Şelale Grafiği (Kademeli Diyagram) Nedir?
A şelale arsası, olarak da adlandırılır. kademeli diyagram, bir titreşimin nasıl oluştuğunu gösteren üç boyutlu bir grafiktir. spektrum zaman içinde veya başka bir değişkene (çoğunlukla makine hızı) karşı gelişir. Bir dizi bireysel parçanın istiflenmesiyle oluşturulur. FFT spektrumları birbiri ardına sıralayarak, basamaklı bir su tabakasını andıran 3 boyutlu bir yüzey oluşturur. Bu tek resim, bir analistin her bir titreşim bileşeni Makinenin çalışma koşulları değiştikçe büyür, küçülür, görünür veya kaybolur, bu da tek bir statik spektrumun asla ortaya çıkaramayacağı bir şeydir.
1. Tanım: Bir Şelale Çiziminin Üç Ekseni
Kademeli diyagramın gücü, bilinen iki eksenli spektruma üçüncü bir boyut eklemesinde yatmaktadır. Geleneksel bir FFT grafiği genlik karşı sıklık Bir an için; şelale grafiği üçüncü bir eksen olarak zaman veya hız ekler, böylece tüm spektrum dizisi bir bakışta okunabilir.
- X ekseni - Frekans: Hz cinsinden spektral içerik veya sipariş takibi çalışma hızı sırasına göre kullanılır.
- Y ekseni - Genlik: Her bir spektral bileşenin hız, ivme veya yer değiştirme cinsinden büyüklüğü.
- Z ekseni - Zaman veya RPM: spektrumların istiflendiği değişken. Hız (RPM) açık ara en yaygın ve teşhis açısından en kullanışlı olanıdır.
Yakın bir akraba kademeli arsa, ve terimler sıklıkla eş anlamlı olarak ele alınmaktadır; bazı analistler zamana dayalı bir yığın için “şelale” ve hıza dayalı bir yığın için “kaskad” terimlerini kullanmaktadır, ancak temelde yatan görüntü aynıdır.
Birincil Uygulama: Başlatma ve Yavaşlama Testi
Bir şelale grafiğinin en önemli kullanımı, bir makinenin başlatılması sırasında yakalanan titreşimi analiz etmektir (koşu) veya kapatma (sahil-aşağı). Bu geçici olaylar sırasında hız tüm çalışma aralığını tarar ve şelale grafiği makinenin bu aralıktaki dinamik tepkisinin tam bir haritasını çizer. Rotorun ara hızlarda nasıl davrandığını tahmin etmek yerine, analist her hızın tek bir yüzeyde temsil edildiğini görür.
Bu da arsayı çeşitli görevler için vazgeçilmez kılmaktadır:
- Kritik hızların ve rezonansların belirlenmesi: A rezonans bir sırt olarak ortaya çıkar. sabit frekans hızdan bağımsız olarak. Çalışma hızı sıraları (1×, 2×, ...) bu sabit frekansı taradıkça, genlikleri keskin bir şekilde tırmanarak kritik hız kavşakta.
- Zorlanmış titreşimi rezonanstan ayırma: grafik hıza bağlı zirveleri net bir şekilde ayırt eder - zorlanmış titreşimler gibi dengesizlik hız ekseni boyunca düz bir sırt oluşturan sabit frekanslı tepe noktalarından (rezonanslar) sipariş çizgilerini takip eder.
- Rotor stabilitesindeki değişikliklerin gözlemlenmesi: gibi eşzamanlı olmayan kararsızlıkların hızını ortaya koymaktadır. petrol girdabı ve kırbaç görünür ve kaybolur, bu da herhangi bir rotor di̇nami̇ği̇ Soruşturma.
3. Bir Şelale Grafiği Nasıl Yorumlanır
Bir basamaklı diyagramı okumak, iki sırt ailesini ve bunların nasıl etkileşime girdiğini tanımaya bağlıdır.
Düzen çizgileri (diyagonal sırtlar)
Bu çıkıntılar doğrudan makinenin çalışma hızına bağlıdır ve bu nedenle hız arttıkça frekansı artan diyagonal çizgiler olarak görünür.
- En belirgin diyagonal normalde 1. sıra (1×), rotor dengesizliğine tepki ve koşu hızı bileşen.
- Daha fazla köşegen 2. derece (2×) - sıklıkla bağlantılı yanlış hizalama - ve her biri hızın sabit bir katı olan daha yüksek harmoniklerde.
Rezonanslar (yatay çıkıntılar)
Bu sırtlar bir sabit frekans, hızdan bağımsızdır, bu nedenle çizim boyunca yatay olarak çalışırlar. Bunlar rotor yatak sisteminin doğal frekanslar.
- Bir düzen çizgisinin (1× dengesizlik yanıtı gibi) bir rezonans sırtını geçtiği yerde, genlik dik bir şekilde yükselir ve belirli bir hızda büyük bir tepe oluşturur.
- Bu hız, sistemin kritik bir hızıdır ve geçişteki amplifikasyon miktarı, sistemin ne kadar hızlı çalıştığını ortaya koyar. sönümleme sistem taşır.
4. Veri Toplama: Sipariş Takibi ve Takometre
Net bir şelale grafiği oluşturmak için veriler genellikle sipariş takibi ile elde edilir. Bunun için bir takometre Böylece her spektrum şaft açısına senkronize edilir ve örnekler arasında hız değiştikçe spektral çizgiler kutular arasında “bulaşmaz”. Bu olmadan faz referans, geçici spektrumlar bulanıklaşır ve sıra çizgileri tanımını kaybeder. Bir şelale sabit bir frekans eksenine karşı çizilebilirken, bir sipariş bazlı X ekseninde Hz yerine siparişlerin bulunduğu şelale, sipariş çizgilerini tamamen dikey tutar ve değişken hızlı makinelerde genellikle daha kolay okunur.
Sahada, spektrumları yakalayan aynı cihaz genellikle hız referansını sağlar. gibi taşınabilir iki kanallı bir analizör Denge-1a, optik lazer takometresi ile donatılmış bir şeritten tetikleniyor. yansıtıcı bant, senkronize spektrumları ve 1× genlik ve fazı bir çalışma veya iniş boyunca kaydeder - bir kademeli diyagramın bir araya getirildiği hammadde. Ölçüm makinenin kendi yataklarında çalışma hızında yapıldığından, elde edilen grafik rotorun gerçek kurulu davranışını yansıtır.
5. İlgili Yükseliş / Düşüş Çizgileri
Aynı geçici veri seti birkaç tamamlayıcı ekranı besler ve deneyimli analistler bunlar arasında serbestçe hareket eder:
- Bode arsası: Kartezyen eksenlerde hıza karşı çizilen tek bir düzenin genliği ve fazı - bir tepe noktasının tam RPM'sini okumak için idealdir.
- Nyquist komplosu: Her kritik hızda bir döngü oluşturan bir mertebenin vektörünün gerçek ve hayali izi.
- Campbell diyagramı: Girişimleri tahmin etmek için düzen çizgilerini doğal frekans çizgileri üzerine bindiren ilgili bir frekansa karşı hız haritası.
Bode ve Nyquist grafikleri her seferinde bir mertebeye odaklanırken, şelale grafiği tüm spektrumunu her hızda görüntüleyebilir. Bu genişlik, tam da bu nedenle derinlemesine rotordinamik analiz için vazgeçilmez bir araç olmaya devam ediyor ve bir makinenin tüm çalışma aralığı boyunca davranışının eksiksiz bir resmini veriyor.
