免費工程工具 — #015
坎貝爾圖計算器
繪製諧波激振階次與自然頻率之間的干擾。識別旋轉機械的臨界轉速交叉點。
臨界轉速交叉點
坎貝爾圖原理
坎貝爾圖繪製激振頻率與轉速的關係。對於每個諧波階次 k，在轉速 n 時的激振頻率為：
當諧波激振與自然頻率匹配時，會發生交叉（臨界轉速）：
常見諧波階次
| 階次（諧波） | 來源 |
|---|---|
| 1× | 不平衡、轉子彎曲、偏心 |
| 2× | 不對心、橢圓軸承、鬆動 |
| 3× | 不對心（嚴重）、聯軸器缺陷 |
| k×（葉片通過頻率） | 葉片數 × RPM |
| k×（齒輪嚙合頻率） | 齒數 × RPM |
實務範例
已知： fn1 = 25 Hz, fn2 = 48 Hz, 諧波：1×, 2×, 3×
1× 在 f 處的交叉點n1：RPM = 25 × 60 / 1 = 1500 RPM
2× 交叉點於 fn1：RPM = 25 × 60 / 2 = 750 RPM
1× 在 f 處的交叉點n2：RPM = 48 × 60 / 1 = 2880 RPM
⚠️ 注意： 運轉速度應至少與任何臨界速度保持 20% 的距離。若升速過程中必須通過臨界速度，請快速加速通過共振區。
A Campbell diagram plots excitation frequencies (harmonics of running speed) against natural frequencies. Intersections indicate potential resonance — critical speeds where amplified vibration may occur.
Harmonic orders are multiples of the shaft rotation frequency. 1× = once per revolution (unbalance), 2× = twice per revolution (misalignment), higher orders relate to blade pass, gear mesh, etc.
Critical speed RPM = fn × 60 / order. For example, if fn = 50 Hz and order = 2×, critical speed = 50 × 60 / 2 = 1500 RPM.
At critical speeds, excitation frequency matches a natural frequency causing resonance, amplified vibration, possible structural damage, and accelerated bearing wear.
Maintain at least 20% separation margin. Options: change stiffness/mass (shift natural frequencies), add damping, modify operating speed range, or pass through resonance quickly during run-up/down.
本頁所述的操作流程由 Vibromera 團隊使用 Balanset-1A（一款用於現場轉子平衡的便攜式雙通道動平衡儀及振動分析儀）開發並經過實地測試。
使用專業振動分析儀在現場識別臨界速度與共振。已應用於 50 多個國家。
