ما هو الاهتزاز القسري؟ استجابة الإثارة الخارجية • موازن محمول، محلل اهتزازات "Balanset" لآلات الموازنة الديناميكية، الكسارات، المراوح، آلات التغطية، المثاقب في الحصادات، أعمدة الإدارة، أجهزة الطرد المركزي، التوربينات، والعديد من الدوارات الأخرى. ما هو الاهتزاز القسري؟ استجابة الإثارة الخارجية • موازن محمول، محلل اهتزازات "Balanset" لآلات الموازنة الديناميكية، الكسارات، المراوح، آلات التغطية، المثاقب في الحصادات، أعمدة الإدارة، أجهزة الطرد المركزي، التوربينات، والعديد من الدوارات الأخرى.

ما هو الاهتزاز القسري؟ استجابة الإثارة الخارجية

نُشر بواسطة admin على

فهم الاهتزاز القسري

التعريف: ما هو الاهتزاز القسري؟

الاهتزاز القسري هي حركة تذبذبية ناتجة عن قوة دورية خارجية تُطبق على نظام ميكانيكي. يحدث الاهتزاز عند تردد القوة المطبقة (تردد القوة)، وتتناسب سعته طرديًا مع مقدار دالة القوة وعكسيًا مع مقاومة النظام للحركة عند ذلك التردد. اهتزاز في الآلات الدوارة يكون هناك اهتزاز قسري، مع مصادر إجبارية مشتركة بما في ذلك عدم التوازن (قوة الطرد المركزي الدورانية)،, عدم المحاذاة (قوى الاقتران)، والنبضات الديناميكية الهوائية/الهيدروليكية.

الاهتزاز القسري يختلف اختلافًا جوهريًا عن اهتزاز ذاتي الإثارة الاهتزازات القسرية (حيث يُولّد النظام تذبذباته المستمرة) والاهتزازات الحرة (استجابة مؤقتة بعد نبضة). يُعدّ فهم مبادئ الاهتزازات القسرية أمرًا بالغ الأهمية لأنه يُفسّر كيفية ارتباط سعة الاهتزاز بشدة العطل، وكيف يُمكن التحكّم في الاهتزازات عن طريق تقليل التأثير القسري أو تعديل استجابة النظام.

خصائص الاهتزاز القسري

مطابقة التردد

  • تردد الاهتزاز يساوي تردد القوة
  • في حالة القوة عند 30 هرتز، والاهتزاز عند 30 هرتز
  • على عكس الاهتزاز المثار ذاتيًا والذي يحدث بالتردد الطبيعي
  • التردد المتوقع بناءً على مصدر القوة

تناسب السعة

  • سعة الاهتزاز تتناسب مع مقدار القوة
  • ضعف القوة → ضعف الاهتزاز (نظام خطي)
  • إزالة القوة → توقف الاهتزاز
  • يمكن التحكم بها من خلال تقليل القوة

علاقة الطور

  • محدد مرحلة العلاقة بين القوة والاستجابة
  • تعتمد الطور على التردد بالنسبة للتردد الطبيعي
  • أسفل الرنين: اهتزاز متزامن مع القوة
  • عند الرنين: تأخر الطور 90 درجة
  • فوق الرنين: تأخر الطور 180 درجة

استقرار

  • النظام مستقر - اهتزاز محدود
  • لا ينمو بلا حدود
  • السعة محدودة بالقوة واستجابة النظام
  • يتناقض مع الاهتزازات الذاتية غير المستقرة

وظائف القوة الشائعة في الآلات

1. عدم التوازن (1 × إجبار)

  • قوة: قوة الطرد المركزي الدورانية الناتجة عن انحراف الكتلة
  • تكرار: مرة واحدة لكل دورة (1 × سرعة العمود)
  • ضخامة: F = m × r × ω² (متناسب مع مربع السرعة)
  • الأكثر شيوعا: مصدر الاهتزاز الأساسي في معظم المعدات الدوارة

2. عدم المحاذاة (2 × إجبار)

  • قوة: قوى الاقتران من الإزاحة الزاوية/المتوازية
  • تكرار: مرتين لكل دورة (2 × سرعة العمود)
  • المميزات: مكون محوري عالي

3. الديناميكية الهوائية/الهيدروليكية (تمرير الشفرة/الريشة)

  • قوة: نبضات الضغط الناتجة عن تفاعل الشفرة مع الجزء الثابت
  • تكرار: عدد الشفرات × سرعة العمود
  • أمثلة: المراوح والمضخات والضواغط

4. قوى شبكة التروس

  • قوة: مشاركة الأسنان تخلق تحميلًا دوريًا
  • تكرار: عدد الأسنان × سرعة العمود
  • ضخامة: متعلقة بعزم الدوران المنقول وجودة الأسنان

5. القوى الكهرومغناطيسية

  • قوة: نبضات المجال المغناطيسي في المحركات/المولدات
  • تكرار: 2 × تردد الخط (120/100 هرتز)
  • مستقل: من السرعة الميكانيكية (القوة غير المتزامنة)

الاستجابة للإجبار: سلوك النظام

أقل من التردد الطبيعي (يتم التحكم في الصلابة)

  • سعة الاهتزاز ≈ القوة / الصلابة
  • الاستجابة في الطور مع القوة
  • تزداد السعة مع السرعة للقوى المعتمدة على السرعة
  • منطقة التشغيل النموذجية لمعظم الدوارات الصلبة

عند التردد الطبيعي (الرنين)

  • سعة الاهتزاز ≈ القوة / (التخميد × التردد الطبيعي)
  • السعة المضخمة بواسطة عامل Q (عادةً 10-50×)
  • تأخر الطور 90 درجة
  • القوى الصغيرة تخلق اهتزازات كبيرة
  • التخميد هو العامل المحدد الوحيد

فوق التردد الطبيعي (التحكم بالكتلة)

  • سعة الاهتزاز ≈ القوة / (الكتلة × التردد²)
  • تأخر الطور 180 درجة (الاهتزاز معاكس لاتجاه القوة)
  • تتناقص السعة مع زيادة التردد
  • منطقة التشغيل للدوارات المرنة فوق السرعات الحرجة

الاهتزاز القسري مقابل الأنواع الأخرى

الاهتزاز القسري مقابل الاهتزاز الحر

  • مُجبر: إجبار مستمر، اهتزاز مستمر، عند تردد الإجبار
  • حر: استجابة النبضة، اهتزازات التحلل، عند التردد الطبيعي
  • مثال: يُنتج اختبار الصدمات اهتزازًا حرًا؛ بينما يُنتج تشغيل الآلة اهتزازًا قسريًا

الاهتزاز القسري مقابل الاهتزاز الذاتي الإثارة

  • مُجبر: القوة الخارجية، السعة متناسبة مع القوة، مستقرة
  • متحمس ذاتيًا: مصدر الطاقة الداخلية، السعة محدودة بسبب عدم الخطية، غير مستقر
  • أمثلة: عدم التوازن قسري؛; دوامة زيتية هو متحمس ذاتيًا

السيطرة والتخفيف

تقليل القوة

  • Balancing: يقلل من قوة عدم التوازن بشكل مباشر
  • Alignment: يقلل من قوى عدم المحاذاة
  • إصلاح العيوب: إصلاح المشاكل الميكانيكية التي تسبب القوى
  • الأكثر فعالية: إزالة أو تقليل مصدر القوة

تعديل استجابة النظام

  • تغيير الصلابة: تحويل الترددات الطبيعية بعيدًا عن ترددات القوة
  • إضافة التخميد: تقليل تضخيم الرنين
  • تغيير الكتلة: تعديل الترددات الطبيعية
  • عزل: تقليل انتقال القوة إلى الهيكل

تجنب الرنين

  • تأكد من أن ترددات القوة لا تتطابق مع الترددات الطبيعية
  • هامش الفصل عادة ±20-30%
  • تحليل مرحلة التصميم للتحقق
  • قيود السرعة إذا كان الرنين لا مفر منه

الأهمية العملية

معظم اهتزازات الآلات تكون قسرية

  • عدم التوازن، سوء المحاذاة، تشابك التروس - كلها اهتزازات قسرية
  • يمكن التنبؤ بها والتحكم فيها من خلال تقليل القوة
  • إجراءات الصيانة القياسية (التوازن، المحاذاة) تعالج الإجبار

النهج التشخيصي

  • تحديد تردد القوة من الطيف
  • التطابق مع مصادر القوة المعروفة (1×، 2×، شبكة التروس، وما إلى ذلك)
  • تشخيص مصدر القوة
  • تقليل القوة من خلال الصيانة المناسبة

الاهتزاز القسري هو النوع الأساسي للاهتزازات في الآلات الدوارة، وينشأ من قوى دورية خارجية تؤثر على النظام. إن فهم مبادئ الاهتزاز القسري - مطابقة التردد، وتناسب السعة، وخصائص الاستجابة - يُمكّن من التشخيص الدقيق لمصادر الاهتزاز، واتخاذ الإجراءات التصحيحية المناسبة (تقليل القوة أو تعديل الاستجابة)، وتصميم استراتيجيات تقلل الاهتزاز من خلال تقليل القوة وتجنب الرنين.

← العودة إلى الفهرس الرئيسي

فئات:
واتساب