Pochopení rostoucí rezonance

Zařízení

Přenosný vyvažovač a analyzátor vibrací Balanset-1A

Díly

Optický senzor (laserový otáčkoměr)

Kompletní sada pro vibrační diagnostiku a vyvažování od společnosti Vibromera, včetně čtyř vibračních senzorů s kabely, modulu signálního rozhraní, laserového otáčkoměru s magnetickým stojanem, digitální váhy, USB kabelu a přepravního kufříku. Systém je určen pro vyvažování rotorů a monitorování stavu průmyslových zařízení.

Zařízení

Magnetický stojan Insize-60-kgf

Díly

Dynamický balancer "Balanset-1A" OEM

Definice: Co je to rostoucí rezonance?

Rostoucí rezonance je rezonance stav, kdy montážní systém – včetně tlumičů vibrací, montážních lišt, konzol, kluzných prvků nebo celé sestavy zařízení na jeho podpěrách – vibruje v jedné ze svých poloh přirozené frekvence v reakci na buzení z rotujícího stroje. To vytváří situaci, kdy celý namontovaný stroj poskakuje, kymácí se nebo kmitá jako tuhé těleso na svých úchytech s amplitudami daleko přesahujícími to, co by nastalo při tuhém uložení.

Montážní rezonance je obzvláště běžná u zařízení používajících systémy pro izolaci vibrací, ale může se vyskytnout i u konvenčních pevně montovaných instalací, pokud montážní konstrukce nemá dostatečné ztuhlost. Tento jev je klíčovým faktorem při návrhu izolace vibrací a je třeba se mu pečlivě vyhnout nebo jej řídit správným výběrem izolátoru a návrhem montážního systému.

Vlastní frekvence montážního systému

Módy tuhého tělesa na izolátorech

Zařízení na vibračních izolátorech má šest vlastních frekvencí tuhého tělesa:

Translační režimy (3)

Vertikální odraz: Pohyb nahoru a dolů, typicky nejnižší frekvence (5–15 Hz pro typickou izolaci)
Horizontální posuny (X a Y): Pohyby ze strany na stranu, obvykle 1,5–2× vertikální frekvence

Rotační režimy (3)

Role: Rotace kolem podélné osy
Výška tónu: Rotace kolem příčné osy
Zatáčení: Rotace kolem svislé osy
Frekvence: Typicky 10–30 Hz, v závislosti na rozměrech zařízení a umístění těžiště

Vázané režimy

Pokud izolátory nejsou symetrické nebo těžiště není vycentrované, módy se spojí
Translace a rotace probíhají současně
Vytváří složité pohybové vzorce
Obtížnější analýza a oprava

Když dochází k narůstající rezonanci

Rezonance izolačního systému

Nejběžnější scénář montážní rezonance:

Záměr designu: Izolátory vybrané tak, aby jejich vlastní frekvence byla 1/3 až 1/5 otáček stroje
Problém: Pokud stroj pracuje pod konstrukční rychlostí nebo během spouštění překročí oddělovací frekvenci
Příznak: Silné vibrace při rychlostech blízkých vlastní frekvenci izolátoru
Trvání: Vyskytuje se pouze v určitém rozsahu rychlostí

Rezonance kolejnice nebo smyku

Montážní lišty nebo podvozky zařízení mají vlastní režimy ohybu
Typické frekvence: 15–50 Hz v závislosti na rozpětí a tuhosti
Celá sestava zařízení se kymácí na kolejích
Běžné v modulárních balíčcích zařízení

Rezonance konzoly nebo podpěry

Nástěnné nebo stropní zařízení na konzolách
Konzola nebo nosné rameno má vlastní frekvenci
Pohyb zařízení se zesiluje, když se frekvence shoduje
Může přenášet vibrace do stavební konstrukce

Diagnostická identifikace

Klíčové ukazatele

Zesílení: Vibrace na držáku >> vibrace na zařízení
Houpání/Poskakování: Viditelný pohyb celého stroje
Citlivý na rychlost: Silné pouze v úzkém rozsahu rychlostí
Nízká frekvence: Typický rozsah 5–30 Hz pro izolované systémy
Fázové vztahy: Všechny montážní body se pohybují ve fázi (režim odrážení) nebo mimo fázi (režim kyvného pohybu)

Diagnostický postup

Určete rezonanční frekvenci: Z vibrační spektrum vrchol
Držáky pro nárazové testy: Zkouška nárazem pro určení vlastní frekvence montáže
Porovnat: Pokud rezonanční frekvence ≈ vlastní frekvence montáže → rezonance montáže potvrzena
Měření více míst: Zkontrolujte fázové vztahy mezi body připojení
Tvar režimu posouzení: Určete, zda se jedná o režim odskoku, kývání nebo spřažení

Řešení

Pro rezonanci izolačního systému

Změna tuhosti izolátoru

Tužší izolátory: Zvyšuje vlastní frekvenci nad provozní rychlost
Měkčí izolátory: Snižuje frekvenci pod spouštěcí rozsah (pokud to zařízení toleruje)
Výběr: Frekvence izolátoru by měla být < 1/3 minimální provozní rychlosti

Přidat tlumení

Používejte izolátory s vestavěným tlumením (elastomerové vs. ocelové pružiny)
Přidejte viskózní tlumiče nebo třecí tlumiče
Snižuje amplitudu rezonančního vrcholu, i když zůstává shoda frekvencí

Vylepšete instalaci izolátorů

Ujistěte se, že všechny izolátory jsou správně nabité (ne napnuté ani zaseknuté).
Ověřte, zda jsou izolátory vhodné pro skutečnou hmotnost zařízení
Zkontrolujte, zda nejsou zadřené nebo poškozené izolátory
Zajistěte symetrické umístění vzhledem k těžišti

Pro rezonanci při konstrukční montáži

Zpevněná montážní konstrukce

Přidejte výztuhy k lištám nebo lyžinám
Zvětšete tloušťku konzoly nebo přidejte vyztužení
Zkraťte nepodepřená rozpětí
Spojte montážní body k sobě

Změna konfigurace montáže

Přidáním mezilehlých podpěr zmenšíte rozpětí
Přemístěte montážní body na pevnější místa
Použijte robustnější montážní materiál

Provozní řešení

Omezení rychlosti: Vyhněte se provozu při rezonančních rychlostech
Rychlé zrychlení: Rychlý průchod rezonancí během spouštění
Snížení excitace: Zlepšit váhy minimalizovat působení síly na rezonanční frekvenci

Zvláštní aspekty

Návrh izolace vibrací

Správná konstrukce izolačního systému zabraňuje rezonanci montáže:

Frekvenční poměr: f_izolátor < 0,3 × f_{minimální provozní}
Přenosnost: Při rezonanci může být přenositelnost > 10 (zesílení, nikoli izolace)
Provozní rozsah: Pro efektivní izolaci zajistěte, aby všechny provozní frekvence byly > 2–3× frekvence izolátoru
Úvaha o zahájení podnikání: Přijměte vysoké vibrace procházející rezonancí, pokud jsou krátké

Připojené zařízení

Motoricky poháněná zařízení na společné základní desce:

Celá sestava má na úchytech režimy tuhého tělesa
Vibrační spojení motoru a poháněného zařízení přes základní desku
Rezonanci lze vybudit kterýmkoli ze strojů
Vyžaduje zacházení s kompletním systémem, nikoli s jednotlivými stroji

Nástroje pro měření a analýzu

Modální analýza

Kompletní charakterizace všech režimů montážního systému
Identifikuje frekvenci, tlumení a tvar módu pro každý mód
Poskytuje data pro úpravy návrhu
Lze provést experimentálně nebo pomocí metody konečných prvků (FEA).

Provozní tvar průhybu (ODS)

Vizualizace skutečného pohybu během provozu
Rozlišuje montážní rezonanci od rezonance rotoru
Zobrazuje, který režim je aktivní (skákání, houpání atd.)
Průvodce umístěním úprav výztuh

Montážní rezonance může způsobovat silné vibrace i v dobře udržovaných a správně vyvážených strojích. Pochopení vlastních frekvencí montážních systémů, zejména systémů pro izolaci vibrací, a zajištění dostatečného frekvenčního oddělení od provozních otáček je nezbytné pro úspěšnou kontrolu vibrací v instalacích rotačních zařízení.

← Zpět na hlavní index

Co je to narůstající rezonance? Podpora dynamiky systému

Publikováno uživatelem admin dne Říjen 31, 2025 Říjen 31, 2025