Hva er et Campbell-diagram?

Et Campbell-diagram (også kalt interferensdiagram) plotter eksitasjonsfrekvenser (harmoniske av kjørehastighet) mot naturlige frekvenser. Der harmoniske linjer krysser naturlige frekvenslinjer, eksisterer det en potensiell resonans eller kritisk hastighet.

Hva er harmoniske ordener?

Harmoniske ordener representerer multipler av rotasjonshastigheten. 1× er grunnhastigheten (1 per omdreining), 2× er to ganger per omdreining (vanlig for feiljustering), og høyere ordener relaterer seg til bladpassasje, girinngrep osv.

Hvordan finner jeg kritiske hastigheter fra diagrammet?

Kritiske hastigheter oppstår der harmoniske ordenslinjer skjærer naturlige frekvenslinjer. Kryssingsturtallet o/min = fn × 60 / orden, der fn er den naturlige frekvensen i Hz og orden er det harmoniske tallet.

Hvorfor er kritiske hastigheter farlige?

Ved kritiske hastigheter sammenfaller en harmonisk eksitasjon med en naturlig frekvens, noe som forårsaker resonans. Dette fører til forsterket vibrasjon, potensiell strukturell skade og akselerert slitasje på lager/komponenter.

Hvordan unngår jeg kritiske hastigheter?

Sørg for at driftshastigheten er minst 20% unna enhver kritisk hastighet. Alternativer inkluderer endring av naturlige frekvenser (avstivning/masseendringer), tillegg av demping eller justering av driftshastighetsområdet.

Gratis ingeniørverktøy — #015

Campbell-diagramkalkulator

Plott interferens mellom harmoniske eksitasjonsordrer og naturlige frekvenser. Identifiser kritiske hastighetskryssingspunkter for roterende maskineri.

Opptil 5 naturlige frekvenser Harmoniske 1×–10× Kritiske hastigheter

Kritiske fartsoverganger

Totalt antall kryssinger i fartsområdet

Turtallsområde

Naturlige frekvenser

Campbell-diagrammet

Campbell-diagramprinsippet

Campbell-diagrammet viser eksitasjonsfrekvens mot rotasjonshastighet. For hver harmonisk orden k, eksitasjonsfrekvensen ved hastighet n er:

En krysning (kritisk hastighet) oppstår når en harmonisk eksitasjon samsvarer med en naturlig frekvens:

Vanlige harmoniske ordener

Orden (harmonisk)	Kilde
1×	Ubalanse, bue, eksentrisitet
2×	Feiljustering, elliptisk lager, løshet
3×	Feiljustering (alvorlig), koblingsfeil
k× (bladpassasje)	Antall skovler × RPM
k× (girinngrep)	Antall tenner × turtall

Praktisk eksempel

Eksempel — Sentrifugalpumpe

Gitt: f_n1 = 25 Hz, f_n2 = 48 Hz, Harmoniske: 1×, 2×, 3×

1× kryssing ved f_n1: Turtall = 25 × 60 / 1 = 1500 o/min

2× kryssing ved f_n1: Turtall = 25 × 60 / 2 = 750 o/min

1× kryssing ved f_n2: Turtall = 48 × 60 / 1 = 2880 o/min

⚠️ Merk: Hold driftshastigheten minst 20% unna kritisk hastighet. Hvis en kritisk hastighet må passeres under oppkjøring, akselerer raskt gjennom resonanssonen.

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.

Prosedyrene som er beskrevet på denne siden, ble utviklet og testet i felt av Vibromera-teamet med Balanset-1A, en bærbar tokanals balanserer og vibrasjonsanalysator for balansering av rotorer på stedet.