Diagrama cascadei în analiza vibrațiilor

Definiție: Ce este un grafic în cascadă?

A parcelă cascadă, cunoscut și ca diagrama în cascadă, este un grafic tridimensional utilizat pentru a vizualiza modul în care un spectru de vibrații se modifică în timp sau cu o altă variabilă, cel mai frecvent viteza mașinii. Graficul constă dintr-o serie de spectre FFT individuale „stivuite” unul după altul, creând o suprafață 3D care seamănă cu o cascadă. Această prezentare facilitează observarea modului în care amplitudinile diferitelor componente de vibrații se modifică pe măsură ce variază condițiile de funcționare ale mașinii.

Cele trei axe ale unui grafic tipic de cascadă sunt:

• Axa X: Frecvenţă
• Axa Y: Amplitudine
• Axa Z: Timpul sau, mai frecvent, RPM (viteza mașinii)

Aplicația principală: Testarea la pornire și la decelerare liberă

Cea mai importantă aplicație a unui grafic în cascadă este analiza datelor de vibrații colectate în timpul pornirii (run-up) sau opririi (coast-down) a unei mașini. În timpul acestor evenimente tranzitorii, viteza mașinii se extinde pe întregul său interval de funcționare. Graficul în cascadă oferă o hartă completă și detaliată a răspunsului dinamic al mașinii pe întregul interval de viteză.

Această analiză este esențială pentru:

• Identificarea Viteze critice și Rezonanțe: O rezonanță este identificată ca o „creastă” pe graficul cascadei, care apare la o *frecvență* fixă, indiferent de viteza mașinii. Pe măsură ce diferitele ordine de viteză de funcționare (1x, 2x etc.) se extind pe această frecvență fixă, amplitudinea lor va crește dramatic, creând un vârf clar pe grafic.
• Separarea vibrației forțate de rezonanță: Graficul distinge clar între vârfurile dependente de viteză (vibrații forțate, cum ar fi dezechilibrul, care urmează liniile de ordine) și vârfurile cu frecvență fixă (rezonanțe, care formează o creastă dreaptă pe axa de viteză).

– Observarea modificărilor în stabilitatea rotorului: Poate fi folosit pentru a vedea viteza cu care apar instabilități subsincrone, cum ar fi vârtej de ulei sau biciul apar și dispar.

Cum să interpretezi un grafic în cascadă

Analizarea unui grafic de tip cascadă implică căutarea a două caracteristici principale:

1. Linii de ordine (creste diagonale)

Acestea sunt crestele de vibrație care sunt direct legate de viteza de funcționare a mașinii. Apar ca linii diagonale pe grafic.

• Cea mai proeminentă linie diagonală este de obicei Ordinul I (1x), care reprezintă răspunsul la dezechilibrul rotorului.
• Alte linii diagonale pot fi observate pentru Ordinul al doilea (2x), care este adesea legată de nealiniere și alte armonice.

2. Rezonanțe (Creste orizontale)

Acestea sunt creste de vibrații ridicate care apar la o frecvență constantă, independent de viteza mașinii. Acestea apar ca linii orizontale care traversează graficul.

• Când o linie de ordine (cum ar fi răspunsul de dezechilibru 1x) se intersectează cu o linie de rezonanță, amplitudinea acesteia va crește semnificativ, formând un vârf mare la acea viteză specifică.
• Viteza la care are loc această intersecție este viteză critică a sistemului.

Achiziția și afișarea datelor

Pentru a crea o diagramă clară în cascadă, datele sunt de obicei obținute folosind urmărirea comenzilorAcest lucru necesită un semnal tahometru pentru a se asigura că datele spectrale nu prezintă „pături” pe măsură ce viteza se modifică. Deși un grafic în cascadă poate fi afișat cu o axă de frecvență fixă, este adesea mai util să fie afișat ca o cascadă „bazată pe ordine”, unde axa x este în ordine mai degrabă decât în Hz.

Pe lângă vizualizarea 3D în cascadă, aceleași date sunt folosite și pentru a crea alte grafice importante de urcare/declinare a rulării, cum ar fi Diagrama Bode (care reprezintă grafic amplitudinea și faza unui singur ordin în funcție de viteză) și Diagrama Nyquist (care reprezintă grafic partea reală față de cea imaginară a vectorului unei comenzi).

Diagrama în cascadă este un instrument indispensabil pentru orice analiză rotodinamică aprofundată, oferind o imagine completă a comportamentului unei mașini pe întregul său interval de viteză.

← Înapoi la indexul principal