Şelale Grafiği (Kademeli Diyagram) Nedir?
A şelale grafiği, 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 makine'nin çalışma koşulları değiştikçe büyür, küçülür, ortaya çıkar veya kaybolur; tek bir statik spektrum bunu asla gösteremez.
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 frekans 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 mertebe 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 basamaklı grafik, ve bu terimler çoğu zaman eş anlamlı kabul edilir; bazı analistler zamana dayalı yığın için “waterfall”, hıza dayalı yığın için ise “cascade” der, ancak alttaki gösterim aynıdır.
Birincil Uygulama: Başlatma ve Yavaşlama Testi
Bir şelale grafiğinin en önemli kullanımı, bir makine'nin başlatılması sırasında kaydedilen titreşimi analiz etmektir (hızlanma) veya kapatma (serbest yavaşlama). 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 balanssızlık 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. yag girdabi ve kamçılanma 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 hizasızlık - ve her biri hızın sabit bir katı olan daha yüksek harmoniklerde.
Rezonanslar (yatay çıkıntılar)
Bu sırtlar bir sabit frekans, hızdan bağımsızdır; bu nedenle grafik boyunca yatay uzanırlar. Bunlar rotor-yatak sistemi'nin 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 darbesi; böylece her spektrum şaft açısına senkronize edilir ve örnekler arasında hız değiştikçe spektral çizgiler kutulara “yayılmaz”. 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 Balanset-1A, optik lazer takometresi ile donatılmış bir şeritten tetikleniyor. yansıtıcı bant, hızlanma veya coast-down boyunca senkronize spektrumları ve 1× genlik-ve-fazı kaydeder - bunlar kaskad diyagramının ham malzemesidir. Ölçüm makine'nin kendi yataklarında ve çalışma hızında alındığı için, ortaya çıkan grafik rotor'un gerçek montajlı davranışını yansıtır.
5. İlgili Yükseliş / Düşüş Çizgileri
Aynı geçici veri seti birkaç tamamlayıcı ekranı besler ve deneyimli analistler bunlar arasında serbestçe hareket eder:
- Bode grafigi: Kartezyen eksenlerde hıza karşı çizilen tek bir düzenin genliği ve fazı - bir tepe noktasının tam RPM'sini okumak için idealdir.
- Nyquist grafiДџi: bir mertebe vektörünün reel ve imajiner bileşen izi; bu iz her kritik hızda bir döngü oluşturur.
- 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 her hızda spektrumu görünürde tutar. Bu genişlik, onu derinlemesine rotordinamik analiz için vazgeçilmez kılar; makine'nin tüm çalışma aralığındaki davranışının tam resmini verir.
