Wat is een Campbell-diagram?

Een Campbell-diagram (ook wel interferentiediagram genoemd) zet de excitatiefrequenties (harmonischen van de draaisnelheid) uit tegen de eigenfrequenties. Waar de harmonische lijnen de eigenfrequentielijnen kruisen, bestaat er een potentiële resonantie of kritische snelheid.

Wat zijn harmonische orden?

Harmonische orden vertegenwoordigen veelvouden van de rotatiesnelheid. 1× is de grondtoon (1 per omwenteling), 2× is tweemaal per omwenteling (vaak voorkomend bij verkeerde uitlijning), en hogere orden hebben betrekking op bladpassage, tandwieloverbrenging, enz.

Hoe vind ik de kritische snelheden in het diagram?

Kritische snelheden treden op waar harmonische orde-lijnen de natuurlijke frequentie-lijnen snijden. Het snijpunt in toerental (RPM) = fn × 60 / orde, waarbij fn de natuurlijke frequentie in Hz is en orde het harmonische nummer.

Waarom zijn kritische snelheden gevaarlijk?

Bij kritische snelheden valt een harmonische excitatie samen met een eigenfrequentie, waardoor resonantie ontstaat. Dit leidt tot versterkte trillingen, mogelijke structurele schade en versnelde slijtage van lagers/onderdelen.

Hoe vermijd ik kritische snelheden?

Zorg ervoor dat de bedrijfssnelheid minstens 20% verwijderd is van elke kritische snelheid. Opties zijn onder andere het wijzigen van de eigenfrequenties (verstijving/massaveranderingen), het toevoegen van demping of het aanpassen van het bedrijfssnelheidsbereik.

Gratis engineeringtool — #015

Campbell-diagramcalculator

Teken de interferentie tussen harmonische excitatieordes en eigenfrequenties. Identificeer de kritische snelheidsoverschrijdingspunten voor roterende machines.

Tot 5 natuurlijke frequenties Harmonischen 1×–10× Kritische snelheden

Kritische snelheidsovergangen

Totaal aantal snijpunten in het snelheidsbereik

—

Toerentalbereik

—

Natuurlijke frequenties

—

Campbell-diagram

Campbell-diagramprincipe

Het Campbell-diagram geeft de excitatiefrequentie weer ten opzichte van de rotatiesnelheid. Voor elke harmonische orde k, de excitatiefrequentie bij snelheid n is:

Een kruising (kritische snelheid) treedt op wanneer een harmonische excitatie overeenkomt met een natuurlijke frequentie:

Veelvoorkomende harmonische orden

Orde	Bron
1×	Onbalans, buiging, excentriciteit
2×	Uitlijningsfout, elliptisch lager, speling
3×	(Ernstige) verkeerde uitlijning, koppelingsdefecten
k× (bladpassage)	Aantal bladen × toerental
k× (tandwieloverbrenging)	Aantal tanden × toerental

Praktisch voorbeeld

Voorbeeld — Centrifugaalpomp

Gegeven: f_n1 = 25 Hz, f_n2 = 48 Hz, Harmonischen: 1×, 2×, 3×

1× kruising bij f_n1: Toerental = 25 × 60 / 1 = 1500 toeren per minuut

2× kruising bij f_n1: Toerental = 25 × 60 / 2 = 750 toeren per minuut

1× kruising bij f_n2: Toerental = 48 × 60 / 1 = 2880 toeren per minuut

⚠️ Let op: Houd de bedrijfssnelheid minimaal 20% verwijderd van elke kritische snelheid. Als een kritische snelheid tijdens het aanlopen moet worden overschreden, accelereer dan snel door de resonantiezone.

De procedures die op deze pagina worden beschreven, zijn ontwikkeld en in het veld getest door het Vibromera-team met behulp van de Balanset-1A, een draagbaar tweekanaals balanceerapparaat en trillingsanalysator voor het balanceren van rotoren ter plaatse.