Het begrijpen van de Bode-grafiek in trillingsanalyse

Definitie: Wat is een bodeplot?

A Bode (uitgesproken als 'bo-dee') plot is een gespecialiseerde grafiek die wordt gebruikt in trillingsanalyse om te laten zien hoe de trillingsrespons van een machine verandert met de rotatiesnelheid. Het bestaat uit twee grafieken die worden weergegeven op een gedeelde snelheidsas (RPM):

• Een Amplitudeplot (boven), die de grootte van de 1X (synchrone) trilling laat zien.
• A Faseplot (onder), die de fasevertraging van de 1X-trilling ten opzichte van een timingreferentie op de as weergeeft.

Deze gecombineerde grafiek geeft een compleet beeld van de dynamische eigenschappen van een rotor en wordt meestal gebruikt om gegevens te analyseren die zijn vastgelegd tijdens het opstarten of uitschakelen van een machine (tijdelijke omstandigheden).

Waarom is het Bode-verhaal belangrijk?

Het Bode-diagram is het belangrijkste hulpmiddel om de prestaties van een machine te identificeren. kritische snelhedenEen kritische snelheid is een rotatiesnelheid die overeenkomt met een van de natuurlijke frequenties van de rotor, waardoor de machine in een toestand van resonantie waar de trillingsamplitudes aanzienlijk worden versterkt.

De klassieke indicatoren van een kritische snelheid in een Bode-diagram zijn:

1. Een duidelijke piek in de amplitudegrafiek: Naarmate de snelheid van de machine de eigenfrequentie overschrijdt, neemt de trillingsamplitude toe tot een maximum en neemt vervolgens af.
2. Een verschuiving van 180 graden in het fasediagram: Naarmate de snelheid de resonantiepiek passeert, verschuift de fasevertraging van het trillingssignaal met in totaal 180 graden. De kritische snelheid ligt precies op de snelheid waarbij de fase met 90 graden is verschoven.

Door deze kritische snelheden te identificeren, kunnen technici ervoor zorgen dat de machine niet continu op deze resonantiesnelheden draait, wat kan leiden tot sterke trillingen, vroegtijdige slijtage en ernstige storingen.

Het interpreteren van een bode-plot

Naast het identificeren van kritische snelheden kan een Bode-diagram ook andere belangrijke informatie over een rotorsysteem onthullen:

• Versterkingsfactor (AF): De “scherpte” van de resonantiepiek geeft de hoeveelheid aan demping in het systeem. Een scherpe, hoge piek betekent lage demping en een hoge versterkingsfactor, wat gevaarlijk kan zijn. Een bredere, vlakkere piek duidt op een goed gedempt systeem.
• Gesplitste kritieken: Als een rotor een verschillende stijfheid heeft in de horizontale en verticale richting (anisotrope stijfheid), kan deze twee dicht bij elkaar gelegen resonantiepieken vertonen, wat bekend staat als een "split critical".
• Systeemwijzigingen: Door Bode-grafieken met elkaar te vergelijken die in de loop van de tijd zijn gemaakt, kunnen veranderingen in de structuur van de machine aan het licht komen. Denk bijvoorbeeld aan een gebarsten as of losse funderingsbouten. Hierdoor kunnen de locatie en vorm van de kritieke snelheidspieken veranderen.
• Balanceringsinformatie: De Bode-grafiek is essentieel voor het balanceren van flexibele rotoren op meerdere vlakken en snelheden, omdat deze de respons van de rotor bij verschillende snelheden weergeeft. Hierdoor kunnen correctiegewichten worden geplaatst om de effecten van specifieke kritische snelheden tegen te gaan.

Gegevensverzameling

Om een Bode-diagram te genereren, is de volgende instrumentatie nodig:

• Een trillingstransducer (meestal een nabijheidssonde) om de trillingen van de as te meten.
• Een fasereferentiesensor (een toerenteller of Keyphasor) die één puls per omwenteling van de as levert.
• Een data-acquisitiesysteem dat de amplitude en fase van het 1X gefilterde trillingssignaal kan volgen terwijl de snelheid van de machine verandert.

De gegevens worden vrijwel altijd verzameld tijdens een gecontroleerde opstart of uitloop van de machine, om er zeker van te zijn dat het volledige snelheidsbereik wordt doorlopen.

← Terug naar hoofdindex