캐스케이드 플롯 이해
정의: 캐스케이드 플롯이란 무엇인가?
캐스케이드 플롯 (폭포수 플롯, 3D 스펙트럼 또는 스펙트럼 맵이라고도 함)은 어떻게 표시되는지 보여주는 3차원 그래픽 디스플레이입니다. 진동 주파수 스펙트럼 시간, 속도 또는 다른 변수에 따른 변화입니다. 플롯의 X축에는 주파수, Y축에는 시간 또는 속도, 그리고 진동이 있습니다. 진폭 Z축(일반적으로 높이 및/또는 색상 강도로 표시됨)에 있습니다. 여러 개의 스펙트럼이 폭포처럼 층층이 쌓여 3D 시각화를 생성하며, 개별 2D 스펙트럼에서는 보이지 않는 패턴을 보여줍니다.
캐스케이드 플롯은 특히 다음과 같은 경우에 강력합니다. 로터 동역학 분석(식별 임계 속도 시동/관성 정지 중) 및 시간 경과에 따른 결함 진행 모니터링(베어링 결함 빈도의 발생 및 증가 관찰)에 사용됩니다. 또한 폭포 플롯, 이 두 용어는 서로 바꿔 사용됩니다.
캐스케이드 플롯 건설
축과 차원
- X축(수평): 주파수(Hz, CPM 또는 주문)
- Y축(깊이): 시간, 속도 또는 매개변수가 변화함
- Z축(수직/색상): 진동 진폭
- 관점: 일반적으로 명확성을 위해 앞쪽 상단 각도에서 봅니다.
Y축 변수 기반 유형
속도 기반 캐스케이드(시동/하강)
시간 기반 캐스케이드
- Y축은 달력 시간을 나타냅니다.
- 며칠, 몇 주, 몇 달 동안의 단층 발달을 보여줍니다.
- 점진적 실패를 모니터링하는 데 유용합니다.
- 뒤쪽은 최근 측정, 앞쪽은 오래된 측정
부하 기반 캐스케이드
- Y축은 부하 또는 전력을 나타냅니다.
- 하중에 따라 진동이 어떻게 변하는지 보여줍니다.
- 가변 부하 장비에 유용
- 부하에 따른 현상을 식별합니다.
캐스케이드 플롯 읽기 및 해석
식별할 주요 기능
속도 추적 구성 요소
- 대각선으로 나타남(주파수는 속도에 따라 증가/감소함)
- 1× 라인: 원점으로부터 직선 대각선(불균형)
- 2× 라인: 더 가파른 대각선(정렬 불량)
- 상위 주문: 더욱 가파른 대각선
고정 주파수 구성 요소
- 수직선으로 나타남(속도에 관계없이 일정한 주파수)
- 자연 주파수: 임계 속도에서의 수직 특징
- 전기 주파수: 2× 라인 주파수(120/100Hz)가 수직으로 나타납니다.
- 외부 진동: 근처 장비의 일정한 주파수
임계 속도 식별
- 대각선 1× 선이 수직 고유 주파수 특성을 교차하는 곳
- 교차로에서 "산 정상"으로 표시됨
- 임계 속도에서의 진폭 최대값
- 공명 증폭이 보입니다
응용 프로그램
임계 속도 분석
- 작동 범위 내의 모든 중요 속도를 식별합니다.
- 작동 속도로부터 분리 마진을 확인하세요
- 피크 선명도에서 감쇠를 평가합니다.
- 실험 속도와 예측된 임계 속도를 비교합니다.
- 시운전 및 문제 해결에 가장 일반적으로 사용됨
베어링 결함 모니터링
- 베어링 주파수 출현을 보여주는 시간 기반 캐스케이드
- 보다 BPFO, BPFI, BSF 시간이 지남에 따라 피크가 커집니다
- 하모닉 개발은 진행을 나타냅니다
- 성장률을 통해 실패 타임라인 예측
주문 분석
- Hz가 아닌 순서(실행 속도의 배수)로 주파수 축을 표시합니다.
- 속도 동기 구성 요소는 수직선으로 나타납니다.
- 비동기 구성 요소는 대각선으로 나타납니다.
- 가변 속도 장비에 유용함
결함 개발 시각화
- 새로운 주파수 피크가 나타나는 것을 지켜보세요
- 기존 피크의 진폭이 커지는 것을 확인하세요
- 고조파 발달을 관찰하세요
- 사이드밴드 출현 시각화
효과적인 계단식 플롯 만들기
데이터 수집
- 충분한 슬라이스: 명확한 시각화를 위한 최소 10-20개의 스펙트럼
- 일관된 증가: Y축 변수의 균일한 간격
- 적절한 해상도: 피크를 식별하기에 충분한 주파수 분해능
- 전체 범위: 전체 운영 범위 또는 추세 기간을 포괄합니다.
디스플레이 설정
- 진폭 스케일: 데이터 범위에 따라 선형 또는 대수형
- 컬러 맵: 기능 가시성을 향상시키는 색상을 선택하세요
- 관점 각도: 명확성을 위해 조정하세요(일반적으로 20-30° 높이)
- 최대 유지율: 일부 소프트웨어는 명확성을 위해 피크 엔벨로프를 표시합니다.
장점과 한계
장점
- 다차원 데이터를 이해하기 쉬운 형식으로 시각화합니다.
- 2D 플롯에서 보이지 않는 패턴을 보여줍니다.
- 속도 종속 구성 요소와 속도 독립 구성 요소를 구별합니다.
- 동적 행동에 대한 포괄적인 관점
- 프레젠테이션 및 보고서에 적합합니다.
제한 사항
- 구성 요소가 너무 많으면 복잡해질 수 있습니다.
- 정확하게 해석하려면 경험이 필요합니다
- 3D 보기에서는 세부 사항이 가려질 수 있습니다.
- 정확한 수치 값을 추출하기 어려움
- 2D 분석을 보완하지만 대체하지는 않습니다.
캐스케이드 플롯은 주파수 분석에 시간이나 속도의 차원을 더하여 정적 스펙트럼 뷰에서는 간과될 수 있는 동적 패턴과 진행 과정을 보여주는 강력한 시각화 도구입니다. 캐스케이드 플롯 해석, 즉 대각선과 수직 특징의 인식, 중요한 속도 교차점 식별, 그리고 결함 진행 추적을 숙달하는 것은 고급 진동 분석 및 로터 동역학 평가에 필수적입니다.
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