ナイキスト線図（極座標線図）を理解する
A ナイキスト線図 — 一般に 極座標 振動解析において――は、極座標系上で変化する振動ベクトルを示すグラフである。これとは異なり、 ボード線図, を広げる。 振幅 そして 段階 2つの別々のデカルト座標系上のグラフを、ナイキスト図は1つの図に統合します。原点からの距離は振動の振幅を表し、グラフ上の角度はその位相角を表すため、曲線上の各点は1つの完全な振動ベクトルとなります。
1. 定義：1つの図における振幅と位相
このプロットは、機械の回転数が変化する（通常は起動時や停止時）際に、1×（同期）振動ベクトルの先端が描く軌跡を示しています。曲線上の各点には、回転数に応じて色や記号が付けられているため、解析担当者はベクトルの大きさと方向だけでなく、各点が記録された時点の回転数（RPM）も確認することができます。
- について 原点（中心）からの距離 は振動の振幅を表しています。外側に行くほど、応答が大きくなります。
- について プロットの周りの角度 を表している。 位相角 に対する振動の タコメーター を参照されたい。.
両軸とも単一の回転成分を表しているため、ナイキスト図は2本の傾向線としてではなく、ベクトルの軌跡として読み取られます。そして、そのコンパクトさこそが、共鳴付近において極めて有益な情報を提供してくれるのです。
2. なぜナイキスト線図は重要なのか？
ナイキスト線図は、機械の動的応答を一目で把握できる簡潔な図です。その主な目的は、ボード線図と同様に、同定と解析を行うことにあります。 臨界速度 - その 共振 ローター・ベアリングシステムの。
ナイキスト線図における臨界速度の典型的な指標は ループ. 速度が 固有振動数…すると、振幅が増加し、曲線は原点から離れていく。速度が臨界速度を通過すると、位相が180度シフトし、ベクトルの先端が回転して円やループを形成する。振幅の最大点はループの頂点にあり、臨界速度そのものはループ上の90度の位相シフト点に位置する。これは、ボード線図上の緩やかな位相の傾斜よりも、はるかに明確な目印となる。
3. ナイキスト図の読み方
ループの形状、大きさ、向きには、ローターの健全性や動的特性に関する多くの診断情報が含まれています。
- ダンピング: ループの直径は、システムと反比例の関係にある 減衰. 大きく整った円は、減衰が小さく増幅が大きいことを示し、小さくきついループは、減衰が十分に効いているシステムであることを示す。
- 異方性（スプリットクリティカル）： ローター系の水平方向と垂直方向の剛性が異なる場合、プロットには2つの明確な重なり合うループが現れることがあります。これは、方向性によって引き起こされる明らかな「スプリットクリティカル」現象です。 硬直.
- 集中発生箇所： ループの向きによって、ローターの重心位置を特定しやすくなります―― アンバランス — シャフト上の位相基準マークに対して、これは 修正重量 は行くべきだ。.
- システムの変更： 経時的なナイキスト図を比較することで、機械の状態の変化が明らかになります。ループの大きさや形状の変化は、減衰や剛性の変化を示しており、これは ひびの入ったローター, 緩い 財団、あるいは軸受特性の変化。
- バランスを取る： このプロットは高度な用途で使用されます フレキシブルローター バランス調整。ループがどのように動くかを観察することで、 試用重量 が追加されると、アナリストは 影響係数 平衡解を計算するために必要である。
4. 現場でのデータ収集
ナイキスト図の精度は、その基礎となる同期された振幅・位相データの質に左右され、そのデータは、速度スイープを通じて取得された、1回転ごとに取得されるクリーンな位相基準に依存します。現場では、次のようなポータブルな2チャンネルアナライザが バランセット-1A 測定中は、光学タコメーターのパルスに対して振幅と位相を1×測定し、 上昇 または コーストダウン、ベクトル対速度の記録を提供し、そこから極座標図が作成される。この振幅と位相の測定結果こそが、 フィールドバランシングしたがって、1つの機器が共振を特定すると同時に、その共振を引き起こす不均衡を補正することになる。オーダーラインが実際に動作範囲内の固有振動数と交差するかどうかを確認するために、解析担当者はまず干渉を キャンベル図計算ツール.
5. ナイキスト線図とボード線図
ナイキスト線図とボーデ線図は、まったく同じデータ（1×の振幅と位相対速度）を異なる形式で表示するものであり、どちらを選ぶかは、多くの場合、解析担当者の好みや、どの特性を強調したいかによって決まる。
- ボードプロット： 速度軸が直線的で目盛りの調整が容易なため、ピーク振幅の正確なRPMや、180度の位相シフトの正確な開始点と終了点を読み取るのに適している。
- ナイキストプロット： 動的応答全体を一目で把握するのに適しています。ループサイズを通じて減衰量を視覚化することや、分岐臨界点を重なり合うループとして明らかにすることにおいて優れており、いずれもボーデ線図よりも直感的に理解できます。
これと密接に関連する表示は、 シャフト軌道これは、単一のベクトルと速度の関係ではなく、ベアリング面における動きをプロットしたものです。最近のほとんどの 振動解析装置 これら3つすべてを描くことができ、経験豊富なアナリストはこれらを組み合わせて包括的な分析を行っています ローターダイナミクス 診断.
