Sərtliyi Anlamaq
Sərtlik cismə və ya konstruksiyanın tətbiq olunan qüvvə altında deformasiya və ya əyilməyə müqavimətini xarakterizə edən fundamental fiziki xassədir. Vibrasiya Analizikəskinlik — adətən hərf ilə işarə olunur k — kütlə ilə birlikdə (m) və amortizasiya (c) hər hansı mexaniki sistemin vibrasiya davranışını tənzim edən üç xassədən biridir. Maşının kəskinliyini düzgün təyin etsəniz, onun vibrasiya proqnozlaşdırıla və nəzarət altında qalır; səhv etsəniz, eyni maşın özünü parça-parça edə biləri.
Yüksək kəskinliyə malik komponent verilmiş yükün altında çox az əyiliş, aşağı kəskinliyə malik komponent isə əhəmiyyətli dərəcədə əyiliş göstərir. Qalın, qısa polad bar yüksək kəskinliyə malikdir; uzun, nazik rezin lent çox aşağı kəskinliyə malikdir. Rəqəmsal olaraq, kəskinlik sadəcə qüvvənin nəticə əyilməyə bölünməsidir (məsələn, nyuton/millimetr), buna görə daha yüksək k qiyməti strukturu müəyyən məsafəyə hərəkət etdirmək üçün daha çox qüvvənin lazım olduğunu göstərir.
1. Tərif: Sərtlik nədir?
Kəskinlik tamamən bir konstruksiyanın xassəsidir, yalnız onun materialının deyil. Materialın elastiklik modulundan asılıdır, lakin eynilə həndəsə və hissənin necə dəstəkləndiyindən də asılıdır — bu səbəbdən şüanın dərinliyini iki dəfə artırmaq onu daha sərt xəlifə dəyişməkdən çox daha çox sərtləşdirir. Real maşında analist üçün mühüm olan "kəskinlik" nadir hallarda tək bir yay deyil; bu, mil, yatağı, muhavələnin, fraym və təməlin birlikdə çəkdiyi birləşmiş müqavimətdir. Bir neçə yay birləşdikdə, onların effektiv qiymətini ekvivalent yay kəskinliyi kalkulyatoruilə qiymətləndirmək olar — bu dəstək sistemi düşünərkən faydalı ilk addımdır.
2. Vibrasiyada sərtliyin kritik rolu
Sistemin sərtliyi onu təyin edən əsas amildir təbii tezliklər — onun narahat olub sonra sərbəst vibrasiya yaparsa rəqs edəcəyi tezliklər. Münasibət əsas düsturla ifadə olunur:
Təbii Tezlik (ωn) ≈ √(k / m)
Harada k kəskinlik və m kütlədir. Bu tək bir ifadə üç praktik nəticə daşıyır:
- Artan sərtlik olacaq artırmaq təbii tezlik.
- Sərtliyin azalması olacaq azalma təbii tezlik.
- Artan kütlə olacaq azalma təbii tezlik.
Təbii tezlik kəskinliyin kvadrat kökündən asılı olduğundan, k dəqiq dəyişikliklər daha cəlb edən tezlik dəyişiklikləri yaradır — kəskinliyi dörd dəfə artırmaq təbii tezliyi yalnız iki dəfə artırır. Bu səbəbdən sərtləşdirmə düzəltmələri tez-tezlik sürətini hiss etmək üçün əhəmiyyətli böyüklüktə kontravaya ehtiyac duyur.
3. Sərtlik və Rezonans
Bu münasibət çox mühüm deməkdir ki, rezonanstəbii tezliklə bağlı olduğu üçün. Rezonans, məsələn maşının İş sürəti — tətbiq olunan qüvvə tezliyi sistemin təbii tezliklərindən biri ilə üst-üstə düşdükdə baş verir. Vibrasiya amplitudası kəskin şəkildə güclənir, adətən erkən yıpranma və ciddi hallarda fəlakətli sıradan çıxmaya səbəb olur. Bir kritik sürət yaxınında fəaliyyət göstərmək fırlanan mexanikanın eyni təhlükəsinin versiyasıdır.
Sərtliyini anlamaq bu səbəbdən rezonansı diaqnostika etmək və aradan qaldırmaq üçün vacibdir:
- Problemin diaqnostikası: əgər maşın rezonansda olarsa, mühəndis bilir ki, zorlayıcı tezlik təbii tezliyə çox yaxın yerləşir. Bir zərbə testi kimi alətlər o təbii tezliyi birbaşa tapa bilərlər.
- Həll dizaynı: problemin həlli üçün təbii tezlik dəyişməlidir. Çünki maşının kütləsini və ya onun zorlayıcı (iş) sürətini dəyişmək tez-tez praktiki deyil, ən yaygın həll sərtliyi dəyişməkdir. Dirəkləmə, qüvvət destəkləri və ya fundamentun yaxşılaşdırılması sistemin sərtliyini artırır, təbii tezliyi yüksəldər və onu zorlayıcı tezlikdən kənara çıxarır — rezonansı aradan qaldırır. Bir Tezliyə cavab funksiyası (FRF) ölçməsi dəyişikliyi təsdiq etmək üçün istifadə olunur.
4. Maşınların Diaqnostikasında Sərtlik
Sərtlikdə dəyişikliklər yalnız dizayn dəyişəni deyil; onlar inkişaf edən bir qüsuru birbaşa göstərici ola bilərlər. Strukturun hansısa yerində sərtliyin itirilməsi adətən tanınabilir spektral imzası ilə vibrasiyonun artması kimi meydana çıxır:
- Boşluq: boş bir montaj boltunun qoparılması, ya da maşının şassisində və ya fundamentunda bir çatın inkişafı əhəmiyyətli lokal sərtliyin itirilməsini təmsil edir və vibrasiya amplitüdünü artırır. Vəziyyətdə FFT spektri, mexaniki boşluq tez-tez bir sıra yaradır harmoniklər (1×, 2×, 3× and beyond) of running speed.
- Yumşaq Ayaq: burada maşının ayağı onun bazasına düz otizmədiyində, təhrif edilmiş, qeyri-xətti sərtlik profili yaranır, yüksək vibrasiya yaradır və dəqiqi ölçməni çətinləşdirir hizalanma difficult.
- Rulman Aşınması: bir yataq aşındığında, dövsü elementlər ilə treks arasında qapı böyüyür. Bu, rotor-dəstək sisteminin ümumi sərtliyinin azalması kimi çıxış edir və rotorun kritik sürətlərini aşağı sala bilər.
- Vəqfin sərtliyi: zəif və ya zəif fundamentun bütün maşının dəstək sərtliyini azaldır, təbii tezlikləri aşağı sürüşdürür və bəzən bir vaxtlar təhlükəsiz olan iş sürətini rezonansa çəkir.
5. Praktik Saha İşində Sərtlik
Sərtlik problemləri hər hansı vibrasiya qüsuru ilə eyni şəkildə diaqnostika edilir — ölçməsi ilə. Bir mühəndis şüphəli bir şassiyə bir akselerometr quraşdırar və spektrumu çəkərkən həqiqi rotor qüsuru ilə struktural qüsuru fərqləndirə bilər: boşluq və ya yumşaq ayaq imzası itirilmiş sərtlik göstərir, məsələn, balanssızlıq. Məsələn, daşına bilən iki kanallı bir cihaz Balanset-1A buna yaxşı uyğun gəlir, amplitüdü, fazası və maşının öz yataqlarında işləmə sürətində harmonik nümunəni tutur — beləliklə mühəndis yüksək vibrasiyonun tarazlaşdırılmalı balans qüsurundan, yoxsa dirəkləmə lazım olan sərtlik qüsurundan mənəvi olduğunu təsdiq edə bilər. Bu fərq həlledici: sərtlik qüsuru ilə və ya rezonansla həqiqətən əziyyət çəkən bir maşını tarazlaşdırmaq problemi heç vaxt həll etməyəcəkdir.
