشاری مشخص می‌شود که صرف نظر از سرعت دستگاه، در یک *فرکانس* ثابت رخ می‌دهد. با عبور فرکانس‌های مختلف (۱x، ۲x و غیره) از این فرکانس ثابت، دامنه آنها به طور چشمگیری افزایش می‌یابد و یک پیک واضح در نمودار ایجاد می‌کند.
• جداسازی ارتعاش اجباری از رزونانس: این نمودار به وضوح بین پیک‌های وابسته به سرعت (ارتعاشات اجباری مانند عدم تعادل، که از خطوط ترتیب پیروی می‌کنند) و پیک‌های با فرکانس ثابت (تشدیدها، که یک خط الراس مستقیم در محور سرعت تشکیل می‌دهند) تمایز قائل می‌شود.

– مشاهده تغییرات در پایداری روتور: می‌توان از آن برای مشاهده سرعتی که در آن ناپایداری‌های زیرسنکرون مانند چرخش روغن یا شلاق ظاهر می‌شود و ناپدید می‌شود.

چگونه یک نمودار آبشاری را تفسیر کنیم

تحلیل یک نمودار آبشاری شامل جستجوی دو ویژگی اصلی است:

۱. خطوط ترتیب (برج‌های مورب)

اینها برآمدگی‌های ارتعاشی هستند که مستقیماً به سرعت کارکرد دستگاه وابسته‌اند. آنها به صورت خطوط مورب در نمودار ظاهر می‌شوند.

• برجسته‌ترین خط مورب معمولاً مرتبه اول (1x)که نشان دهنده پاسخ به عدم تعادل روتور است.
• خطوط مورب دیگری نیز برای ... دیده می‌شوند. مرتبه دوم (۲x)که اغلب مربوط به ناهمراستایی و سایر هارمونیک‌ها است.

۲. رزونانس‌ها (برجستگی‌های افقی)

اینها برآمدگی‌هایی با ارتعاش بالا هستند که در ... رخ می‌دهند. فرکانس ثابتمستقل از سرعت دستگاه. آنها به صورت خطوط افقی در عرض نمودار ظاهر می‌شوند.

• وقتی یک خط ترتیب (مانند پاسخ عدم تعادل ۱x) با یک خط رزونانس تلاقی می‌کند، دامنه آن به طور قابل توجهی افزایش می‌یابد و یک پیک بزرگ در آن سرعت خاص تشکیل می‌دهد.
• سرعتی که این تقاطع با آن رخ می‌دهد، ... سرعت بحرانی از سیستم.

جمع‌آوری و نمایش داده‌ها

برای ایجاد یک نمودار آبشاری واضح، داده‌ها معمولاً با استفاده از ... به دست می‌آیند. پیگیری سفارشاین امر مستلزم یک سیگنال تاکومتر است تا اطمینان حاصل شود که داده‌های طیفی با تغییر سرعت، عاری از «لکه‌دار شدن» هستند. در حالی که یک نمودار آبشاری را می‌توان با یک محور فرکانس ثابت نمایش داد، اغلب نمایش آن به صورت یک نمودار آبشاری «مبتنی بر مرتبه» مفیدتر است، که در آن محور x به جای هرتز، بر حسب مرتبه است.

علاوه بر نمای آبشاری سه‌بعدی، از همین داده‌ها برای ایجاد سایر نمودارهای مهم بالاروی/پایین‌روی سطح آب، مانند ... نیز استفاده می‌شود. نمودار بود (که دامنه و فاز یک مرتبه واحد را در مقابل سرعت رسم می‌کند) و نمودار نایکوئیست (که بخش حقیقی در مقابل بخش موهومی بردار یک ترتیب را رسم می‌کند).

نمودار آبشاری ابزاری ضروری برای هرگونه تحلیل عمیق روتوردینامیکی است که تصویر کاملی از رفتار یک ماشین در کل محدوده سرعت آن ارائه می‌دهد.

← بازگشت به فهرست اصلی