ما هي النقطة العقدية في اهتزاز الدوار؟ • موازن محمول، محلل اهتزازات "Balanset" لآلات الموازنة الديناميكية، الكسارات، المراوح، آلات التغطية، المثاقب في الحصادات، أعمدة الدوران، أجهزة الطرد المركزي، التوربينات، وغيرها الكثير من الدوارات. ما هي النقطة العقدية في اهتزاز الدوار؟ • موازن محمول، محلل اهتزازات "Balanset" لآلات الموازنة الديناميكية، الكسارات، المراوح، آلات التغطية، المثاقب في الحصادات، أعمدة الدوران، أجهزة الطرد المركزي، التوربينات، وغيرها الكثير من الدوارات.

ما هي النقطة العقدية في اهتزاز الدوار؟

نُشر بواسطة admin على

فهم النقاط العقدية في اهتزاز الدوار

التعريف: ما هي النقطة العقدية؟

A نقطة العقدة (يُطلق عليه أيضًا عقدة أو خط عقدي عند النظر في الحركة ثلاثية الأبعاد) هو موقع محدد على طول اهتزازي الدوار أين النزوح أو يظل الانحراف صفرًا أثناء الاهتزاز عند نقطة معينة التردد الطبيعي. حتى مع اهتزاز وانحراف باقي العمود، تظل النقطة العقدية ثابتة بالنسبة إلى الموضع المحايد للعمود.

النقاط العقدية هي السمات الأساسية لـ أشكال الوضع, ، وتوفر مواقعها معلومات بالغة الأهمية لـ ديناميكيات الدوار تحليل، موازنة الإجراءات، واستراتيجيات وضع المستشعرات.

نقاط العقدة في أوضاع الاهتزاز المختلفة

وضع الانحناء الأول

عادةً ما يكون وضع الانحناء الأول (الأساسي) كالتالي:

  • صفر عقدة داخلية: لا توجد نقاط انحراف صفرية على طول العمود
  • مواقع المحامل كعقد تقريبية: في التكوينات المدعومة ببساطة، تعمل المحامل كنقط قريبة من العقدة
  • أقصى انحراف: عادة ما تكون بالقرب من منتصف المسافة بين المحامل
  • شكل القوس البسيط: ينحني العمود في منحنى سلس واحد

وضع الانحناء الثاني

الوضع الثاني له نمط أكثر تعقيدًا:

  • عقدة داخلية واحدة: نقطة واحدة على طول العمود (عادةً بالقرب من منتصف الامتداد) حيث يكون الانحراف صفرًا
  • شكل المنحنى S: ينحني العمود في اتجاهين متعاكسين على جانبي العقدة
  • عقدتان مضادتان: تحدث أقصى الانحرافات على جانبي النقطة العقدية
  • تردد أعلى: التردد الطبيعي أعلى بكثير من الوضع الأول

الوضع الثالث والأعلى

  • الوضع الثالث: نقطتان عقديتان داخليتان، وثلاث عقد مضادة
  • الوضع الرابع: ثلاث نقاط عقدية، وأربعة انعكاسات
  • القاعدة العامة: الوضع N يحتوي على (N-1) نقطة عقدية داخلية
  • زيادة التعقيد: تُظهر الأوضاع الأعلى أنماط موجية أكثر تعقيدًا بشكل تدريجي

الأهمية الفيزيائية للنقاط العقدية

انحراف صفري

في نقطة عقدية أثناء الاهتزاز عند التردد الطبيعي لهذا الوضع:

  • الإزاحة الجانبية تساوي صفرًا
  • يمر العمود عبر محوره المحايد
  • ومع ذلك، فإن إجهاد الانحناء يكون عادةً في أقصى حد له (منحدر منحنى الانحراف يكون في أقصى حد له)
  • قوى القص تكون في أقصى حد لها عند العقد

حساسية صفرية

القوى أو الكتل المطبقة على النقاط العقدية لها تأثير ضئيل على هذا الوضع المعين:

  • إضافة أوزان التصحيح في العقد لا يتم موازنة هذا الوضع بشكل فعال
  • تكتشف المستشعرات الموضوعة في العقد الحد الأدنى من الاهتزاز لهذا الوضع
  • إن الدعم أو القيود الموجودة في العقد تؤثر بشكل طفيف على التردد الطبيعي للوضع

التطبيقات العملية لتحقيق التوازن

اختيار مستوى التصحيح

فهم مواقع النقاط العقدية يساعد في موازنة الاستراتيجية:

للدوارات الصلبة

  • التشغيل بأقل من السرعة الحرجة الأولى
  • الوضع الأول غير متحمس بشكل كبير
  • معيار موازنة المستويين بالقرب من نهايات الدوار فعالة
  • النقاط العقدية ليست مصدر قلق أساسي

للدوارات المرنة

  • العمل بسرعات حرجة أو أعلى
  • يجب مراعاة أشكال الوضع ونقاط العقد
  • خطط التصحيح الفعالة: يجب أن يكون عند أو بالقرب من مواقع العقدة المضادة (أقصى نقاط الانحراف)
  • المواقع غير الفعالة: تتمتع مستويات التصحيح عند العقد أو بالقرب منها بتأثير ضئيل على هذا الوضع
  • موازنة الأنماط: يوضح بشكل صريح مواقع النقاط العقدية عند توزيع أوزان التصحيح

مثال: موازنة الوضع الثاني

خذ في الاعتبار عمودًا مرنًا طويلًا يعمل بسرعة أعلى من السرعة الحرجة الأولى، مما يثير الوضع الثاني:

  • الوضع الثاني له نقطة عقدية واحدة بالقرب من منتصف الامتداد
  • إن وضع كل وزن التصحيح بالقرب من منتصف الامتداد (العقدة) سيكون غير فعال
  • الاستراتيجية المثلى: وضع التصحيحات في موقعي العقدة المضادة (على جانبي العقدة)
  • يجب أن يتطابق نمط توزيع الوزن مع شكل الوضع الثاني لتحقيق التوازن الفعال

اعتبارات وضع المستشعر

استراتيجية قياس الاهتزاز

تؤثر النقاط العقدية بشكل حاسم على مراقبة الاهتزاز:

تجنب المواقع العقدية

  • تكتشف المستشعرات الموجودة في العقد الحد الأدنى من الاهتزاز لهذا الوضع
  • قد تفوت مشاكل الاهتزاز المهمة إذا تم القياس عند العقد فقط
  • يمكن أن يعطي انطباعًا خاطئًا بمستويات الاهتزاز المقبولة

مواقع العقدة المضادة المستهدفة

  • أقصى سعة اهتزاز عند العقد المضادة
  • الأكثر حساسية لمشاكل التطور
  • عادةً في مواقع المحمل للوضع الأول
  • بالنسبة للأوضاع الأعلى، قد تتطلب نقاط قياس وسيطة

نقاط قياس متعددة

  • بالنسبة للدوارات المرنة، قم بالقياس في عدة مواقع محورية
  • يضمن عدم تفويت أي وضع بسبب وضع العقدة
  • يسمح بالتحديد التجريبي لأشكال الوضع
  • غالبًا ما تحتوي المعدات الحرجة على أجهزة استشعار في كل محمل بالإضافة إلى منتصف المسافة

تحديد مواقع النقاط العقدية

التنبؤ التحليلي

  • تحليل العناصر المحدودة: يحسب أشكال الوضع ويحدد النقاط العقدية
  • نظرية الشعاع: بالنسبة للتكوينات البسيطة، تتنبأ الحلول التحليلية بمواقع العقد
  • أدوات التصميم: يوفر برنامج ديناميكيات الدوار عروضًا لأشكال الوضع المرئي مع وضع علامة على العقد

التعريف التجريبي

1. اختبار التأثير (الصدمة)

  • ضرب العمود في مواقع متعددة بمطرقة آلية
  • قياس الاستجابة في نقاط متعددة
  • المواقع التي لا تظهر أي استجابة عند تردد معين هي نقاط عقدية لهذا الوضع

2. قياس شكل الانحراف التشغيلي

  • أثناء التشغيل بالقرب من السرعة الحرجة، قم بقياس الاهتزاز في العديد من المواقع المحورية
  • رسم بياني لسعة الانحراف مقابل الموضع
  • نقاط عبور الصفر هي مواقع عقدية

3. مصفوفات مجسات القرب

  • أجهزة استشعار متعددة غير تلامسية على طول العمود
  • قياس انحراف العمود بشكل مباشر أثناء بدء التشغيل/الانزلاق
  • الطريقة التجريبية الأكثر دقة لتحديد العقد

النقاط العقدية مقابل النقاط المضادة

النقاط العقدية والعقد المضادة هي مفاهيم متكاملة:

النقاط العقدية

  • انحراف صفري
  • أقصى ميل للانحناء والإجهاد
  • فعالية منخفضة لتطبيق القوة أو القياس
  • مثالي لمواقع الدعم (تقليل القوة المنقولة)

العقد المضادة

  • أقصى انحراف
  • منحدر الانحناء صفر
  • أقصى فعالية لأوزان التصحيح
  • مواقع وضع المستشعرات المثالية
  • أعلى مواقع الإجهاد (للتحميل المشترك)

التطبيقات العملية ودراسات الحالة

الحالة: لفة ماكينة الورق

  • الموقف: لفة طويلة (6 أمتار) تعمل بسرعة 1200 دورة في الدقيقة، وتتميز باهتزازات عالية
  • تحليل: التشغيل فوق الوضع الحرج الأول، الوضع الثاني المثير مع وجود عقدة في منتصف المدى
  • محاولة الموازنة الأولية: تمت إضافة أوزان في منتصف المسافة (سهولة الوصول) مع نتائج ضعيفة
  • حل: الاعتراف بأن منتصف الامتداد كان نقطة عقدية؛ وتم إعادة توزيع الأوزان إلى نقاط الربع (العقد المضادة)
  • نتيجة: تم تقليل الاهتزاز بواسطة 85%، وتم تحقيق توازن نموذجي ناجح

الحالة: مراقبة التوربينات البخارية

  • الموقف: نظام مراقبة الاهتزاز الجديد يظهر اهتزازًا منخفضًا على الرغم من عدم التوازن المعروف
  • تحقيق: تم وضع المستشعر عن طريق الخطأ بالقرب من النقطة العقدية للوضع السائد
  • حل: كشفت أجهزة الاستشعار الإضافية في مواقع العقد المضادة عن مستويات الاهتزاز الفعلية
  • درس: ضع دائمًا أشكال الأوضاع في الاعتبار عند تصميم أنظمة المراقبة

اعتبارات متقدمة

نقل العقد

في بعض الأنظمة، تتحول النقاط العقدية مع ظروف التشغيل:

  • تغير صلابة المحمل المعتمدة على السرعة مواقع العقد
  • تأثيرات درجة الحرارة على صلابة العمود
  • الاستجابة المعتمدة على الحمل
  • قد تحتوي الأنظمة غير المتماثلة على عقد مختلفة للحركة الأفقية والرأسية

العقد التقريبية مقابل العقد الحقيقية

  • العقد الحقيقية: نقاط الانحراف الصفرية الدقيقة في الأنظمة المثالية
  • العقد التقريبية: مواقع الانحراف المنخفض جدًا (ولكن ليس الصفر) في الأنظمة الحقيقية مع التخميد والتأثيرات غير المثالية الأخرى
  • اعتبارات عملية: العقد الحقيقية هي مناطق ذات انحراف منخفض وليست نقاطًا رياضية دقيقة

إن فهم النقاط العقدية يوفر نظرة ثاقبة حاسمة في سلوك اهتزاز الدوار وهو أمر ضروري لتحقيق التوازن الفعال للدوارات المرنة ووضع المستشعر الأمثل والتفسير الصحيح لبيانات الاهتزاز في الآلات الدوارة.

← العودة إلى الفهرس الرئيسي

فئات:
واتساب