ما هو رنين الإطار؟ اهتزاز هيكل الآلة • موازن محمول، محلل اهتزازات "Balanset" لآلات الموازنة الديناميكية، الكسارات، المراوح، آلات التغطية، المثاقب في الحصادات، الأعمدة، أجهزة الطرد المركزي، التوربينات، والعديد من الدوارات الأخرى. ما هو رنين الإطار؟ اهتزاز هيكل الآلة • موازن محمول، محلل اهتزازات "Balanset" لآلات الموازنة الديناميكية، الكسارات، المراوح، آلات التغطية، المثاقب في الحصادات، الأعمدة، أجهزة الطرد المركزي، التوربينات، والعديد من الدوارات الأخرى.

ما هو رنين الإطار؟ اهتزاز هيكل الآلة

نُشر بواسطة admin على

فهم رنين الإطار

التعريف: ما هو رنين الإطار؟

رنين الإطار هو نوع محدد من الرنين الهيكلي حيث يهتز الإطار الهيكلي أو الغلاف أو العلبة أو العلبة الخاصة بالماكينة عند إحدى الترددات الطبيعية استجابةً لإثارة المكونات الدوارة. بخلاف رنينات الأساس أو القاعدة التي تشمل هيكل الدعم، يشمل رنين الإطار جسم الآلة نفسه - هيكل الحديد الزهر أو الفولاذ المُصنّع الذي يحيط بالعناصر الدوارة.

رنين الإطار شائع في الآلات ذات الهياكل الكبيرة والخفيفة الوزن نسبيًا، مثل المراوح والمنفاخات والمضخات والمحركات. يتجلى عادةً في ضوضاء مفرطة، واهتزاز مرئي للأغطية أو الألواح، وارتفاع في درجة الحرارة. اهتزاز قراءات على الإطار غير متناسبة مع اهتزاز الدوار الفعلي.

حالات رنين الإطار المشترك

إطارات المحركات والمولدات

  • الترددات الطبيعية: عادة ما يكون 50-400 هرتز حسب الحجم والبناء
  • الإثارة: 1× (عدم التوازن)، 2× تردد الخط (120 هرتز لمحركات 60 هرتز)، القوى الكهرومغناطيسية
  • أعراض: اهتزاز الإطار أعلى بكثير من اهتزاز المحمل؛ همهمة أو طنين مسموع
  • خطورة: يمكن أن يكون الاهتزاز أعلى بمقدار 5-10 مرات على الإطار مقارنة بالمحامل

أغلفة المروحة والمنفاخ

  • الترددات الطبيعية: 20-200 هرتز للمراوح الصناعية النموذجية
  • الإثارة: تردد مرور الشفرة (عدد الشفرات × دورة في الدقيقة)
  • أعراض: اهتزاز ألواح السكن بعنف؛ ضوضاء ديناميكية هوائية عالية
  • المميزات: قد يحدث فقط عند سرعات أو ظروف تدفق محددة

أغلفة المضخات

  • الترددات الطبيعية: 30-300 هرتز حسب تصميم الغلاف
  • الإثارة: تردد مرور الريشة، النبضات الهيدروليكية
  • أعراض: اهتزاز الغلاف والضوضاء واحتمالية حدوث شقوق التعب
  • الوصلات الهيدروليكية: يمكن للغلاف المملوء بالسائل أن يربط اهتزاز الدوار والغلاف

أغطية علبة التروس

  • إثارة تردد شبكة التروس
  • غالبًا ما تتداخل الترددات الطبيعية للإطار مع ترددات الشبكة
  • تتميز هذه التروس بصوت عالٍ عند الرنين

توقيع الاهتزاز والكشف عنه

الأعراض المميزة

  • يعتمد على الموقع: يختلف الاهتزاز بشكل كبير عبر سطح الإطار (10 × اختلافات شائعة)
  • المحمل مقابل الإطار: اهتزاز الإطار >> اهتزاز المحمل (قد يكون 3-10 ×)
  • تردد محدد: فقط عند التردد الرنان؛ الترددات الأخرى طبيعية
  • حساس للسرعة: شديد في نطاق السرعة الضيق (±10-20% من سرعة الرنين)
  • الحركة البصرية: حركة الإطار غالبًا ما تكون مرئية للعين المجردة

الاختبارات التشخيصية

اختبار التأثير (الصدمة)

  • إطار الضرب بمطرقة مطاطية أو مطرقة آلية
  • قياس الاستجابة مع مقياس التسارع
  • تحديد الترددات الطبيعية للإطار من القمم في استجابة التردد
  • مقارنة بترددات التشغيل (1×، 2×، مرور الشفرة، وما إلى ذلك)

مسح مقياس التسارع المتجول

  • قياس الاهتزاز في العديد من النقاط عبر الإطار أثناء التشغيل
  • إنشاء خريطة اهتزازية تظهر المناطق المرتفعة والمنخفضة
  • يكشف النمط عن شكل الوضع (الانحناء، الالتواء، ثني اللوحة)
  • يحدد العقد المضادة (الحركة القصوى) والعقد (الحركة الدنيا)

قياس دالة النقل

  • قياس التماسك بين اهتزاز المحمل (المدخل) واهتزاز الإطار (المخرج)
  • يؤكد التماسك العالي عند تردد معين وجود الرنين
  • تظهر دالة النقل عامل التضخيم

الحلول والتخفيف

تعديلات التصلب

إضافة الأضلاع أو الدعامات الهيكلية

  • زيادة صلابة انحناء الإطار
  • يرفع الترددات الطبيعية فوق نطاق الإثارة
  • اقتصادية وفعالة نسبيًا
  • يمكن تركيبها على المعدات الموجودة

زيادة سمك المادة

  • تكثيف جدران أو ألواح الإطار
  • يزيد بشكل كبير من الصلابة والتردد
  • قد يتطلب تعديل التصميم وصب/تصنيع جديد

الروابط الهيكلية والتدعيم

  • قم بتوصيل الجانبين المتقابلين للإطار لمنع الانحناء
  • تزيد الدعامات المتقاطعة من صلابة الالتواء
  • يمكن إضافتها خارجيًا دون تعديلات داخلية

إضافة الكتلة

  • التردد الطبيعي المنخفض: أضف كتلة لتقليل التردد إلى ما دون نطاق الإثارة
  • التعيين الاستراتيجي: أضف كتلة في مواقع العقدة المضادة للحصول على أقصى تأثير
  • الكتلة المضبوطة: إضافة كتلة محسوبة بعناية لوضع التحول المحدد
  • التنازل عن ميزة ممن أجل الحصول على أخرى: زيادة الوزن، قد لا تكون مرغوبة في جميع التطبيقات

معالجات التخميد

تخميد الطبقة المقيدة

  • مادة لزجة مرنة محصورة بين طبقات معدنية
  • يتم تطبيقه على الأسطح المسطحة الكبيرة (الألواح والأغطية)
  • يقلل سعة ذروة الرنين بمقدار 50-80%
  • فعال في نطاق 20-500 هرتز

التخميد الطبقي الحر

  • مادة التخميد الملتصقة مباشرة بالسطح المهتز
  • أبسط من الطبقة المقيدة ولكن أقل فعالية
  • مناسب للتطبيقات ذات إمكانية الوصول المحدودة

التغييرات التشغيلية

  • تغيير السرعة: العمل بسرعة حيث لا يحدث الرنين
  • تقليل القوة: تحسين التوازن والمحاذاة لتقليل سعة الإثارة
  • تغييرات العملية: تغيير التدفق أو الضغط أو الحمل لتحويل ترددات الإثارة

الوقاية في التصميم

مبادئ التصميم

  • صلابة كافية: إطار التصميم بترددات طبيعية > 2× أعلى تردد إثارة
  • التوزيع الشامل: تجنب الكتل المركزة التي تؤدي إلى إنشاء أوضاع ذات تردد منخفض
  • التضليع والتعزيز: دمج ميزات التقوية من البداية
  • التحليل النمطي: تحليل العناصر المحدودة أثناء التصميم للتنبؤ بالترددات الطبيعية وتحسينها

التحقق من التصميم

  • اختبار النموذج الأولي مع تحليل التأثير
  • قياس شكل الانحراف التشغيلي على الوحدات الأولى
  • تعديل التصميم قبل الإنتاج إذا تم العثور على الرنين

مثال على الحالة

الموقف: محرك بقوة 75 حصانًا يعمل على تشغيل مروحة الطرد المركزي، مع ضوضاء واهتزازات مفرطة

  • أعراض: اهتزاز إطار المحرك 12 مم/ثانية؛ اهتزاز المحمل 2.5 مم/ثانية فقط
  • تكرار: 120 هرتز (2 × تردد الخط لمحرك 60 هرتز)
  • اختبار التأثير: إطار مكشوف التردد الطبيعي عند 118 هرتز
  • السبب الجذري: إطار يتردد عند تردد القوة الكهرومغناطيسية
  • حل: تمت إضافة أربعة زوايا حديدية لربط أقدام المحرك بأجراس النهاية
  • نتيجة: تم تحويل التردد الطبيعي للإطار إلى 165 هرتز، وانخفض الاهتزاز إلى 3.2 مم/ثانية
  • يكلف: $200 في المواد مقابل $8,000 لاستبدال المحرك

يُعد رنين الإطار مشكلة اهتزاز شائعة، ولكن غالبًا ما يُخطئ في تشخيصها. إن التعرف على الأعراض المميزة (اهتزاز الإطار المرتفع مقارنةً باهتزاز المحمل، والتردد، والموقع) وتطبيق تقنيات التشخيص المناسبة (اختبار التأثير، وتحليل المواد المستنفدة للأوزون) يُمكّن من إيجاد حلول مُستهدفة تُقلل الاهتزاز بشكل كبير بتكلفة معقولة.

← العودة إلى الفهرس الرئيسي

فئات:
واتساب