Τι είναι η εξαναγκασμένη δόνηση; Απόκριση εξωτερικής διέγερσης • Φορητός ζυγοσταθμιστής, αναλυτής κραδασμών "Balanset" για δυναμική εξισορρόπηση θραυστήρων, ανεμιστήρων, τεμαχιστών, κοχλιωτών σε θεριζοαλωνιστικές μηχανές, άξονες, φυγοκεντρητές, στροβίλους και πολλούς άλλους ρότορες Τι είναι η εξαναγκασμένη δόνηση; Απόκριση εξωτερικής διέγερσης • Φορητός ζυγοσταθμιστής, αναλυτής κραδασμών "Balanset" για δυναμική εξισορρόπηση θραυστήρων, ανεμιστήρων, τεμαχιστών, κοχλιωτών σε θεριζοαλωνιστικές μηχανές, άξονες, φυγοκεντρητές, στροβίλους και πολλούς άλλους ρότορες

Τι είναι η εξαναγκασμένη δόνηση; Απόκριση εξωτερικής διέγερσης

Δημοσιεύτηκε από τον/την admin στις

Κατανόηση της εξαναγκασμένης δόνησης

Ορισμός: Τι είναι η εξαναγκασμένη δόνηση;

Αναγκαστική δόνηση είναι η ταλαντωτική κίνηση που προκαλείται από μια εξωτερική περιοδική δύναμη που ασκείται σε ένα μηχανικό σύστημα. Η δόνηση συμβαίνει στη συχνότητα της εφαρμοζόμενης δύναμης (συχνότητα εξαναγκασμού) και το πλάτος είναι ανάλογο με το μέγεθος της εξαναγκαστικής συνάρτησης και αντιστρόφως ανάλογο με την αντίσταση του συστήματος στην κίνηση σε αυτή τη συχνότητα. Οι περισσότεροι δόνηση σε περιστρεφόμενα μηχανήματα υπάρχει εξαναγκασμένη δόνηση, με συνήθεις πηγές εξαναγκασμού όπως ανισορροπία (περιστρεφόμενη φυγοκεντρική δύναμη), κακή ευθυγράμμιση (δυνάμεις σύζευξης) και αεροδυναμικές/υδραυλικές παλμώσεις.

Η εξαναγκασμένη δόνηση είναι θεμελιωδώς διαφορετική από αυτοδιεγερμένη δόνηση (όπου το σύστημα παράγει τη δική του παρατεταμένη ταλάντωση) και ελεύθερη δόνηση (παροδική απόκριση μετά από ώθηση). Η κατανόηση των αρχών της εξαναγκασμένης δόνησης είναι απαραίτητη επειδή εξηγεί πώς το πλάτος της δόνησης σχετίζεται με τη σοβαρότητα του σφάλματος και πώς η δόνηση μπορεί να ελεγχθεί μειώνοντας την εξαναγκαστική ταλάντωση ή τροποποιώντας την απόκριση του συστήματος.

Χαρακτηριστικά της εξαναγκασμένης δόνησης

Ταίριασμα συχνότητας

  • Η συχνότητα δόνησης ισούται με τη συχνότητα εξαναγκασμού
  • Εάν ασκείται πίεση στα 30 Hz, η δόνηση στα 30 Hz
  • Σε αντίθεση με την αυτοδιεγερμένη δόνηση που εμφανίζεται σε φυσική συχνότητα
  • Προβλέψιμη συχνότητα με βάση την πηγή εξαναγκασμού

Αναλογικότητα πλάτους

  • Πλάτος δόνησης ανάλογο με το μέγεθος της εξαναγκαστικής δράσης
  • Διπλασιασμός της δύναμης → διπλασιασμός της δόνησης (γραμμικό σύστημα)
  • Αφαιρέστε τα αναχαιτιστικά → τάπες δόνησης
  • Ελεγχόμενο μέσω μείωσης δύναμης

Σχέση φάσης

  • Σαφής φάση σχέση μεταξύ δύναμης και αντίδρασης
  • Η φάση εξαρτάται από τη συχνότητα σε σχέση με την ιδιοσυχνότητα
  • Κάτω από τον συντονισμό: δόνηση σε φάση με δύναμη
  • Σε συντονισμό: καθυστέρηση φάσης 90°
  • Πάνω από τον συντονισμό: καθυστέρηση φάσης 180°

Σταθερότητα

  • Το σύστημα είναι σταθερό—ορισμένο από δονήσεις
  • Δεν αναπτύσσεται χωρίς όρια
  • Το πλάτος περιορίζεται από την εξαναγκαστική λειτουργία και την απόκριση του συστήματος
  • Αντιπαραβάλλεται με την ασταθή αυτοδιεγερμένη δόνηση

Κοινές Συναρτήσεις Αναγκαστικής Δράσης σε Μηχανήματα

1. Ανισορροπία (1× Αναγκαστική άσκηση)

  • Δύναμη: Περιστρεφόμενη φυγοκεντρική δύναμη από την εκκεντρότητα της μάζας
  • Συχνότητα: Μία φορά ανά περιστροφή (1× ταχύτητα άξονα)
  • Μέγεθος: F = m × r × ω² (ανάλογα με το τετράγωνο της ταχύτητας)
  • Πιο συνηθισμένα: Πρωταρχική πηγή κραδασμών στον περισσότερο περιστρεφόμενο εξοπλισμό

2. Κακή ευθυγράμμιση (2× Αναγκαστική άσκηση)

  • Δύναμη: Δυνάμεις σύζευξης από γωνιακή/παράλληλη μετατόπιση
  • Συχνότητα: Δύο φορές ανά περιστροφή (2× ταχύτητα άξονα)
  • Χαρακτηριστικός: Υψηλό αξονικό εξάρτημα

3. Αεροδυναμική/Υδραυλική (Διέλευση με Λεπίδα/Πτερύγιο)

  • Δύναμη: Παλμοί πίεσης από την αλληλεπίδραση λεπίδας-στάτορα
  • Συχνότητα: Αριθμός λεπίδων × ταχύτητα άξονα
  • Παραδείγματα: Ανεμιστήρες, αντλίες, συμπιεστές

4. Δυνάμεις πλέγματος γραναζιών

  • Δύναμη: Εμπλοκή των δοντιών που δημιουργεί περιοδική φόρτιση
  • Συχνότητα: Αριθμός δοντιών × ταχύτητα άξονα
  • Μέγεθος: Σχετίζεται με τη μεταδιδόμενη ροπή και την ποιότητα των δοντιών

5. Ηλεκτρομαγνητικές Δυνάμεις

  • Δύναμη: Παλμοί μαγνητικού πεδίου σε κινητήρες/γεννήτριες
  • Συχνότητα: 2× συχνότητα γραμμής (120/100 Hz)
  • Ανεξάρτητος: Μηχανικής ταχύτητας (ασύγχρονη αναγκαστική δύναμη)

Απόκριση στην επιβολή: Συμπεριφορά συστήματος

Κάτω από τη φυσική συχνότητα (ελεγχόμενη ακαμψία)

  • Πλάτος δόνησης ≈ Δύναμη / Δυσκαμψία
  • Απόκριση σε φάση με εξαναγκασμό
  • Το πλάτος αυξάνεται με την ταχύτητα για δυνάμεις που εξαρτώνται από την ταχύτητα
  • Τυπική περιοχή λειτουργίας για τους περισσότερους άκαμπτους ρότορες

Σε φυσική συχνότητα (συντονισμός)

  • Πλάτος δόνησης ≈ Δύναμη / (Απόσβεση × Φυσική συχνότητα)
  • Πλάτος ενισχυμένο με συντελεστή Q (συνήθως 10-50×)
  • καθυστέρηση φάσης 90°
  • Μικρές δυνάμεις δημιουργούν μεγάλες δονήσεις
  • Η απόσβεση είναι ο μόνος περιοριστικός παράγοντας

Πάνω από τη φυσική συχνότητα (ελεγχόμενη μάζα)

  • Πλάτος δόνησης ≈ Δύναμη / (Μάζα × Συχνότητα²)
  • Καθυστέρηση φάσης 180° (δόνηση αντίθετη από την κατεύθυνση της δύναμης)
  • Το πλάτος μειώνεται με την αυξανόμενη συχνότητα
  • Περιοχή λειτουργίας για εύκαμπτους ρότορες πάνω από κρίσιμες ταχύτητες

Αναγκαστική δόνηση έναντι άλλων τύπων

Εξαναγκασμένη έναντι ελεύθερης δόνησης

  • Αναγκασμένος/η: Συνεχής εξαναγκασμός, διατηρούμενη δόνηση, σε συχνότητα εξαναγκασμού
  • Δωρεάν: Κρουστική απόκριση, φθίνουσες δονήσεις, σε φυσική συχνότητα
  • Παράδειγμα: Η δοκιμή πρόσκρουσης παράγει ελεύθερη δόνηση. Η λειτουργία του μηχανήματος παράγει εξαναγκασμένη δόνηση

Αναγκαστική έναντι αυτοδιεγερμένης δόνησης

  • Αναγκασμένος/η: Εξωτερική δύναμη, πλάτος ανάλογο προς τη δύναμη, σταθερό
  • Αυτο-ενθουσιασμένος: Εσωτερική πηγή ενέργειας, πλάτος περιορισμένο από μη γραμμικότητα, ασταθές
  • Παραδείγματα: Η ανισορροπία είναι αναγκαστική.; στροβιλισμός λαδιού είναι αυτοδιεγερμένος

Έλεγχος και Μετριασμός

Μειώστε την καταναγκαστική άσκηση

  • Εξισορρόπηση: Μειώνει άμεσα την ανισορροπία που επιβάλλει
  • Ευθυγράμμιση: Μειώνει τις δυνάμεις κακής ευθυγράμμισης
  • Επισκευή ελαττωμάτων: Επίλυση μηχανικών προβλημάτων που δημιουργούν δυνάμεις
  • Πιο Αποτελεσματικό: Εξαλείψτε ή ελαχιστοποιήστε την πηγή εξαναγκασμού

Τροποποίηση απόκρισης συστήματος

  • Αλλαγή ακαμψίας: Μετατόπιση των φυσικών συχνοτήτων μακριά από τις συχνότητες εξαναγκασμού
  • Προσθήκη απόσβεσης: Μειώστε την ενίσχυση συντονισμού
  • Αλλαγή Μάζας: Τροποποίηση φυσικών συχνοτήτων
  • Απομόνωση: Μειώστε τη μετάδοση δύναμης στη δομή

Αποφύγετε τον συντονισμό

  • Βεβαιωθείτε ότι οι συχνότητες εξαναγκασμού δεν ταιριάζουν με τις φυσικές συχνότητες
  • Περιθώριο διαχωρισμού συνήθως ±20-30%
  • Ανάλυση φάσης σχεδιασμού για επαλήθευση
  • Περιορισμοί ταχύτητας εάν ο συντονισμός είναι αναπόφευκτος

Πρακτική Σημασία

Οι περισσότερες δονήσεις των μηχανημάτων είναι εξαναγκασμένες

  • Ανισορροπία, κακή ευθυγράμμιση, εμπλοκή γραναζιών—όλα εξαναγκασμένα κραδασμοί
  • Προβλέψιμο και ελεγχόμενο μέσω της επιβολής μείωσης
  • Οι τυπικές ενέργειες συντήρησης (εξισορρόπηση, ευθυγράμμιση) αντιμετωπίζουν την επιβολή

Διαγνωστική Προσέγγιση

  • Προσδιορίστε την εξαναγκαστική συχνότητα από το φάσμα
  • Αντιστοίχιση με γνωστές πηγές εξαναγκασμού (1×, 2×, πλέγμα γραναζιών, κ.λπ.)
  • Διάγνωση πηγής εξαναγκασμού
  • Μειώστε την καταπόνηση μέσω κατάλληλης συντήρησης

Η εξαναγκασμένη δόνηση είναι ο θεμελιώδης τύπος δόνησης σε περιστρεφόμενα μηχανήματα, που προκύπτει από εξωτερικές περιοδικές δυνάμεις που ασκούνται στο σύστημα. Η κατανόηση των αρχών της εξαναγκασμένης δόνησης - αντιστοίχιση συχνότητας, αναλογικότητα πλάτους και χαρακτηριστικά απόκρισης - επιτρέπει την ορθή διάγνωση των πηγών δόνησης, τις κατάλληλες διορθωτικές ενέργειες (μείωση της εξαναγκαστικής δόνησης ή τροποποίηση της απόκρισης) και τον σχεδιασμό στρατηγικών που ελαχιστοποιούν τους κραδασμούς μέσω της μείωσης της εξαναγκαστικής δόνησης και της αποφυγής του συντονισμού.

← Επιστροφή στο Κύριο Ευρετήριο

Κατηγορίες:
WhatsApp