ทำความเข้าใจเกี่ยวกับ Cascade Plots
คำจำกัดความ: Cascade Plot คืออะไร?
พล็อตน้ำตก (เรียกอีกอย่างว่า กราฟน้ำตก สเปกตรัม 3 มิติ หรือแผนที่สเปกตรัม) คือการแสดงกราฟิกสามมิติที่แสดงให้เห็นว่า การสั่นสะเทือน สเปกตรัมความถี่ การเปลี่ยนแปลงตามเวลา ความเร็ว หรือตัวแปรอื่นๆ กราฟแสดงความถี่บนแกน X เวลาหรือความเร็วบนแกน Y และการสั่นสะเทือน แอมพลิจูด บนแกน Z (โดยทั่วไปจะแสดงเป็นความสูงและ/หรือความเข้มของสี) สเปกตรัมหลายสเปกตรัมเรียงซ้อนกันเหมือนน้ำตก ทำให้เกิดภาพสามมิติที่เผยให้เห็นรูปแบบที่มองไม่เห็นในสเปกตรัม 2 มิติแต่ละสเปกตรัม.
พล็อตแบบคาสเคดมีประสิทธิภาพโดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับ ไดนามิกของโรเตอร์ การวิเคราะห์ (การระบุ ความเร็ววิกฤต ระหว่างการเริ่มต้น/การหยุดเดินเครื่อง) และเพื่อติดตามความคืบหน้าของความผิดพลาดเมื่อเวลาผ่านไป (สังเกตความถี่ของข้อบกพร่องของตลับลูกปืนที่เกิดขึ้นและเพิ่มขึ้น) นอกจากนี้ยังรู้จักกันในชื่อ แปลงน้ำตก, โดยคำศัพท์ทั้งสองนี้ใช้แทนกันได้.
การก่อสร้างแปลงน้ำตก
แกนและมิติ
- แกน X (แนวนอน): ความถี่ (Hz, CPM หรือคำสั่งซื้อ)
- แกน Y (ความลึก): เวลา ความเร็ว หรือพารามิเตอร์ที่เปลี่ยนแปลง
- แกน Z (แนวตั้ง/สี): แอมพลิจูดของการสั่นสะเทือน
- ทัศนคติ: โดยทั่วไปจะมองจากมุมด้านหน้า-ด้านบนเพื่อความชัดเจน
ประเภทตามตัวแปรแกน Y
Cascade ตามความเร็ว (เริ่มต้น/หยุด)
- แกน Y แสดงถึงความเร็วในการหมุน (RPM)
- เกิดขึ้นระหว่าง การเริ่มต้นธุรกิจ หรือ ชายฝั่ง
- ที่พบมากที่สุดสำหรับการระบุความเร็วที่สำคัญ
- ความเร็วโดยทั่วไปจะเพิ่มขึ้นจากด้านหน้าไปด้านหลัง
คาสเคดแบบอิงตามเวลา
- แกน Y แสดงเวลาปฏิทิน
- แสดงการพัฒนาความผิดพลาดในช่วงหลายวัน หลายสัปดาห์ หลายเดือน
- มีประโยชน์สำหรับการติดตามความล้มเหลวที่ก้าวหน้า
- การวัดล่าสุดที่ด้านหลัง เก่าที่ด้านหน้า
คาสเคดแบบโหลดตาม
- แกน Y แสดงถึงโหลดหรือกำลัง
- แสดงให้เห็นว่าการสั่นสะเทือนเปลี่ยนแปลงไปอย่างไรเมื่อมีโหลด
- มีประโยชน์สำหรับอุปกรณ์ที่มีโหลดแปรผัน
- ระบุปรากฏการณ์ที่ขึ้นอยู่กับโหลด
การอ่านและตีความแผนภาพคาสเคด
คุณสมบัติหลักที่ต้องระบุ
ส่วนประกอบการติดตามความเร็ว
- ปรากฏเป็นเส้นทแยงมุม (ความถี่เพิ่มขึ้น/ลดลงตามความเร็ว)
- 1× เส้น: เส้นทแยงมุมตรงจากจุดกำเนิด (ไม่สมดุล)
- เส้น 2×: แนวทแยงชันขึ้น (การจัดตำแหน่งไม่ถูกต้อง)
- คำสั่งซื้อที่สูงขึ้น: เส้นทแยงมุมที่ชันยิ่งขึ้น
ส่วนประกอบความถี่คงที่
- ปรากฏเป็นเส้นแนวตั้ง (ความถี่คงที่ไม่ว่าความเร็วจะเท่าใดก็ตาม)
- ความถี่ธรรมชาติ: ลักษณะแนวตั้งที่ความเร็ววิกฤต
- ความถี่ไฟฟ้า: ความถี่เส้น 2× (120/100 Hz) ปรากฏเป็นแนวตั้ง
- การสั่นสะเทือนจากภายนอก: ความถี่คงที่จากอุปกรณ์ใกล้เคียง
การระบุความเร็วที่สำคัญ
- เมื่อเส้นทแยงมุม 1× ตัดกับลักษณะความถี่ธรรมชาติแนวตั้ง
- แสดงเป็น “ยอดเขา” ที่ทางแยก
- แอมพลิจูดสูงสุดที่ความเร็ววิกฤต
- การขยายเรโซแนนซ์ที่มองเห็นได้
แอปพลิเคชั่น
การวิเคราะห์ความเร็ววิกฤต
- ระบุความเร็วที่สำคัญทั้งหมดในช่วงการทำงาน
- ตรวจสอบระยะขอบการแยกจากความเร็วในการทำงาน
- ประเมินการหน่วงจากความคมชัดสูงสุด
- เปรียบเทียบความเร็ววิกฤตที่ทดลองกับความเร็วที่คาดการณ์ไว้
- การใช้งานที่พบบ่อยที่สุดในการทดสอบและแก้ไขปัญหา
การตรวจสอบข้อบกพร่องของตลับลูกปืน
- คาสเคดตามเวลาที่แสดงการเกิดความถี่ของแบริ่ง
- ดู บีพีเอฟโอ, บีพีเอฟไอ, บีเอสเอฟ ยอดเขาเพิ่มขึ้นตามกาลเวลา
- การพัฒนาฮาร์โมนิกบ่งชี้ถึงความก้าวหน้า
- คาดการณ์ไทม์ไลน์ความล้มเหลวจากอัตราการเติบโต
การวิเคราะห์คำสั่งซื้อ
- แกนความถี่เป็นลำดับ (คูณความเร็วในการทำงาน) แทนที่จะเป็นเฮิรตซ์
- ส่วนประกอบความเร็วแบบซิงโครนัสปรากฏเป็นเส้นแนวตั้ง
- ส่วนประกอบที่ไม่ซิงโครนัสจะปรากฏเป็นแนวทแยงมุม
- มีประโยชน์สำหรับอุปกรณ์ความเร็วแปรผัน
การแสดงภาพการพัฒนาความผิดพลาด
- ชมจุดสูงสุดของความถี่ใหม่ที่เกิดขึ้น
- เห็นจุดสูงสุดที่มีอยู่เติบโตอย่างกว้างใหญ่
- สังเกตการพัฒนาฮาร์โมนิก
- แสดงภาพการเกิดขึ้นของแถบด้านข้าง
การสร้างพล็อตแบบคาสเคดที่มีประสิทธิภาพ
การรวบรวมข้อมูล
- ชิ้นที่เพียงพอ: สเปกตรัมขั้นต่ำ 10-20 เพื่อการมองเห็นที่ชัดเจน
- การเพิ่มขึ้นอย่างสม่ำเสมอ: ระยะห่างสม่ำเสมอในตัวแปรแกน Y
- ความละเอียดที่เหมาะสม: ความละเอียดความถี่เพียงพอที่จะระบุจุดสูงสุด
- ช่วงเต็ม: ครอบคลุมช่วงการทำงานทั้งหมดหรือช่วงแนวโน้ม
การตั้งค่าการแสดงผล
- มาตราส่วนแอมพลิจูด: เชิงเส้นหรือลอการิทึมตามช่วงข้อมูล
- แผนที่สี: เลือกสีเพื่อเพิ่มการมองเห็นคุณสมบัติ
- มุมมอง: ปรับเพื่อความชัดเจน (โดยทั่วไปอยู่ที่ระดับความสูง 20-30°)
- การคงอยู่สูงสุด: ซอฟต์แวร์บางตัวแสดงซองจดหมายสูงสุดเพื่อความชัดเจน
ข้อดีและข้อจำกัด
ข้อดี
- แสดงภาพข้อมูลหลายมิติในรูปแบบที่เข้าใจได้
- เผยรูปแบบที่มองไม่เห็นในพล็อต 2 มิติ
- แยกแยะส่วนประกอบที่ขึ้นอยู่กับความเร็วจากส่วนประกอบที่ไม่ขึ้นอยู่กับความเร็ว
- มุมมองที่ครอบคลุมของพฤติกรรมแบบไดนามิก
- ยอดเยี่ยมสำหรับการนำเสนอและรายงาน
ข้อจำกัด
- อาจเกิดความยุ่งวุ่นวายได้หากมีส่วนประกอบมากเกินไป
- ต้องอาศัยประสบการณ์จึงจะตีความได้อย่างถูกต้อง
- รายละเอียดอาจถูกบดบังในมุมมอง 3 มิติ
- ยากที่จะแยกค่าตัวเลขที่แม่นยำ
- เสริมแต่ไม่แทนที่การวิเคราะห์ 2 มิติ
กราฟแบบคาสเคดเป็นเครื่องมือสร้างภาพที่ทรงพลังซึ่งเพิ่มมิติของเวลาหรือความเร็วให้กับการวิเคราะห์ความถี่ เผยให้เห็นรูปแบบพลวัตและความก้าวหน้าที่อาจพลาดไปในมุมมองสเปกตรัมแบบคงที่ การเรียนรู้การตีความกราฟแบบคาสเคดอย่างเชี่ยวชาญ ไม่ว่าจะเป็นการจำแนกลักษณะแนวทแยงมุมหรือแนวตั้ง การระบุจุดตัดความเร็ววิกฤต และการติดตามความก้าวหน้าของรอยเลื่อน ถือเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการวิเคราะห์การสั่นสะเทือนขั้นสูงและการประเมินพลวัตของโรเตอร์.