Forstå Bode-plottet i vibrasjonsanalyse

Definisjon: Hva er et Bode-plott?

A Bode-plott (uttales 'bo-dee') er en spesialisert graf som brukes i vibrasjonsanalyse for å vise hvordan en maskins vibrasjonsrespons endres med rotasjonshastigheten. Den består av to plott som vises på en delt hastighetsakse (RPM):

• En Amplitudeplott (øverst), som viser størrelsen på 1X (synkron) vibrasjon.
• A Faseplott (nederst), som viser faseforsinkelsen til 1X-vibrasjonen i forhold til en tidsreferanse på akselen.

Dette kombinerte plottet gir et komplett bilde av en rotors dynamiske egenskaper og brukes oftest til å analysere data som samles inn under maskinoppstart eller -avstengning (forbigående forhold).

Hvorfor er Bode-plottet viktig?

Bode-plottet er det primære verktøyet for å identifisere en maskins kritiske hastigheterEn kritisk hastighet er en rotasjonshastighet som samsvarer med en av rotorens naturlige frekvenser, noe som fører til at maskinen går inn i en tilstand av resonans der vibrasjonsamplitudene er betydelig forsterket.

De klassiske indikatorene på en kritisk hastighet på et Bode-plott er:

1. En tydelig topp i amplitudediagrammet: Når maskinens hastighet passerer gjennom den naturlige frekvensen, øker vibrasjonsamplituden til et maksimum og avtar deretter.
2. Et 180-graders skifte i fasediagrammet: Etter hvert som hastigheten beveger seg gjennom resonanstoppen, forskyves faseforsinkelsen til vibrasjonssignalet med totalt 180 grader. Den kritiske hastigheten er nøyaktig plassert ved hastigheten der fasen har forskjøvet seg med 90 grader.

Ved å identifisere disse kritiske hastighetene kan ingeniører sikre at maskinen ikke opererer kontinuerlig med disse resonanshastighetene, noe som kan føre til høy vibrasjon, for tidlig slitasje og katastrofal feil.

Tolkning av et Bode-plott

Utover å identifisere kritiske hastigheter, kan et Bode-plott avsløre annen viktig informasjon om et rotorsystem:

• Amplifikasjonsfaktor (AF): «Skarpheten» til resonanstoppen indikerer mengden av demping i systemet. En skarp, høy topp betyr lav demping og en høy forsterkningsfaktor, noe som kan være farlig. En bredere, flatere topp indikerer et godt dempet system.
• Delte kritiske punkter: Hvis en rotor har ulik stivhet i horisontal og vertikal retning (anisotropisk stivhet), kan den vise to tett inntil hverandre liggende resonanstopper, kjent som en «splittkritisk».
• Systemendringer: Sammenligning av Bode-plott tatt over tid kan avdekke endringer i maskinens struktur, for eksempel en sprukket aksel eller løse fundamentbolter, som vil endre plasseringen og formen på de kritiske hastighetstoppene.
• Balanseringsinformasjon: Bode-plottet er viktig for flerplans- og flerhastighetsbalansering av fleksible rotorer, ettersom det viser rotorens respons ved forskjellige hastigheter, noe som muliggjør plassering av korreksjonsvekter for å motvirke effekten av spesifikke kritiske hastigheter.

Datainnsamling

For å generere et Bode-plott kreves følgende instrumentering:

• En vibrasjonstransduser (vanligvis en nærhetssonde) for å måle akselens vibrasjon.
• En fasereferansesensor (et turteller eller Keyphasor) som gir én puls per omdreining av akselen.
• Et datainnsamlingssystem som er i stand til å spore amplituden og fasen til det 1X-filtrerte vibrasjonssignalet når maskinens hastighet endres.

Dataene samles nesten alltid inn under en kontrollert oppstart eller nedrulling av maskinen for å sikre at den passerer gjennom hele hastighetsområdet.

← Tilbake til hovedindeksen