什么是旋转机械振动的伯德图伯德图在工程上的用途你知道多少呢
问题1什么是伯德图
伯德图是指在直角坐标系内绘制一系列振动矢量如幅值及相位随着转子转动速度变化曲线包括两张图一张是用于表示振动矢量的幅值随转子转速变化的关系图称为幅频图横坐标为转速纵坐标为振动矢量的幅值峰峰值一张是用于表示振动矢量的相位随着转子转速变化的关系图称为相频图横坐标为转速纵坐标为相位
工程上最为常见的伯德图为振动矢量的位移幅值和相位随转子1倍频变化的幅频图和相频图但有时也有随转子转速的某个倍频比如2X或3X等的关系曲线另外振动矢量的幅值有时也不局限于位移幅值有的还可以是速度或者加速度的幅值和相位
图1为某旋转机械转子试验时的伯德图幅频图中横坐标为转速单位为rpm纵坐标为幅值单位为um相频图中横坐标为转速单位为rpm纵坐标为相位角单位为度
图1某旋转机械转子试验时的伯德图
图2为轴承转子系统动力学分析与设计软件DyRoBeS中对其他的旋转机械进行不平衡响应分析时得到的伯德图
图2某旋转机械转子不平衡响应分析时的伯德图
问题2伯德图的用途
说起伯德图好多人会说哦伯德图啊我知道的可以判断转子临界转速啊
嗯说的没错伯德图的确可以用来判断转子临界转速但除此之外伯德图其他的用途你还知道哪些小编与大家一一分享
1确定转子系统的临界转速
在某个转速下根据伯德图中的幅频图中的振动矢量幅值的波峰同时根据相频图中相位发生急剧变化一般相位变化要大于70此时转速可视为该转子的临界转速如图1中所示1400rpm即为转子的一阶临界转速图2中一阶临界转速是5250rpm二阶临界转转速是是rpm
2确定同步放大系数又叫共振放大因子
同步放大系数是对转子系统经过共振后1X振动放大程度的度量反映了轴承转子系统阻尼的大小具有高阻尼的系统往往具有低同步放大系数而具有低阻尼的系统则具有高同步放大系数通过伯德图可以确定同步放大系数一般有三种方法峰比率又叫峰值比法半功率带宽相位斜率工程上较为常用的是半功率带宽法操作较为方便该方法由美国石油协会签署实施在美国也叫API法半功率这个词起源于交流电路理论将它应用于转子系统是可以得到有意义的结果的
伯德图的半功率点高低分别对应于转速约为临界转速处振幅的70时候的转速值标记好这些转速后利用下列式子进行同步放大系数的计算
临界转速与工作转速需要一定的隔离裕度而这与同步放大系数息息相关
3确定高点和重点的关系
转子上不平衡矢量的角位置称为重点在不平衡力作用下轴发生弯曲变形的角位置称为高点重点与高点之间的夹角就是高点滞后于重点的滞后角通过伯德图可以确定过临界转速时的转子的滞后角从而通过高点与滞后角就可以确定重点的位置
正确地求得机械滞后角后就可以为高速动平衡加准试重量提供正确的依据
4确定转子初始偏摆
在低转速时转子的振动就是转子的初始偏摆值较大的偏摆值会使伯德图产生变形进而给出错误的动态振动信息因此在进行转子运转试验前需将转子系统各处的外圆跳动和端面跳动控制在要求的范围内
5确定结构共振
实测伯德图中经常会出现一些非临界转速的峰有时甚至非临界转速的峰值会比临界转速的共振峰值还高这些峰值可能来自于基础管道轴承座等结构共振借助于伯德图的幅频和相频曲线可以做出判断需要具体问题具体分析
6分析不平衡
在分析动平衡时借助伯德图分析转子不平衡质量所处的轴向位置不平衡振型阶数
7分析启停机过程振动
从伯德图中可以得到不同转速下的振动量值和相位借助该图分析启停机过程中振动的差别
