Comprendre les diagrammes en cascade
Définition : Qu'est-ce qu'un diagramme en cascade ?
Diagramme en cascade (également appelé graphique en cascade, spectre 3D ou carte spectrale) est un affichage graphique tridimensionnel qui montre comment vibration spectres de fréquence Variation dans le temps, la vitesse ou une autre variable. Le graphique présente la fréquence sur l'axe des abscisses, le temps ou la vitesse sur l'axe des ordonnées, et les vibrations. amplitude Sur l'axe Z (généralement représenté par la hauteur et/ou l'intensité de la couleur). Plusieurs spectres sont superposés les uns derrière les autres comme des cascades, créant une visualisation 3D révélant des motifs invisibles dans les spectres 2D individuels.
Les tracés en cascade sont particulièrement puissants pour dynamique du rotor analyse (identification vitesses critiques pendant le démarrage/l'arrêt) et pour surveiller la progression des défauts au fil du temps (observer l'apparition et la croissance des fréquences de défauts des roulements). On les appelle aussi parcelles en cascade, les termes étant utilisés de manière interchangeable.
Construction de parcelles en cascade
Axes et dimensions
- Axe X (horizontal) : Fréquence (Hz, CPM ou ordres)
- Axe Y (profondeur) : Temps, vitesse ou paramètre modifié
- Axe Z (vertical/couleur) : Amplitude des vibrations
- Perspective: Généralement vu depuis l'angle avant-supérieur pour plus de clarté
Types basés sur la variable de l'axe Y
Cascade basée sur la vitesse (démarrage/décélération)
- L'axe Y représente la vitesse de rotation (RPM)
- Généré pendant démarrer ou descente en côte
- Le plus courant pour l'identification de la vitesse critique
- La vitesse augmente généralement de l'avant vers l'arrière
Cascade basée sur le temps
- L'axe Y représente le temps calendaire
- Montre l'évolution des défauts au fil des jours, des semaines et des mois
- Utile pour surveiller les défaillances progressives
- Mesures récentes à l'arrière, anciennes à l'avant
Cascade basée sur la charge
- L'axe Y représente la charge ou la puissance
- Montre comment les vibrations changent avec la charge
- Utile pour les équipements à charge variable
- Identifie les phénomènes dépendants de la charge
Lecture et interprétation des diagrammes en cascade
Caractéristiques clés à identifier
Composants de suivi de vitesse
- Apparaissent sous forme de lignes diagonales (la fréquence augmente/diminue avec la vitesse)
- 1× Ligne : Diagonale droite à partir de l'origine (déséquilibre)
- 2× Ligne : Diagonale plus raide (désalignement)
- Ordres supérieurs : Des diagonales encore plus raides
Composants à fréquence fixe
- Apparaissent sous forme de lignes verticales (fréquence constante quelle que soit la vitesse)
- Fréquences naturelles: Caractéristiques verticales à des vitesses critiques
- Fréquences électriques : La fréquence de ligne 2× (120/100 Hz) apparaît verticalement
- Vibration externe : Fréquences constantes provenant d'équipements à proximité
Identification de la vitesse critique
- Où la ligne diagonale 1× croise la caractéristique de fréquence naturelle verticale
- S'affiche comme “ sommet de montagne ” à l'intersection
- Amplitude maximale à vitesse critique
- Amplification de résonance visible
Applications
Analyse de la vitesse critique
- Identifier toutes les vitesses critiques dans la plage de fonctionnement
- Vérifier les marges de séparation à partir de la vitesse de fonctionnement
- Évaluer l'amortissement à partir de la netteté maximale
- Comparer les vitesses critiques expérimentales aux vitesses critiques prédites
- Utilisation la plus courante dans la mise en service et le dépannage
Surveillance des défauts de roulement
- Cascade temporelle montrant l'émergence de la fréquence des paliers
- Montre BPFO, BPFI, BSF les pics augmentent avec le temps
- Le développement harmonique indique une progression
- Prédire le calendrier d'échec à partir du taux de croissance
Analyse des commandes
- Axe des fréquences en ordres (multiples de la vitesse de course) plutôt qu'en Hz
- Les composants synchrones à la vitesse apparaissent sous forme de lignes verticales
- Les composants non synchrones apparaissent en diagonale
- Utile pour les équipements à vitesse variable
Visualisation du développement des failles
- Regardez de nouveaux pics de fréquence émerger
- Voir les pics existants augmenter en amplitude
- Observer le développement harmonique
- Visualiser l'émergence de la bande latérale
Créer des tracés en cascade efficaces
Collecte de données
- Tranches suffisantes : Minimum 10 à 20 spectres pour une visualisation claire
- Incrément constant : Espacement uniforme dans la variable de l'axe Y
- Résolution adéquate : Résolution de fréquence suffisante pour identifier les pics
- Gamme complète : Couvrir la plage de fonctionnement complète ou la période de tendance
Paramètres d'affichage
- Échelle d'amplitude : Linéaire ou logarithmique en fonction de la plage de données
- Carte des couleurs : Choisissez des couleurs améliorant la visibilité des fonctionnalités
- Angle de perspective : Ajuster pour plus de clarté (généralement 20 à 30° d'élévation)
- Rétention maximale : Certains logiciels affichent l'enveloppe de crête pour plus de clarté
Avantages et limites
Avantages
- Visualise les données multidimensionnelles dans un format compréhensible
- Révèle des motifs invisibles dans les tracés 2D
- Distingue les composants dépendants de la vitesse des composants indépendants de la vitesse
- Vue d'ensemble du comportement dynamique
- Idéal pour les présentations et les rapports
Limites
- Peut être encombré si trop de composants sont présents
- Nécessite de l'expérience pour interpréter correctement
- Les détails peuvent être masqués dans la vue 3D
- Difficile d'extraire des valeurs numériques précises
- Complète mais ne remplace pas l'analyse 2D
Les diagrammes en cascade sont de puissants outils de visualisation qui ajoutent la dimension temporelle ou de vitesse à l'analyse fréquentielle, révélant ainsi des schémas et des progressions dynamiques qui seraient omis dans les vues spectrales statiques. Maîtriser l'interprétation des diagrammes en cascade (reconnaissance des caractéristiques diagonales et verticales, identification des intersections de vitesse critiques et suivi de la progression des défauts) est essentiel pour l'analyse vibratoire avancée et l'évaluation de la dynamique des rotors.
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