Zrozumienie wykresu Bodego w analizie drgań

Definicja: Czym jest wykres Bodego?

A Fabuła Bodego (wymawiane „bo-di”) to specjalistyczny wykres używany w analizie drgań, który pokazuje, jak reakcja maszyny na drgania zmienia się w zależności od jej prędkości obrotowej. Składa się z dwóch wykresów wyświetlanych na wspólnej osi prędkości (obr./min):

• Jakiś Wykres amplitudy (góra), który pokazuje wielkość drgań 1X (synchronicznych).
• A Wykres fazowy (na dole), który pokazuje opóźnienie fazowe drgań 1X względem odniesienia czasowego na wale.

Ten połączony wykres przedstawia pełny obraz charakterystyki dynamicznej wirnika i jest najczęściej wykorzystywany do analizy danych zebranych podczas rozruchu lub wyłączania maszyny (warunki przejściowe).

Dlaczego wykres Bodego jest ważny?

Wykres Bodego jest podstawowym narzędziem służącym do identyfikacji maszyny prędkości krytycznePrędkość krytyczna to prędkość obrotowa odpowiadająca jednej z częstotliwości naturalnych wirnika, powodująca przejście maszyny w stan rezonans gdzie amplitudy drgań ulegają znacznemu wzmocnieniu.

Klasycznymi wskaźnikami prędkości krytycznej na wykresie Bodego są:

1. Wyraźny szczyt na wykresie amplitudy: Gdy prędkość maszyny przekracza częstotliwość własną, amplituda drgań wzrasta do wartości maksymalnej, a następnie maleje.
2. Zmiana o 180 stopni na wykresie fazowym: Gdy prędkość przekracza szczyt rezonansowy, opóźnienie fazowe sygnału wibracyjnego przesuwa się o łącznie 180 stopni. Prędkość krytyczna znajduje się dokładnie przy prędkości, przy której faza przesunęła się o 90 stopni.

Dzięki identyfikacji tych krytycznych prędkości inżynierowie mogą mieć pewność, że maszyna nie będzie pracować nieprzerwanie z tymi rezonansowymi prędkościami, co mogłoby prowadzić do silnych wibracji, przedwczesnego zużycia i poważnej awarii.

Interpretacja wykresu Bodego

Oprócz określenia prędkości krytycznych wykres Bodego może ujawnić inne ważne informacje na temat układu wirnika:

• Współczynnik wzmocnienia (AF): „Ostrość” szczytu rezonansowego wskazuje na ilość tłumienie w systemie. Ostry, wysoki szczyt oznacza niskie tłumienie i wysoki współczynnik wzmocnienia, co może być niebezpieczne. Szerszy, bardziej płaski szczyt wskazuje na dobrze tłumiony system.
• Podział krytyczny: Jeżeli wirnik ma różną sztywność w kierunku poziomym i pionowym (sztywność anizotropowa), może wykazywać dwa blisko siebie położone szczyty rezonansowe, znane jako „krytyczny punkt podziału”.
• Zmiany systemowe: Porównywanie wykresów Bodego zbieranych w czasie może ujawnić zmiany w strukturze maszyny, np. pęknięty wał lub luźne śruby fundamentowe, które mogą zmienić położenie i kształt krytycznych szczytów prędkości.
• Informacje o równoważeniu: Wykres Bodego jest niezbędny do wielopłaszczyznowego, wieloprędkościowego wyważania elastycznych wirników, gdyż pokazuje reakcję wirnika przy różnych prędkościach, umożliwiając umieszczenie ciężarków korekcyjnych w celu przeciwdziałania skutkom określonych prędkości krytycznych.

Zbieranie danych

Do wygenerowania wykresu Bodego wymagane są następujące narzędzia:

• Przetwornik drgań (zwykle sonda zbliżeniowa) do pomiaru drgań wału.
• Czujnik odniesienia fazy (tachometr lub Keyphasor) dostarczający jeden impuls na każdy obrót wału.
• System akwizycji danych umożliwiający śledzenie amplitudy i fazy sygnału drgań przefiltrowanego 1X wraz ze zmianą prędkości maszyny.

Dane są niemal zawsze zbierane podczas kontrolowanego rozruchu lub wybiegu maszyny, aby mieć pewność, że pracuje ona w pełnym zakresie prędkości.

← Powrót do indeksu głównego