Разбиране на сковаността

1. Определение: Какво е скованост?

Скованост е фундаментално физическо свойство, което описва степента, до която даден обект или структура се съпротивлява на деформация или отклонение в отговор на приложена сила. В контекста на анализ на вибрациите, твърдостта (често обозначена с буквата „k“) е едно от трите ключови свойства, заедно с масата (m) и затихване (в), които управляват вибрационното поведение на всяка механична система.

Компонент с висока твърдост ще се огъва много малко при дадено натоварване, докато компонент с ниска твърдост ще се огъва значително. Например, дебела, къса стоманена пръчка има висока твърдост, докато дълга, тънка гумена лента има много ниска твърдост.

2. Критичната роля на твърдостта при вибрациите

Твърдостта на системата е основен фактор при определянето на нейното естествени честотиСобствената честота е честотата, с която една система ще трепти, ако бъде смутена и след това ѝ бъде позволено да трепти свободно. Връзката се определя от основната формула:

Собствена честота (ωn) ≈ √(k/m)

Където „k“ е твърдостта, а „m“ е масата. Тази зависимост показва, че:

• Нарастваща твърдост ще увеличение естествената честота.
• Намаляване на твърдостта ще намаляване естествената честота.
• Увеличаване на масата ще намаляване естествената честота.

3. Скованост и резонанс

Тази връзка е от решаващо значение поради феномена на резонансРезонансът възниква, когато форсираща честота (като скорост на бягане на машина) съответства на една от собствените честоти на системата. Когато това се случи, амплитудата на вибрациите се усилва драстично, което често води до преждевременно износване и катастрофална повреда.

Следователно разбирането на твърдостта е от съществено значение за диагностицирането и решаването на проблеми с резонанса:

• Диагностика на проблема: Ако машината е в резонанс, анализаторът знае, че честотата на форсиране е твърде близка до естествената честота.
• Дизайн на решението: За да реши проблема, анализаторът трябва да промени естествената честота на системата. Тъй като често е трудно да се промени масата на машината или честотата на форсиране (нейната скорост на движение), най-често срещаното решение е да се промени коравината. Чрез добавяне на скоби, клинове или подобряване на основата на машината, коравината на системата се увеличава. Това повишава естествената честота, отдалечавайки я от честотата на форсиране и елиминирайки резонансното условие. Функция за честотна характеристика (FRF) Измерването се използва за потвърждаване на промяната в естествената честота.

4. Твърдост в машинната диагностика

Промените в твърдостта също могат да бъдат пряк индикатор за развиващ се дефект:

• Разхлабеност: Разхлабен монтажен болт или пукнатина, образуваща се в рамката или основата на машината, представлява значителна загуба на локална коравина. Това ще доведе до увеличаване на амплитудата на вибрациите на машината. В FFT спектър, механичната хлабавост често генерира поредица от хармоници (1X, 2X, 3X и т.н.) от скоростта на бягане.
• Меко стъпало: Това състояние, при което кракът на машината не стои равномерно върху основата си, създава изкривен и нелинеен профил на твърдост, което може да доведе до силни вибрации и да затрудни подравняването.
• Износване на лагери: С износването на лагера, хлабината между търкалящите елементи и ролките се увеличава. Това може да се разглежда като намаляване на общата твърдост на опорната система на ротора, което може да намали критичните скорости на ротора.

← Обратно към основния индекс