Разбиране на нарастващия резонанс

Устройства

Преносим балансьор и виброанализатор Balanset-1A

$2,353.83

Части

Сензор за вибрации

$107.26

Части

Оптичен сензор (лазерен тахометър)

$147.78

Устройства

Balanset-4

$8,107.90

Части

Магнитна стойка с размер 60 kgf

$54.82

Части

Рефлективна лента

$11.92

Устройства

Динамичен балансьор "Balanset-1A" OEM

$2,067.80

Определение: Какво е нарастващ резонанс?

Нарастващ резонанс е резонанс състояние, при което монтажната система — включително виброизолатори, монтажни релси, скоби, плъзгачи или целият комплект оборудване върху неговите опори — вибрира в една от своите естествени честоти в отговор на възбуждане от въртящите се машини. Това създава ситуация, при която цялата монтирана машина подскача, люлее се или осцилира като твърдо тяло върху своите стойки, с амплитуди, далеч надвишаващи това, което би се случило при твърд монтаж.

Монтажният резонанс е особено често срещан при оборудване, използващо системи за изолиране на вибрациите, но може да възникне и при конвенционални твърдо монтирани инсталации, ако монтажната конструкция е недостатъчна скованост. Това явление е ключово съображение при проектирането на виброизолация и трябва внимателно да се избягва или управлява чрез правилен избор на изолатор и проектиране на монтажната система.

Собствени честоти на монтажната система

Режими на твърдо тяло върху изолатори

Оборудването на виброизолаторите има шест собствени честоти на твърдо тяло:

Транслационни режими (3)

• Вертикално отскачане: Движение нагоре и надолу, обикновено с най-ниска честота (5-15 Hz за типична изолация)
• Хоризонтални премествания (X и Y): Движения от страна до страна, обикновено 1,5-2× вертикална честота

Ротационни режими (3)

• Ролка: Въртене около надлъжната ос
• Височина на тона: Въртене около напречната ос
• Отклонение от курса: Въртене около вертикалната ос
• Честоти: Обикновено 10-30 Hz, зависи от размерите на оборудването и местоположението на центъра на тежестта

Свързани режими

• Ако изолаторите не са симетрични или центърът на тежестта не е центриран, режимите се свързват
• Транслацията и ротацията се случват едновременно
• Създава сложни модели на движение
• По-трудно е да се анализира и коригира

Когато възникне нарастващ резонанс

Резонанс на изолационната система

Най-често срещаният сценарий на резонанс при монтаж:

• Дизайнерско намерение: Изолатори, избрани да имат естествена честота от 1/3 до 1/5 от скоростта на работа на машината
• проблем: Ако машината работи под проектната скорост или преминава през изолаторната честота по време на стартиране
• Симптом: Силни вибрации при скорости, близки до собствената честота на изолатора
• Продължителност: Среща се само в определен диапазон на скоростта

Резонанс на релсата или плъзгането

• Монтажните релси или опорите за оборудване имат собствени режими на огъване
• Типични честоти: 15-50 Hz в зависимост от обхвата и твърдостта
• Цялото оборудване се клати на релси
• Често срещани в модулни пакети оборудване

Резонанс на скобата или опората

• Оборудване, монтирано на стена или таван, на скоби
• Скобата или опорното рамо имат собствена честота
• Движението на оборудването се усилва, когато честотата съвпада
• Може да предава вибрации в конструкцията на сградата

Диагностична идентификация

Ключови показатели

• Усилване: Вибрация на стойката >> вибрация на оборудването
• Люлеене/Подскачане: Видимо движение на цялата машина
• Чувствителен към скоростта: Силно само в тесен диапазон на скоростта
• Ниска честота: Обикновено диапазон 5-30 Hz за изолирани системи
• Фазови взаимоотношения: Всички точки на монтаж се движат синфазно (режим на отскачане) или антифазно (режим на люлеене)

Диагностична процедура

1. Определете резонансната честота: От вибрационен спектър връх
2. Стойки за ударни тестове: Тест за устойчиво на удар напрежение за определяне на собствената честота на монтажа
3. Сравнете: Ако резонансната честота ≈ собствената честота на монтажа → потвърден монтажен резонанс
4. Измерване на множество местоположения: Проверете фазовите връзки между точките на монтиране
5. Оценка на режима на форма: Определете дали е в режим на отскачане, люлеене или свързване

Решения

За резонанс на изолационната система

Промяна на твърдостта на изолатора

• По-твърди изолатори: Повишава естествената честота над работната скорост
• По-меки изолатори: Понижава честотата под началния диапазон (ако оборудването може да го понесе)
• Избор: Честотата на изолатора трябва да бъде < 1/3 от минималната работна скорост

Добавяне на затихване

• Използвайте изолатори с вградено демпфиране (еластомерна срещу стоманена пружина)
• Добавете вискозни амортисьори или фрикционни амортисьори
• Намалява амплитудата на резонансния пик, дори ако честотата е съвпадение

Подобрете инсталацията на изолатора

• Уверете се, че всички изолатори са правилно заредени (не са повдигнати или заседнали)
• Проверете дали изолаторите са подходящи за действителното тегло на оборудването
• Проверете за заседнали или повредени изолатори
• Осигурете симетрично разположение спрямо центъра на тежестта

За резонанс при структурен монтаж

Укрепваща монтажна конструкция

• Добавете укрепване към релси или плъзгачи
• Увеличете дебелината на скобата или добавете клинове
• Скъсете неподдържаните участъци
• Свържете точките за монтаж заедно

Промяна на конфигурацията за монтаж

• Добавете междинни опори, за да намалите разстояния
• Преместете точките за монтаж на по-твърди места
• Използвайте по-здрави монтажни елементи

Оперативни решения

• Ограничение на скоростта: Избягвайте работа при резонансни скорости
• Бързо ускорение: Бързо преминаване през резонанс по време на стартиране
• Намалете възбудата: Подобряване баланс за минимизиране на форсирането при резонансна честота

Специални съображения

Дизайн за изолация на вибрациите

Правилният дизайн на изолационната система предотвратява монтажния резонанс:

• Честотно съотношение: f_{изолатор} < 0,3 × f_{минимална работна}
• Преносимост: При резонанс, предаваемостта може да бъде > 10 (усилване, не изолация)
• Работен диапазон: Осигурете всички работни честоти > 2-3× честотата на изолатора за ефективна изолация
• Разглеждане на стартиращ проект: Приемете висока вибрация, преминаваща през резонанс, ако е краткотрайна

Свързано оборудване

Моторно задвижвано оборудване на обща основна плоча:

• Цялата конструкция има режими на твърдо тяло върху монтажните елементи
• Вибрационната връзка на двигателя и задвижваното оборудване се осъществява чрез основна плоча
• Резонансът може да бъде възбуден от всяка от машините
• Изисква третиране като цялостна система, а не като отделни машини

Инструменти за измерване и анализ

Модален анализ

• Пълна характеристика на всички режими на монтажна система
• Идентифицира честотата, затихването и формата на режима за всеки режим
• Предоставя данни за промени в дизайна
• Може да се направи експериментално или чрез метод на крайните елементи (FEA)

Работна форма на отклонение (ODS)

• Визуализирайте действителния модел на движение по време на работа
• Разграничава монтажния резонанс от роторния резонанс
• Показва кой режим е активен (подскачане, люлеене и др.)
• Ръководства за поставяне на модификации на укрепването

Монтажният резонанс може да създаде силни вибрации дори в добре поддържани и балансирани машини. Разбирането на собствените честоти на монтажните системи, особено на системите за изолиране на вибрациите, и осигуряването на адекватно честотно разделяне от работните скорости е от съществено значение за успешното контролиране на вибрациите в инсталациите на въртящо се оборудване.

---

← Обратно към основния индекс