Mi az a Campbell-diagram?

A Campbell-diagram (más néven interferencia-diagram) a gerjesztési frekvenciákat (a futási sebesség felharmonikusait) ábrázolja a természetes frekvenciák függvényében. Ahol a harmonikus vonalak metszik a természetes frekvenciavonalakat, ott potenciális rezonancia vagy kritikus sebesség létezik.

Mik azok a harmonikus rendek?

A harmonikus rendek a forgási sebesség többszöröseit jelentik. Az 1× az alapharmonikus (fordulatonként 1), a 2× a fordulatonként kétszeres (gyakori a tengelyeltolási hibákra), a magasabb rendek pedig a lapát áthaladására, a fogaskerék-kapcsolódásra stb. vonatkoznak.

Hogyan találom meg a kritikus sebességeket a diagramon?

A kritikus sebességek ott fordulnak elő, ahol a harmonikus rendvonalak metszik a természetes frekvenciavonalakat. A metsző fordulatszám/perc = fn × 60 / rend, ahol fn a természetes frekvencia Hz-ben, a rend pedig a harmonikus szám.

Miért veszélyesek a kritikus sebességek?

Kritikus sebességeknél a harmonikus gerjesztés egybeesik egy természetes frekvenciával, rezonanciát okozva. Ez felerősödött rezgéshez, potenciális szerkezeti károsodáshoz és felgyorsult csapágy-/alkatrészkopáshoz vezet.

Hogyan kerülhetem el a kritikus sebességeket?

Győződjön meg arról, hogy az üzemi sebesség legalább 20%-vel eltér a kritikus sebességtől. A lehetőségek közé tartozik a természetes frekvenciák megváltoztatása (merevítés/tömegváltozás), csillapítás hozzáadása vagy az üzemi sebességtartomány beállítása.

Ingyenes mérnöki eszköz — #015

Campbell-diagram kalkulátor

Ábrázolja a harmonikus gerjesztési rendek és a sajátfrekvenciák közötti interferenciát. Határozza meg a forgó gépek kritikus sebességkeresztezési pontjait.

Akár 5 sajátfrekvencia Harmonikusok 1×–10× Kritikus sebességek

Kritikus sebességkereszteződések

Összes kereszteződés a sebességtartományban

—

Fordulatszám-tartomány

—

Sajátfrekvenciák

—

Campbell-diagram

Campbell-diagram elve

A Campbell-diagram a gerjesztési frekvencia és a forgási sebesség közötti összefüggést ábrázolja. Minden harmonikus rendre k, a gerjesztési frekvencia sebességnél n van:

Kereszteződés (kritikus sebesség) akkor következik be, amikor egy harmonikus gerjesztés megegyezik egy sajátfrekvenciával:

Közös harmonikus rendek

Rend (harmonikus)	Forrás
1×	Kiegyensúlyozatlanság, meghajlás, excentricitás
2×	Tengelyeltolódás, ellipszis csapágyazás, lazaság
3×	Súlyos tengelyeltolódás, tengelykapcsoló-hibák
k× (pengeátmenet)	lapátszám × RPM
k× (fogaskerék-kapcsolás)	Fogak száma × fordulatszám

Gyakorlati példa

Példa – Centrifugálszivattyú

Adott: f_n1 = 25 Hz, f_n2 = 48 Hz, Felharmonikusok: 1×, 2×, 3×

1× kereszteződés f-nél_n1: Fordulatszám = 25 × 60 / 1 = 1500 fordulat/perc

2× keresztezés f-nél_n1: Fordulatszám = 25 × 60 / 2 = 750 fordulat/perc

1× kereszteződés f-nél_n2: Fordulatszám = 48 × 60 / 1 = 2880 fordulat/perc

⚠️ Megjegyzés: Tartsa az üzemi sebességet legalább 20%-kal távolabb minden kritikus sebességtől. Ha felfutás közben át kell lépni egy kritikus sebességet, gyorsan gyorsítson át a rezonanciazónán.

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.

Az ezen az oldalon ismertetett eljárásokat a Vibromera csapata dolgozta ki, és a helyszínen tesztelte a Balanset-1A segítségével, amely egy hordozható, kétcsatornás kiegyensúlyozó és rezgésanalizátor a helyszíni kiegyensúlyozáshoz.