Що таке діаграма Кемпбелла?

Діаграма Кемпбелла (також звана діаграмою інтерференції) відображає залежність частот збудження (гармонік швидкості обертання) від власних частот. Там, де лінії гармонік перетинають лінії власних частот, існує потенційний резонанс або критична швидкість.

Що таке гармонічні порядки?

Гармоніки представляють собою кратні швидкості обертання. 1× – це основна гармоніка (1 на оберт), 2× – це двічі на оберт (типово для перекосу), а вищі порядки стосуються проходу лопатей, зачеплення зубчастих коліс тощо.

Як знайти критичні швидкості на діаграмі?

Критичні швидкості виникають там, де лінії гармонічного порядку перетинаються з лініями власної частоти. Перетин RPM = fn × 60 / порядок, де fn – власна частота в Гц, а порядок – номер гармоніки.

Чому критичні швидкості небезпечні?

На критичних швидкостях гармонійне збудження збігається з власною частотою, викликаючи резонанс. Це призводить до посилення вібрації, потенційного пошкодження конструкції та прискореного зносу підшипників/компонентів.

Як уникнути критичних швидкостей?

Переконайтеся, що робоча швидкість відрізняється від будь-якої критичної швидкості щонайменше на 20%. Варіанти включають зміну власних частот (зміна жорсткості/маси), додавання демпфування або регулювання діапазону робочих швидкостей.

Безкоштовний інженерний інструмент — #015

Калькулятор діаграми Кемпбелла

Побудуйте графік інтерференції між порядками гармонійного збудження та власними частотами. Визначте критичні точки перетину швидкості для обертових машин.

До 5 власних частот Гармоніки 1×–10× Критичні швидкості

Мінімальна швидкість (обороти за хвилину)

Максимальна швидкість (обороти за хвилину)

Власні частоти (Гц, до 5)

Гармонічні порядки (розділені комами)

Швидкі пресети

Перетини з критичними швидкостями

Загальна кількість перетинів у діапазоні швидкостей

—

Діапазон швидкостей

—

Власні частоти

—

Діаграма Кемпбелла

Принцип діаграми Кемпбелла

Діаграма Кемпбелла відображає залежність частоти збудження від швидкості обертання. Для кожного порядку гармоніки k, частота збудження на швидкості n є:

Перетин (критична швидкість) відбувається, коли гармонічне збудження відповідає власній частоті:

Загальні гармонічні порядки

Порядок	Джерело
1×	Дисбаланс, уклін, ексцентриситет
2×	Перекіс, еліптичний підшипник, люфт
3×	Перекіс (серйозний), дефекти муфти
k× (проходження лопатей)	Кількість лопатей × Об/хв
k× (зачеплення зубчастих коліс)	Кількість зубців × Об/хв

Практичний приклад

Приклад — Відцентровий насос

Дано: f_н1 = 25 Гц, f_n2 = 48 Гц, гармоніки: 1×, 2×, 3×

1× перетин у f_н1: RPM = 25 × 60 / 1 = 1500 об/хв

2× перетин у точці f_н1: RPM = 25 × 60 / 2 = 750 об/хв

1× перетин у f_n2: RPM = 48 × 60 / 1 = 2880 об/хв

⚠️ Примітка: Тримайте робочу швидкість щонайменше на відстані 20% від будь-якої критичної швидкості. Якщо критичну швидкість необхідно досягти під час розгону, швидко розігнайтеся через резонансну зону.