Razumevanje Nyquistovega diagrama (polarni diagram)
A Nyquistov diagram - splošno imenovan a polarni diagram pri delu z vibracijami - je graf, ki prikazuje spreminjajoči se vektor vibracij v polarnem koordinatnem sistemu. Za razliko od Bodejeva krivulja, ki se širi amplituda in . faza na dveh ločenih kartezičnih grafih, Nyquistova ploskev združuje oba v eno sliko. Oddaljenost od izvora je amplituda vibracije, kot okoli ploskve pa je njen fazni kot, tako da je vsaka točka na krivulji en popoln vektor vibracije.
1. Opredelitev: Amplituda in faza na enem diagramu
Graf sledi poti, ki jo opravi konica 1× (sinhronega) vektorja vibracij, ko se spreminja hitrost stroja, običajno pri zagonu ali zaustavitvi. Hitrost je vzdolž krivulje označena s spreminjajočimi se barvami ali simboli, tako da lahko analitik poleg velikosti in smeri vektorja prebere tudi število vrtljajev, pri katerem je bila posneta vsaka točka.
- Spletna stran oddaljenost od izvora (središča) predstavlja amplitudo vibracij - bolj kot je oddaljena, večji je odziv.
- Spletna stran kot okoli parcele predstavlja fazni kot vibracij glede na tahometer referenca.
Ker obe osi opisujeta eno samo vrtečo se komponento, Nyquistov diagram beremo kot lokacijo vektorja in ne kot par trendnih črt, prav zaradi te kompaktnosti pa je v bližini resonance tako razviden.
2. Zakaj je Nyquistov diagram pomemben?
Nyquistov diagram omogoča edinstven kompakten prikaz dinamičnega odziva stroja. Njen glavni namen, tako kot Bodejev graf, je identifikacija in analiza kritične hitrosti - ... resonance sistema rotor-nosilec.
Klasični indikator kritične hitrosti na Nyquistovem diagramu je zanka. Ko se hitrost približuje vrednosti naravna frekvenca, se amplituda poveča in krivulja se oddalji od izvora. Ko hitrost preseže kritično hitrost, se faza premakne za 180 stopinj, pri čemer se konica vektorja obrne v krog ali zanko. Točka največje amplitude je vrh zanke, sama kritična hitrost pa se nahaja v točki 90-stopinjskega faznega premika na zanki, kar je veliko bolj očitna točka kot postopna fazna rampa na Bodejevem diagramu.
3. Interpretacija Nyquistovega diagrama
Oblika, velikost in usmerjenost zanke prinašajo veliko diagnostičnih informacij o zdravju in dinamičnih lastnostih rotorja.
- Dušenje: premer zanke je obratno sorazmeren s sistemom dušenje. Velik, dobro oblikovan krog kaže na majhno dušenje in veliko ojačitev; majhna, tesna zanka kaže na dobro dušen sistem.
- Anizotropija (razdeljene kritične vrednosti): če ima rotorski sistem različno togost v vodoravni in navpični smeri, lahko graf pokaže dve različni, prekrivajoči se zanki - jasen “kritični razcep”, ki je posledica smernega togost.
- Lokacija težke točke: usmerjenost zanke pomaga locirati težjo točko rotorja - neravnovesje - glede na fazno referenčno oznako na gredi, ki usmerja, kje je korekcijska teža bi morali iti.
- Sistemske spremembe: primerjava Nyquistovih diagramov skozi čas pokaže spremembe v stanju stroja. Sprememba velikosti ali oblike zanke kaže na spremembo dušenja ali togosti, kar lahko kaže na razpokan rotor, ohlapno temelj, ali spreminjajoče se značilnosti ležaja.
- Uravnoteženje: parcela se uporablja v naprednih fleksibilni rotor uravnoteženje. Z opazovanjem, kako se zanka premika po poskusna teža je dodan, analitik izpelje vplivni koeficienti potrebnih za izračun rešitve za uravnoteženje.
4. Zajemanje podatkov na terenu
Nyquistov diagram je tako dober kot sinhronizirani amplitudni in fazni podatki za njim, ti podatki pa so odvisni od čiste referenčne faze, ki se enkrat na revolucijo odvzame pri merjenju hitrosti. Na terenu lahko uporabite prenosni dvokanalni analizator, kot je npr. Balanset-1A meri 1× amplitudo in fazo glede na impulz optičnega tahometra med zagon ali spust ob obali, ki zagotavlja zapis vektorja v primerjavi s hitrostjo, iz katerega se izriše polarni diagram. Enaka meritev amplitude in faze je osnova za uravnoteženje polja, tako da en instrument hkrati opiše resonanco in popravi neravnovesje, ki jo vzbuja. Da bi preveril, ali bo vrstica reda dejansko prečkala lastno frekvenco v delovnem območju, lahko analitik najprej skicira motnjo z Campbellov diagram kalkulator.
5. Nyquistova plošča v primerjavi z Bodejevo ploščo
Nyquistov in Bodejev diagram prikazujeta popolnoma enake podatke - 1× amplitudo in fazo v odvisnosti od hitrosti - v različnih oblikah, izbira med njima pa je pogosto odvisna od preferenc analitika in poudarjene lastnosti.
- Bodejeva ploskev: boljši za odčitavanje natančnega števila vrtljajev najvišje amplitude ter natančnega začetka in konca 180-stopinjskega faznega premika, saj je njegova os hitrosti linearna in jo je mogoče enostavno skalirati.
- Nyquistov diagram: bolje za zajemanje celotnega dinamičnega odziva naenkrat. Odlično prikaže količino dušenja skozi velikost zanke in razkrije deljene kritične vrednosti kot prekrivajoče se zanke, kar je bolj intuitivno kot Bodejev diagram.
Tesno povezan zaslon je orbita gredi, ki prikazuje gibanje v ravnini lege in ne le enega vektorja v odvisnosti od hitrosti. Večina sodobnih analizatorji vibracij lahko črpajo vse tri, izkušeni analitiki pa jih uporabljajo skupaj za celovito rotorska dinamika diagnoza.
