Zrozumienie wykresów kaskadowych
Definicja: Czym jest wykres kaskadowy?
Wykres kaskadowy (nazywany również wykresem wodospadowym, widmem 3D lub mapą spektralną) to trójwymiarowy wyświetlacz graficzny pokazujący, jak wibracja widma częstotliwości Zmiana w czasie, prędkości lub innej zmiennej. Wykres przedstawia częstotliwość na osi X, czas lub prędkość na osi Y, a wibracje amplituda na osi Z (zazwyczaj przedstawianej jako wysokość i/lub intensywność koloru). Wiele widm jest ułożonych jedno za drugim niczym kaskady wodospadów, tworząc trójwymiarową wizualizację, która ujawnia wzory niewidoczne w poszczególnych widmach 2D.
Wykresy kaskadowe są szczególnie skuteczne w przypadku dynamika wirnika analiza (identyfikująca prędkości krytyczne podczas rozruchu/wybiegu) oraz do monitorowania postępu usterek w czasie (obserwowania pojawiania się i wzrostu częstotliwości usterek łożysk). Są one również znane jako działki wodospadowe, przy czym terminy te są używane zamiennie.
Budowa działki kaskadowej
Osie i wymiary
- Oś X (pozioma): Częstotliwość (Hz, CPM lub zamówienia)
- Oś Y (głębokość): Zmieniany czas, prędkość lub parametr
- Oś Z (pionowo/kolor): Amplituda drgań
- Perspektywiczny: Zwykle oglądane z przodu i z góry, dla lepszej przejrzystości
Typy oparte na zmiennej osi Y
Kaskada oparta na prędkości (rozruch/wybieg)
- Oś Y przedstawia prędkość obrotową (obr./min)
- Wygenerowano podczas uruchomienie lub wybieg
- Najczęściej stosowana do identyfikacji prędkości krytycznej
- Prędkość zazwyczaj wzrasta od przodu do tyłu
Kaskada oparta na czasie
- Oś Y przedstawia czas kalendarzowy
- Pokazuje rozwój usterek na przestrzeni dni, tygodni, miesięcy
- Przydatne do monitorowania postępujących awarii
- Najnowsze pomiary z tyłu, stare z przodu
Kaskada oparta na obciążeniu
- Oś Y przedstawia obciążenie lub moc
- Pokazuje, jak drgania zmieniają się wraz z obciążeniem
- Przydatne w przypadku urządzeń o zmiennym obciążeniu
- Identyfikuje zjawiska zależne od obciążenia
Czytanie i interpretowanie wykresów kaskadowych
Kluczowe cechy do zidentyfikowania
Komponenty śledzące prędkość
- Pojawiają się jako linie ukośne (częstotliwość wzrasta/maleje wraz ze wzrostem prędkości)
- 1× Linia: Prosta przekątna od punktu początkowego (nierównowaga)
- 2× Linia: Bardziej stroma przekątna (niewspółosiowość)
- Wyższe rzędy: Jeszcze bardziej strome przekątne
Komponenty o stałej częstotliwości
- Pojawiają się jako linie pionowe (stała częstotliwość niezależnie od prędkości)
- Częstotliwości naturalne: Cechy pionowe przy prędkościach krytycznych
- Częstotliwości elektryczne: 2× częstotliwość linii (120/100 Hz) pojawia się pionowo
- Wibracje zewnętrzne: Stałe częstotliwości z pobliskiego sprzętu
Identyfikacja prędkości krytycznej
- Miejsce, w którym linia przekątna 1× przecina pionową cechę częstotliwości naturalnej
- Na skrzyżowaniu widoczny jest “szczyt góry”
- Maksymalna amplituda przy prędkości krytycznej
- Widoczne wzmocnienie rezonansowe
Aplikacje
Analiza prędkości krytycznej
- Zidentyfikuj wszystkie krytyczne prędkości w zakresie operacyjnym
- Sprawdź marginesy separacji od prędkości roboczej
- Oceń tłumienie od maksymalnej ostrości
- Porównaj eksperymentalne i przewidywane prędkości krytyczne
- Najczęstsze zastosowanie przy uruchamianiu i rozwiązywaniu problemów
Monitorowanie uszkodzeń łożysk
- Kaskada oparta na czasie pokazująca pojawianie się częstotliwości łożysk
- Oglądać BPFO, BPFI, BSF szczyty rosną z czasem
- Rozwój harmonijny wskazuje na postęp
- Przewidywanie harmonogramu awarii na podstawie tempa wzrostu
Analiza zamówień
- Oś częstotliwości w rzędach (wielokrotnościach prędkości biegu), a nie w Hz
- Składniki synchroniczne z prędkością pojawiają się jako linie pionowe
- Składniki niesynchroniczne pojawiają się po przekątnej
- Przydatne dla urządzeń o zmiennej prędkości
Wizualizacja rozwoju błędów
- Obserwuj pojawianie się nowych szczytów częstotliwości
- Zobacz, jak istniejące szczyty rosną w amplitudzie
- Obserwuj rozwój harmoniczny
- Wizualizacja pojawienia się wstęgi bocznej
Tworzenie efektywnych wykresów kaskadowych
Zbieranie danych
- Wystarczająca liczba kawałków: Minimum 10-20 widm dla wyraźnej wizualizacji
- Stały przyrost: Równe odstępy w osi Y zmienne
- Odpowiednia rozdzielczość: Rozdzielczość częstotliwości wystarczająca do identyfikacji szczytów
- Pełny zakres: Obejmuje cały zakres operacyjny lub okres trendu
Ustawienia wyświetlania
- Skala amplitudy: Liniowy lub logarytmiczny w zależności od zakresu danych
- Mapa kolorów: Wybierz kolory zwiększające widoczność elementów
- Kąt perspektywy: Dostosuj dla lepszej przejrzystości (zwykle 20–30° wysokości)
- Maksymalna retencja: Niektóre programy wyświetlają obwiednię szczytową w celu zapewnienia przejrzystości
Zalety i ograniczenia
Zalety
- Wizualizacja wielowymiarowych danych w zrozumiałym formacie
- Ujawnia wzorce niewidoczne na wykresach 2D
- Rozróżnia komponenty zależne od prędkości i niezależne od prędkości
- Kompleksowy pogląd na zachowanie dynamiczne
- Doskonale nadaje się do prezentacji i raportów
Ograniczenia
- Może być zagracony, jeśli jest zbyt wiele komponentów
- Wymagane jest doświadczenie, aby poprawnie interpretować
- Szczegóły mogą być niewidoczne w widoku 3D
- Trudno wyodrębnić dokładne wartości liczbowe
- Uzupełnia, ale nie zastępuje analizy 2D
Wykresy kaskadowe to potężne narzędzia wizualizacyjne, które dodają wymiar czasu lub prędkości do analizy częstotliwości, ujawniając dynamiczne wzorce i progresje, które mogłyby zostać pominięte w statycznych widokach widmowych. Opanowanie interpretacji wykresów kaskadowych – rozpoznawanie cech ukośnych i pionowych, identyfikacja krytycznych punktów przecięcia prędkości i śledzenie progresji uszkodzeń – jest niezbędne do zaawansowanej analizy drgań i oceny dynamiki wirnika.
EN 
AR 
AZ 
BG 
ZH 
HR 
CS 
DA 
NL 
ET 
FI 
FR 
DE 
KA 
EL 
HE 
HI 
HU 
ID 
IT 
JA 
KO 
LV 
LT 
MS 
NB 
FA 
PL 
PT_BR 
PT 
RO 
SR 
SK 
SL 
ES 
SV 
TH 
TR 
UR 
UK 
VI 