Förstå Bode-diagrammet i vibrationsanalys

Definition: Vad är ett Bode-diagram?

A Bode-intrigen (uttalas 'bo-dee') är en specialiserad graf som används vid vibrationsanalys för att visa hur en maskins vibrationsrespons förändras med dess rotationshastighet. Den består av två diagram som visas på en delad hastighetsaxel (RPM):

• En Amplituddiagram (överst), vilket visar magnituden på den 1X (synkrona) vibrationen.
• A Fasdiagram (nederst), vilket visar fasfördröjningen för 1X-vibrationen i förhållande till en tidsreferens på axeln.

Detta kombinerade diagram ger en komplett bild av en rotors dynamiska egenskaper och används oftast för att analysera data som samlats in under maskinstart eller avstängning (övergående förhållanden).

Varför är Bode-diagrammet viktigt?

Bode-diagrammet är det primära verktyget för att identifiera en maskins kritiska hastigheterEn kritisk hastighet är en rotationshastighet som matchar en av rotorns naturliga frekvenser, vilket gör att maskinen går in i ett tillstånd av resonans där vibrationsamplituderna förstärks avsevärt.

De klassiska indikatorerna på en kritisk hastighet på ett Bode-diagram är:

1. En tydlig topp i amplituddiagrammet: När maskinens hastighet passerar genom den naturliga frekvensen ökar vibrationsamplituden till ett maximum och minskar sedan.
2. En 180-gradersförskjutning i fasdiagrammet: När hastigheten rör sig genom resonanstoppen förskjuts vibrationssignalens fasförskjutning med totalt 180 grader. Den kritiska hastigheten är exakt belägen vid den hastighet där fasen har förskjutits med 90 grader.

Genom att identifiera dessa kritiska hastigheter kan ingenjörer säkerställa att maskinen inte arbetar kontinuerligt med dessa resonanshastigheter, vilket kan leda till höga vibrationer, för tidigt slitage och katastrofala fel.

Tolkning av ett Bode-diagram

Utöver att identifiera kritiska hastigheter kan ett Bode-diagram avslöja annan viktig information om ett rotorsystem:

• Amplifieringsfaktor (AF): Resonanstoppens "skärpa" indikerar mängden dämpning i systemet. En skarp, hög topp betyder låg dämpning och en hög förstärkningsfaktor, vilket kan vara farligt. En bredare, plattare topp indikerar ett väldämpat system.
• Delade kritiska punkter: Om en rotor har olika styvhet i horisontell och vertikal riktning (anisotrop styvhet) kan den uppvisa två tätt intill varandra belägna resonanstoppar, så kallad "split critical".
• Systemändringar: Att jämföra Bode-diagram tagna över tid kan avslöja förändringar i maskinens struktur, såsom en sprucken axel eller lösa fundamentbultar, vilket skulle kunna förändra platsen och formen på de kritiska hastighetstopparna.
• Balanseringsinformation: Bode-diagrammet är avgörande för balansering av flexibla rotorer i flera plan och med flera hastigheter, eftersom det visar rotorns respons vid olika hastigheter, vilket möjliggör placering av korrektionsvikter för att motverka effekterna av specifika kritiska hastigheter.

Datainsamling

För att generera ett Bode-diagram krävs följande instrument:

• En vibrationsgivare (vanligtvis en närhetsprob) för att mäta axelns vibration.
• En fasreferenssensor (en varvräknare eller Keyphasor) som ger en puls per axelvarv.
• Ett datainsamlingssystem som kan spåra amplituden och fasen hos den 1X-filtrerade vibrationssignalen när maskinens hastighet ändras.

Data samlas nästan alltid in under en kontrollerad start eller utrullning av maskinen för att säkerställa att den passerar genom hela sitt hastighetsområde.

← Tillbaka till huvudmenyn