Fossdiagrammet (kaskadediagram) i vibrasjonsanalyse

Definisjon: Hva er en fossefallplott?

A fossefall, også kjent som en kaskadediagram, er en tredimensjonal graf som brukes til å visualisere hvordan et vibrasjonsspektrum endres over tid eller med en annen variabel, vanligvis maskinhastighet. Plottet består av en serie individuelle FFT-spektre som er "stablet" bak hverandre, og skaper en 3D-overflate som ligner en foss. Denne presentasjonen gjør det enkelt å se hvordan amplitudene til forskjellige vibrasjonskomponenter endres etter hvert som maskinens driftsforhold varierer.

De tre aksene i et typisk fossefallplott er:

• X-akse: Hyppighet
• Y-akse: Amplitude
• Z-akse: Tid eller, mer vanlig, RPM (maskinhastighet)

Primærapplikasjon: Oppkjørings- og rulletesting

Den viktigste bruken av et fossefallsplott er for å analysere vibrasjonsdata samlet inn under en maskins oppstart (oppkjøring) eller nedstengning (friløp). Under disse forbigående hendelsene sveiper maskinens hastighet gjennom hele driftsområdet. Fossefallsplottet gir et komplett og detaljert kart over maskinens dynamiske respons på tvers av dette fulle hastighetsområdet.

Denne analysen er avgjørende for:

• Identifisering Kritiske hastigheter og resonanser: En resonans identifiseres som en «rygg» på fosseplottet som oppstår med en fast *frekvens*, uavhengig av maskinens hastighet. Etter hvert som de ulike kjørehastighetsordenene (1x, 2x, osv.) sveiper over denne faste frekvensen, vil amplituden deres øke dramatisk, noe som skaper en tydelig topp på plottet.
• Å skille tvungen vibrasjon fra resonans: Plottet skiller tydelig mellom hastighetsavhengige topper (tvungne vibrasjoner som ubalanse, som følger ordenslinjene) og topper med fast frekvens (resonanser, som danner en rett ås over hastighetsaksen).

– Observasjon av endringer i rotorstabilitet: Den kan brukes til å se hastigheten som subsynkrone ustabiliteter som oljevirvel eller pisk dukker opp og forsvinner.

Slik tolker du et fossefallplott

Å analysere et fossefallplott innebærer å se etter to hovedtrekk:

1. Ordrelinjer (diagonale rygger)

Dette er vibrasjonsryggene som er direkte knyttet til maskinens kjørehastighet. De vises som diagonale linjer på plottet.

• Den mest fremtredende diagonale linjen er vanligvis 1. ordre (1x), som representerer responsen på rotorens ubalanse.
• Andre diagonale linjer kan sees for 2. orden (2x), som ofte er relatert til feiljustering og andre harmoniske.

2. Resonanser (horisontale rygger)

Dette er rygger med høy vibrasjon som oppstår ved en konstant frekvens, uavhengig av maskinens hastighet. De vises som horisontale linjer som går på tvers av plottet.

• Når en ordrelinje (som 1x ubalanserespons) skjærer en resonanslinje, vil amplituden øke betydelig, og danne en stor topp ved den spesifikke hastigheten.
• Hastigheten som dette krysset skjer med er en kritisk hastighet av systemet.

Datainnsamling og visning

For å lage et tydelig fossefallsplott, blir dataene vanligvis innhentet ved hjelp av ordresporingDette krever et turtellersignal for å sikre at spektraldataene er fri for "utsmøring" når hastigheten endres. Selv om et fossefallsplott kan vises med en fast frekvensakse, er det ofte mer nyttig å vise det som et "ordensbasert" fossefall, der x-aksen er i ordener i stedet for Hz.

I tillegg til 3D-fossefallvisningen brukes de samme dataene også til å lage andre viktige oppkjørings-/nedkjøringsplott, som for eksempel Bode-plottet (som plotter amplituden og fasen til en enkelt orden versus hastighet) og Nyquist-plottet (som plotter den reelle kontra den imaginære delen av en ordens vektor).

Fossdiagrammet er et uunnværlig verktøy for enhver grundig rotordynamisk analyse, og gir et komplett bilde av en maskins oppførsel over hele hastighetsområdet.

← Tilbake til hovedindeksen