Каскадна діаграма (водоспадна діаграма) у вібраційному аналізі

Визначення: Що таке водоспадний графік?

A водоспадний сюжет, також відомий як каскадна діаграма, — це тривимірний графік, який використовується для візуалізації того, як спектр вібрації змінюється з часом або з іншою змінною, найчастіше швидкістю машини. Графік складається з серії окремих спектрів FFT, «розташованих» один за одним, створюючи 3D-поверхню, що нагадує каскадний водоспад. Ця презентація дозволяє легко побачити, як змінюються амплітуди різних компонентів вібрації залежно від змін умов роботи машини.

Три осі типового графіка водоспаду:

• Вісь X: Частота
• Вісь Y: Амплітуда
• Вісь Z: Час або, частіше, об/хв (швидкість машини)

Основне застосування: Випробування на розгін та вибіг

Найважливіше застосування каскадної діаграми полягає в аналізі даних про вібрацію, зібраних під час запуску (розгону) або зупинки (вибігу) машини. Під час цих перехідних подій швидкість машини змінюється в усьому її робочому діапазоні. Каскадна діаграма надає повну та детальну карту динамічної реакції машини в усьому цьому діапазоні швидкостей.

Цей аналіз має вирішальне значення для:

• Визначення Критичні швидкості і резонанси: Резонанс визначається як «гребінь» на графіку водоспаду, який виникає на фіксованій *частоті*, незалежно від швидкості машини. Коли різні порядки швидкостей роботи (1x, 2x тощо) проходять по цій фіксованій частоті, їхня амплітуда різко зростатиме, створюючи чіткий пік на графіку.
• Відокремлення вимушеної вібрації від резонансу: Графік чітко розрізняє піки, залежні від швидкості (вимучених коливань, таких як дисбаланс, які слідують лініям порядку), та піки фіксованої частоти (резонансів, які утворюють прямий гребінь поперек осі швидкості).

– Спостереження за змінами стабільності ротора: Його можна використовувати для спостереження за швидкістю, з якою виникають субсинхронні нестабільності, такі як масляний вихор або батіг з'являються та зникають.

Як інтерпретувати сюжет водоспаду

Аналіз каскадної діаграми включає пошук двох основних ознак:

1. Лінії порядку (діагональні гребені)

Це виступи вібрації, які безпосередньо пов'язані зі швидкістю роботи машини. На графіку вони відображаються як діагональні лінії.

• Найбільш помітна діагональна лінія зазвичай є 1-е замовлення (1x), що відображає реакцію на дисбаланс ротора.
• Інші діагональні лінії можна побачити для 2-ге замовлення (2x), що часто пов'язано з перекосом, та іншими гармоніками.

2. Резонанси (горизонтальні гребені)

Це виступи високої вібрації, що виникають на постійна частота, незалежно від швидкості машини. Вони виглядають як горизонтальні лінії, що проходять поперек графіка.

• Коли лінія порядку (наприклад, відгук дисбалансу 1x) перетинається з лінією резонансу, її амплітуда значно зростає, утворюючи великий пік на цій конкретній швидкості.
• Швидкість, з якою відбувається це перехрестя, є критична швидкість системи.

Збір та відображення даних

Для створення чіткої каскадної діаграми дані зазвичай отримують за допомогою відстеження замовленняЦе вимагає сигналу тахометра, щоб забезпечити відсутність «розмиття» спектральних даних при зміні швидкості. Хоча графік водоспаду можна відобразити з фіксованою віссю частоти, часто корисніше відображати його як «порядковий» каскад, де вісь x відображає порядки, а не Гц.

Окрім 3D-зображення водоспаду, ці ж дані також використовуються для створення інших важливих графіків розбігу/вибігу, таких як Діаграма Боде (який відображає амплітуду та фазу одного порядку в залежності від швидкості) та Діаграма Найквіста (який відображає залежність дійсної та уявної частин вектора порядку).

Каскадна діаграма є незамінним інструментом для будь-якого поглибленого аналізу динаміки ротора, що забезпечує повне уявлення про поведінку машини у всьому діапазоні її швидкостей.

← Назад до головного індексу