Entendendo os Gráficos em Cascata
Definição: O que é um gráfico em cascata?
Gráfico em cascata (também chamado de gráfico em cascata, espectro 3D ou mapa espectral) é uma representação gráfica tridimensional que mostra como vibração espectros de frequência mudança ao longo do tempo, velocidade ou outra variável. O gráfico apresenta a frequência no eixo X, o tempo ou a velocidade no eixo Y e a vibração no eixo Y. amplitude no eixo Z (normalmente mostrado como altura e/ou intensidade de cor). Vários espectros são empilhados uns sobre os outros como cascatas, criando uma visualização 3D que revela padrões invisíveis em espectros 2D individuais.
Os gráficos em cascata são particularmente poderosos para dinâmica do rotor análise (identificação) velocidades críticas durante a partida/parada) e para monitorar a progressão de falhas ao longo do tempo (observando o surgimento e o aumento da frequência de defeitos nos rolamentos). Eles também são conhecidos como parcelas de cachoeira, sendo os termos usados de forma intercambiável.
Construção de lote em cascata
Eixos e Dimensões
- Eixo X (Horizontal): Frequência (Hz, CPM ou ordens)
- Eixo Y (Profundidade): Tempo, velocidade ou parâmetro sendo variado
- Eixo Z (Vertical/Cor): Amplitude de vibração
- Perspectiva: Normalmente visualizado de um ângulo frontal superior para maior clareza.
Tipos baseados na variável do eixo Y
Cascata baseada em velocidade (inicialização/desaceleração)
- O eixo Y representa a velocidade de rotação (RPM).
- Gerado durante comece ou desaceleração
- Mais comum para identificação de velocidade crítica
- A velocidade normalmente aumenta da frente para trás.
Cascata baseada no tempo
- O eixo Y representa o tempo do calendário.
- Mostra a evolução da falha ao longo de dias, semanas e meses.
- Útil para monitorar falhas progressivas
- Medidas recentes na parte de trás, medidas antigas na frente.
Cascata baseada em carga
- O eixo Y representa a carga ou a potência.
- Mostra como a vibração muda com a carga.
- Útil para equipamentos de carga variável
- Identifica fenômenos dependentes da carga
Leitura e interpretação de gráficos em cascata
Principais características a identificar
Componentes de rastreamento de velocidade
- Aparecem como linhas diagonais (a frequência aumenta/diminui com a velocidade)
- 1× Linha: Diagonal reta a partir da origem (desequilíbrio)
- 2× Linha: Diagonal mais acentuada (desalinhamento)
- Ordens superiores: Diagonais ainda mais íngremes
Componentes de frequência fixa
- Aparecem como linhas verticais (frequência constante, independentemente da velocidade)
- Frequências Naturais: Características verticais em velocidades críticas
- Frequências elétricas: A frequência da linha 2× (120/100 Hz) aparece verticalmente.
- Vibração externa: Frequências constantes provenientes de equipamentos próximos
Identificação de Velocidade Crítica
- Onde a linha diagonal 1× cruza a característica de frequência natural vertical
- Aparece como "pico da montanha" na interseção.
- Amplitude máxima na velocidade crítica
- Amplificação de ressonância visível
Aplicações
Análise de Velocidade Crítica
- Identifique todas as velocidades críticas na faixa de operação.
- Verificar margens de separação em relação à velocidade operacional
- Avalie o amortecimento a partir da nitidez máxima.
- Comparar velocidades críticas experimentais com velocidades críticas previstas
- Uso mais comum em comissionamento e resolução de problemas
Monitoramento de defeitos em rolamentos
- Cascata temporal mostrando o surgimento da frequência de azimute
- Assistir BPFO, BPFI, BSF Os picos crescem ao longo do tempo.
- O desenvolvimento harmônico indica progressão.
- Prever o tempo de falha a partir da taxa de crescimento
Análise de pedidos
- Eixo de frequência em ordens (múltiplos da velocidade de execução) em vez de Hz
- Os componentes síncronos à velocidade aparecem como linhas verticais.
- Componentes não síncronos aparecem na diagonal.
- Útil para equipamentos de velocidade variável
Visualização do desenvolvimento de falhas
- Observe o surgimento de novos picos de frequência.
- Veja os picos existentes aumentarem em amplitude.
- Observe o desenvolvimento harmônico
- Visualize o surgimento da banda lateral
Como criar gráficos de cascata eficazes
Coleta de dados
- Fatias suficientes: Mínimo de 10 a 20 espectros para uma visualização clara.
- Incremento consistente: Espaçamento uniforme na variável do eixo Y
- Resolução adequada: Resolução de frequência suficiente para identificar picos
- Gama completa: Abrange toda a faixa de operação ou período de tendência.
Configurações de exibição
- Escala de amplitude: Linear ou logarítmico, dependendo da faixa de dados.
- Mapa de cores: Escolha cores que realcem a visibilidade do recurso.
- Ângulo de perspectiva: Ajuste para melhor visualização (normalmente 20-30° de elevação).
- Retenção máxima: Alguns softwares exibem o envelope de pico para maior clareza.
Vantagens e Limitações
Vantagens
- Visualiza dados multidimensionais em formato compreensível.
- Revela padrões invisíveis em gráficos 2D.
- Distingue componentes dependentes da velocidade de componentes independentes da velocidade
- Visão abrangente do comportamento dinâmico
- Excelente para apresentações e relatórios.
Limitações
- Pode ficar confuso se houver muitos componentes presentes.
- É necessário ter experiência para interpretar corretamente.
- Detalhes podem ficar obscurecidos na visualização 3D.
- É difícil extrair valores numéricos precisos.
- Complementa, mas não substitui a análise 2D.
Os gráficos em cascata são ferramentas de visualização poderosas que adicionam a dimensão do tempo ou da velocidade à análise de frequência, revelando padrões e progressões dinâmicas que seriam perdidos em visualizações espectrais estáticas. Dominar a interpretação de gráficos em cascata — reconhecendo características diagonais versus verticais, identificando interseções de velocidade críticas e rastreando a progressão de falhas — é essencial para análises avançadas de vibração e avaliação da dinâmica de rotores.
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