振動解析におけるボード線図の理解
A ボード線図 (エンジニアのヘンドリック・ボーデにちなんで “ボーディー ”と発音される）。 振動 回転数によって応答が変化する。このグラフは、回転数（RPM）を共有軸とした2つのグラフ（上に振幅曲線、下に位相曲線）を組み合わせたもので、ローターの臨界速度を特定するための主要なツールである。 臨界速度速度が変化しているときに最も明瞭なデータが現れるため、ボード線図は、ほとんどの場合、制御された起動または惰行停止から作成される。 ランナップ または コーストダウン.
1. 定義：ボードプロットとは？
このプロットは、同じ水平方向のスピード軸を共有する2つのグラフで構成されている：
- 序論 振幅プロット (上)。速度変化に伴う1X-同期-振動の大きさを示す。.
- A 位相プロット (下）。 位相 シャフト上の1回転に1回のタイミング基準に対する1倍の振動の遅れ。.
この2つの曲線を一緒に読めば、ローターの動的挙動の全体像がわかります。重要なのは、データが1X成分のみにフィルタリングされていることです。 アンバランスこれがレゾナンス・シグネチャーを非常にクリーンにしている。.
2.ボードプロットが重要な理由
ボード線図は、臨界速度を特定する決定的な方法である。臨界速度とは、ローターの固有振動数のひとつと一致する回転速度のことで、機械を次のような状態に追い込む。 共振 そして振動を大きく増幅させる。2つの古典的なインジケーターが限界速度を示す：
- 振幅プロットに明確なピーク。. 速度が固有振動数を通過するにつれて、振幅は最大まで上昇し、その後再び下降する。.
- 位相プロットの180度シフト。. 共振を通過すると、位相遅れは合計でおよそ 180 度変化します。単純で減衰の小さい単一モード応答では、90 度の位相点は有用な共振位置特定指標であり、減衰によってピークが鈍った場合でも振幅ピーク単独より鋭敏です。ただし実機では、減衰、異方性支持、近接モード、ランアウト補償により、これらの目印はずれます。そのため、位相交差は振幅ピーク、ナイキストループ、減衰推定、および再現性のあるランアップ／コーストダウンデータと併せて使用してください。
クリティカルの位置を正確に把握することで、エンジニアは連続運転速度をクリティカルから遠ざけることができ、クリティカルでの運転がもたらす高振動、摩耗の加速、致命的な故障のリスクを回避することができる。クリティカル位置の事前予測は ローターの臨界回転数計算機 で動作範囲を視覚化することができる。 キャンベル図, そして、測定されたボード線図と照らし合わせて確認する。.
3.ボード線図の解釈
クリティカルを見つけるだけでなく、このプロットはローターシステムについて多くのことを明らかにしてくれる：
- 増幅因子（AF）： レゾナンス・ピークの鋭さは、そのピークがどれほどのものかを反映している。 減衰 が持っています。高くて狭いピークは、ダンピングが低く、増幅率が高いことを意味し、潜在的に危険である。一方、広くて平らなピークは、ダンピングがよく効き、より寛容なローターであることを示す。.
- スプリットクリティカル： ローターが水平方向と垂直方向で不均等な剛性を持つ場合（異方性支持）、“スプリット・クリティカル ”として知られる1つの共振ピークではなく、間隔の近い2つの共振ピークを示すことがある。”
- システムの変更： 経時的に記録されたボード線図を比較すると、構造的な変化が明らかになる。発展途上の シャフトの亀裂 他の症状が現れる前に、基礎ボルトを緩めたりすると、臨界速度のピークの位置がずれたり、形が変わったりすることがよくある。.
- バランス情報： このプロットは、フレキシブル・ローターの多速度、多プレーンのバランシングに不可欠である。なぜなら、このプロットは、各速度におけるローターの反応を示し、特定のクリティカルを抑えるために補正ウェイトをどこに置くべきかを導くからである。.
4.データ収集と計測
ボーデプロットを生成するには、3つのことを一緒に行う必要がある：
- 振動トランスデューサー - 多くの場合、次のようなものである。 近接プローブ 多くの機械ではケーシングに取り付けられたセンサーも使用されているが、シャフト変位を直接測定する。.
- 位相基準センサー - タコメーターまたは キーフェーザー シャフト1回転につき1パルスのクリーンパルスを与える。.
- 速度が変化しても、1Xフィルターされた信号の振幅と位相を連続的に追跡できるデータ取得システム。.
データは制御された始動時または惰行停止中に取得されるため、機械は全速度範囲とその中のすべての臨界点を通過します。常設の近接プローブを持たない汎用機械では、以下のようなポータブル2チャンネルアナライザを使用することができます。 バランセット-1A レーザータコメーターをトリガーに、ランアップまたはコーストダウンを通して同期された1倍の振幅と位相を記録するため、分析者はマシンを常設することなく、現場で応答をプロットし、共振をピンポイントで特定することができます。.
5.ボード線図と隣接表示
Bodeプロットは、過渡データビューのファミリーの1つであり、その親戚と一緒に読むと最も強力である。その ナイキスト線図 は、単一の極性曲線と同じ振幅と位相の情報を示し、共振は明確なループをトレースする。もう一方の カスケード（滝）プロット は、速度に対する完全なスペクトルを積み重ねるため、1Xのみのボード線プロットでは意図的に無視される非同期成分も見えるようになる。これらのビューの適切な組み合わせを選択することで、ランナップの記録を以下のような詳細な画像に変えることができる。 ローターダイナミクス.
