Înțelegerea graficului Bode în analiza vibrațiilor

Definiție: Ce este un grafic Bode?

A Complotul lui Bode (pronunțat „bo-di”) este un grafic specializat utilizat în analiza vibrațiilor pentru a arăta cum se modifică răspunsul la vibrații al unei mașini în funcție de viteza sa de rotație. Acesta constă din două grafice afișate pe o axă de viteză partajată (RPM):

• Un Graficul amplitudinii (sus), care arată magnitudinea vibrației 1X (sincrone).
• A Diagrama de fază (jos), care arată decalajul de fază al vibrației 1X față de o referință de temporizare pe arbore.

Această diagramă combinată oferă o imagine completă a caracteristicilor dinamice ale unui rotor și este cel mai frecvent utilizată pentru a analiza datele captate în timpul pornirii sau opririi mașinii (condiții tranzitorii).

De ce este important graficul Bode?

Diagrama Bode este principalul instrument pentru identificarea unei mașini viteze criticeO viteză critică este o viteză de rotație care se potrivește cu una dintre frecvențele naturale ale rotorului, determinând mașina să intre într-o stare de rezonanţă unde amplitudinile vibrațiilor sunt amplificate semnificativ.

Indicatorii clasici ai unei viteze critice pe o diagramă Bode sunt:

1. Un vârf distinct în graficul amplitudinii: Pe măsură ce viteza mașinii trece prin frecvența naturală, amplitudinea vibrației crește până la un maxim și apoi scade.
2. O deplasare de 180 de grade a graficului de fază: Pe măsură ce viteza trece prin vârful de rezonanță, defazajul semnalului de vibrație se modifică cu un total de 180 de grade. Viteza critică este localizată precis la viteza la care faza s-a deplasat cu 90 de grade.

Prin identificarea acestor viteze critice, inginerii se pot asigura că mașina nu funcționează continuu la aceste viteze rezonante, ceea ce ar putea duce la vibrații ridicate, uzură prematură și defecțiuni catastrofale.

Interpretarea unui grafic Bode

Dincolo de identificarea vitezelor critice, un grafic Bode poate dezvălui și alte informații importante despre un sistem rotor:

• Factor de amplificare (FA): „Ascuțimea” vârfului de rezonanță indică cantitatea de amortizare în sistem. Un vârf ascuțit și înalt înseamnă o amortizare scăzută și un factor de amplificare ridicat, ceea ce poate fi periculos. Un vârf mai larg și mai plat indică un sistem bine amortizat.
• Critici împărțite: Dacă un rotor are o rigiditate diferită în direcțiile orizontală și verticală (rigiditate anizotropă), acesta poate prezenta două vârfuri de rezonanță apropiate, cunoscute sub numele de „divizare critică”.
• Modificări ale sistemului: Compararea graficelor Bode realizate în timp poate dezvălui modificări ale structurii mașinii, cum ar fi un arbore fisurat sau șuruburi de fundație slăbite, care ar modifica locația și forma vârfurilor critice de viteză.
• Informații despre echilibrare: Diagrama Bode este esențială pentru echilibrarea multiplană și cu mai multe viteze a rotoarelor flexibile, deoarece arată răspunsul rotorului la diferite viteze, permițând plasarea unor greutăți de corecție pentru a contracara efectele unor viteze critice specifice.

Colectarea datelor

Pentru a genera o diagramă Bode, sunt necesare următoarele instrumente:

• Un traductor de vibrații (de obicei un sondă de proximitate) pentru a măsura vibrațiile arborelui.
• Un senzor de referință de fază (un tahometru sau Keyphasor) care furnizează un impuls pe rotația arborelui.
• Un sistem de achiziție de date capabil să urmărească amplitudinea și faza semnalului de vibrație filtrat 1X pe măsură ce viteza mașinii se modifică.

Datele sunt aproape întotdeauna colectate în timpul unei porniri controlate sau a unei opriri libere a mașinii pentru a se asigura că parcurge întregul interval de viteză.

← Înapoi la indexul principal