Kaskadni dijagram (vodopadni dijagram) u analizi vibracija

Definicija: Što je vodopadni grafikon?

A vodopadna parcela, također poznat kao kaskadni dijagram, je trodimenzionalni graf koji se koristi za vizualizaciju kako se spektar vibracija mijenja tijekom vremena ili s drugom varijablom, najčešće brzinom stroja. Grafikon se sastoji od niza pojedinačnih FFT spektara "naslaganih" jedan iza drugog, stvarajući 3D površinu koja nalikuje kaskadno-slapnom toku. Ova prezentacija olakšava vidjeti kako se amplitude različitih komponenti vibracija mijenjaju kako se mijenjaju radni uvjeti stroja.

Tri osi tipičnog vodopadnog dijagrama su:

• X-os: Frekvencija
• Y-os: Amplituda
• Z-os: Vrijeme ili, češće, okretaji u minuti (brzina stroja)

Primarna primjena: Ispitivanje ubrzanja i zaustavljanja

Najvažnija primjena dijagrama vodopada je analiza podataka o vibracijama prikupljenih tijekom pokretanja (zaleta) ili gašenja (usporavanja) stroja. Tijekom ovih prolaznih događaja, brzina stroja prolazi kroz cijeli njegov radni raspon. Dijagram vodopada pruža potpunu i detaljnu kartu dinamičkog odziva stroja u cijelom ovom rasponu brzina.

Ova analiza je ključna za:

• Identificiranje Kritične brzine i rezonancije: Rezonancija se identificira kao "greben" na dijagramu vodopada koji se javlja na fiksnoj *frekvenciji*, bez obzira na brzinu stroja. Kako se različiti nalozi brzine rada (1x, 2x itd.) kreću preko ove fiksne frekvencije, njihova amplituda će se dramatično povećati, stvarajući jasan vrh na dijagramu.
• Razdvajanje prisilnih vibracija od rezonancije: Grafikon jasno razlikuje vrhove ovisne o brzini (prisilne vibracije poput neravnoteže, koje prate linije reda) i vrhove fiksne frekvencije (rezonancije, koje tvore ravni greben preko osi brzine).

– Promatranje promjena u stabilnosti rotora: Može se koristiti za prikaz brzine kojom se javljaju subsinkrone nestabilnosti poput vrtlog ulja ili bič se pojavljuju i nestaju.

Kako interpretirati vodopadnu zaplet

Analiza vodopadnog dijagrama uključuje traženje dvije glavne značajke:

1. Linije reda (dijagonalni grebeni)

To su grebeni vibracija koji su izravno povezani s brzinom rada stroja. Na grafikonu se pojavljuju kao dijagonalne linije.

• Najistaknutija dijagonalna linija je obično 1. red (1x), što predstavlja odziv na neravnotežu rotora.
• Mogu se vidjeti i druge dijagonalne linije za 2. red (2x), što je često povezano s neusklađenošću i drugim harmonicima.

2. Rezonancije (horizontalni grebeni)

To su grebeni visokih vibracija koji se javljaju na konstantna frekvencija, neovisno o brzini stroja. Pojavljuju se kao vodoravne linije koje se protežu preko dijagrama.

• Kada se linija reda (poput odziva 1x neravnoteže) siječe s linijom rezonancije, njezina amplituda će se značajno povećati, formirajući veliki vrh pri toj specifičnoj brzini.
• Brzina kojom se ovo raskrižje događa je kritična brzina sustava.

Prikupljanje i prikaz podataka

Za stvaranje jasnog vodopadnog dijagrama, podaci se obično prikupljaju pomoću praćenje narudžbeTo zahtijeva signal tahometra kako bi se osiguralo da spektralni podaci ne budu "razmazani" kako se brzina mijenja. Iako se dijagram vodopada može prikazati s fiksnom frekvencijskom osi, često je korisnije prikazati ga kao vodopad "temeljen na redovima", gdje je x-os u redovima, a ne u Hz.

Uz 3D prikaz vodopada, isti se podaci koriste i za izradu drugih važnih dijagrama zaleta/spuštanja, kao što su Bodeov dijagram (koji prikazuje amplitudu i fazu jednog reda u odnosu na brzinu) i Nyquistov dijagram (koji prikazuje realni i imaginarni dio vektora narudžbe).

Dijagram vodopada je nezamjenjiv alat za svaku dubinsku analizu dinamike rotora, pružajući potpunu sliku ponašanja stroja u cijelom rasponu brzina.

← Natrag na glavni indeks