Κατανόηση του Συντονισμού Πλαισίου
Ορισμός: Τι είναι ο συντονισμός καρέ;
Συντονισμός πλαισίου είναι ένας συγκεκριμένος τύπος δομικός συντονισμός όπου το δομικό πλαίσιο, το περίβλημα, το περίβλημα ή το περίβλημα του μηχανήματος δονείται σε ένα από τα φυσικές συχνότητες σε απόκριση στη διέγερση από τα περιστρεφόμενα εξαρτήματα. Σε αντίθεση με τους συντονισμούς θεμελίωσης ή βάθρου που περιλαμβάνουν τη δομή στήριξης, ο συντονισμός πλαισίου περιλαμβάνει το ίδιο το σώμα του μηχανήματος - τη δομή από χυτοσίδηρο ή κατασκευασμένο χάλυβα που περικλείει τα περιστρεφόμενα στοιχεία.
Ο συντονισμός πλαισίου είναι συχνός σε μηχανήματα με μεγάλα, σχετικά ελαφριά περιβλήματα, όπως ανεμιστήρες, φυσητήρες, αντλίες και κινητήρες. Συνήθως εκδηλώνεται ως υπερβολικός θόρυβος, ορατή δόνηση καλυμμάτων ή πάνελ και υψηλή δόνηση μετρήσεις στο πλαίσιο που είναι δυσανάλογες με την πραγματική δόνηση του ρότορα.
Συνήθεις καταστάσεις συντονισμού καρέ
Πλαίσια κινητήρα και γεννήτριας
- Φυσικές συχνότητες: Συνήθως 50-400 Hz ανάλογα με το μέγεθος και την κατασκευή
- Διέγερση: 1× (ανισορροπία), 2× συχνότητα γραμμής (120 Hz για κινητήρες 60 Hz), ηλεκτρομαγνητικές δυνάμεις
- Συμπτώματα: Δόνηση πλαισίου πολύ υψηλότερη από τη δόνηση του ρουλεμάν· ακουστός βουητός ή βόμβος
- Αυστηρότητα: Μπορεί να υπάρχει 5-10 φορές υψηλότερη δόνηση στο πλαίσιο από ό,τι στα ρουλεμάν
Περιβλήματα ανεμιστήρα και φυσητήρα
- Φυσικές συχνότητες: 20-200 Hz για τυπικούς βιομηχανικούς ανεμιστήρες
- Διέγερση: Συχνότητα διέλευσης λεπίδας (αριθμός λεπίδων × Σ.Α.Λ.)
- Συμπτώματα: Τα πάνελ του περιβλήματος δονούνται έντονα· δυνατός αεροδυναμικός θόρυβος
- Χαρακτηριστικός: Μπορεί να εμφανιστεί μόνο σε συγκεκριμένες ταχύτητες ή συνθήκες ροής
Περιβλήματα αντλίας
- Φυσικές συχνότητες: 30-300 Hz ανάλογα με το σχεδιασμό του περιβλήματος
- Διέγερση: Συχνότητα διέλευσης πτερυγίων, υδραυλικοί παλμοί
- Συμπτώματα: Δόνηση περιβλήματος, θόρυβος, πιθανότητα ρωγμών κόπωσης
- Υδραυλική σύζευξη: Το περίβλημα γεμάτο με υγρό μπορεί να συνδέσει τους κραδασμούς του ρότορα και του περιβλήματος
Περιβλήματα κιβωτίου ταχυτήτων
- Διέγερση συχνότητας πλέγματος γραναζιών
- Οι φυσικές συχνότητες πλαισίου συχνά επικαλύπτονται με τις συχνότητες πλέγματος
- Χαρακτηριστικό δυνατό σφύριγμα του γραναζιού όταν συντονίζεται
Υπογραφή και ανίχνευση κραδασμών
Χαρακτηριστικά συμπτώματα
- Εξαρτάται από την τοποθεσία: Οι κραδασμοί ποικίλλουν δραματικά σε όλη την επιφάνεια του πλαισίου (κοινές διαφορές 10×)
- Ρουλεμάν έναντι Πλαισίου: Δόνηση πλαισίου >> δόνηση ρουλεμάν (μπορεί να είναι 3-10×)
- Συγκεκριμένη συχνότητα: Μόνο σε συχνότητα συντονισμού. Οι άλλες συχνότητες είναι κανονικές.
- Ευαισθησία ταχύτητας: Σοβαρή σε στενό εύρος ταχύτητας (±10-20% ταχύτητας συντονισμού)
- Οπτική κίνηση: Η κίνηση του πλαισίου είναι συχνά ορατή με γυμνό μάτι
Διαγνωστικές εξετάσεις
Δοκιμή πρόσκρουσης (χτύπημα)
- Πλαίσιο κρούσης με λαστιχένιο σφυρί ή σφυρί με όργανα
- Μετρήστε την απόκριση με επιταχυνσιόμετρο
- Προσδιορίστε τις φυσικές συχνότητες πλαισίου από τις κορυφές στην απόκριση συχνότητας
- Συγκρίνετε με τις συχνότητες λειτουργίας (1×, 2×, διέλευση λεπίδας, κ.λπ.)
Έρευνα για το Roving Accelerometer
- Μετρήστε τους κραδασμούς σε πολλά σημεία του πλαισίου κατά τη λειτουργία
- Δημιουργήστε χάρτη δονήσεων που να δείχνει τις περιοχές υψηλής και χαμηλής δόνησης
- Το μοτίβο αποκαλύπτει το σχήμα της λειτουργίας (κάμψη, στρίψιμο, κάμψη του πάνελ)
- Αναγνωρίζει αντικόμβους (μέγιστη κίνηση) και κόμβους (ελάχιστη κίνηση)
Μέτρηση Συνάρτησης Μεταφοράς
- Μέτρηση συνοχής μεταξύ της δόνησης του ρουλεμάν (είσοδος) και της δόνησης του πλαισίου (έξοδος)
- Η υψηλή συνοχή σε συγκεκριμένη συχνότητα επιβεβαιώνει τον συντονισμό
- Η συνάρτηση μεταφοράς δείχνει τον συντελεστή ενίσχυσης
Λύσεις και μετριασμός
Τροποποιήσεις σκλήρυνσης
Προσθέστε δομικές νευρώσεις ή ενισχυτικά στοιχεία
- Αυξήστε την ακαμψία κάμψης του πλαισίου
- Αυξάνει τις φυσικές συχνότητες πάνω από το εύρος διέγερσης
- Σχετικά οικονομικό και αποτελεσματικό
- Μπορεί να τοποθετηθεί εκ των υστέρων σε υπάρχοντα εξοπλισμό
Αύξηση του πάχους του υλικού
- Πυκνώστε τους τοίχους ή τα πάνελ του πλαισίου
- Αυξάνει σημαντικά την ακαμψία και τη συχνότητα
- Ενδέχεται να απαιτηθεί τροποποίηση σχεδιασμού και νέες χυτεύσεις/κατασκευές
Δομικοί Δεσμοί και Ενίσχυση
- Συνδέστε τις αντίθετες πλευρές του πλαισίου για να αποφύγετε την κάμψη
- Η εγκάρσια ενίσχυση αυξάνει τη στρεπτική ακαμψία
- Μπορεί να προστεθεί εξωτερικά χωρίς εσωτερικές τροποποιήσεις
Προσθήκη μάζας
- Χαμηλότερη Φυσική Συχνότητα: Προσθέστε μάζα για να μειώσετε τη συχνότητα κάτω από το εύρος διέγερσης
- Στρατηγική Τοποθέτηση: Προσθέστε μάζα στις θέσεις των αντικόμβων για μέγιστο αποτέλεσμα
- Συντονισμένη Λειτουργία: Προσεκτικά υπολογισμένη προσθήκη μάζας για συγκεκριμένη λειτουργία αλλαγής ταχυτήτων
- Αντιστάθμισμα: Αυξημένο βάρος, μπορεί να μην είναι επιθυμητό για όλες τις εφαρμογές
Θεραπείες απόσβεσης
Περιορισμένη Απόσβεση Στρώσης
- Ιξωδοελαστικό υλικό τοποθετημένο ανάμεσα σε μεταλλικά στρώματα
- Εφαρμόζεται σε μεγάλες επίπεδες επιφάνειες (πάνελ, καλύμματα)
- Μειώνει το πλάτος της κορυφής συντονισμού κατά 50-80%
- Αποτελεσματικό σε εύρος 20-500 Hz
Ελεύθερη απόσβεση στρώσεων
- Υλικό απόσβεσης συνδεδεμένο απευθείας στην δονούμενη επιφάνεια
- Απλούστερο από το περιορισμένο επίπεδο αλλά λιγότερο αποτελεσματικό
- Κατάλληλο για εφαρμογές με περιορισμένη προσβασιμότητα
Λειτουργικές Αλλαγές
- Αλλαγή ταχύτητας: Λειτουργήστε σε ταχύτητα όπου δεν υπάρχει συντονισμός
- Μειώστε την καταναγκαστική άσκηση: Βελτίωση ισορροπίας, ευθυγράμμιση για μείωση του πλάτους διέγερσης
- Αλλαγές Διαδικασίας: Αλλάξτε τη ροή, την πίεση ή το φορτίο για να μετατοπίσετε τις συχνότητες διέγερσης
Πρόληψη στο Σχεδιασμό
Αρχές Σχεδιασμού
- Επαρκής ακαμψία: Πλαίσιο σχεδιασμού με φυσικές συχνότητες > 2× υψηλότερη συχνότητα διέγερσης
- Μαζική Κατανομή: Αποφύγετε τις συγκεντρωμένες μάζες που δημιουργούν λειτουργίες χαμηλής συχνότητας
- Ραβδώσεις και Ενίσχυση: Ενσωματώστε χαρακτηριστικά ακαμψίας από την αρχή
- Ανάλυση Τροποποίησης: FEA κατά τη διάρκεια του σχεδιασμού για την πρόβλεψη και βελτιστοποίηση των φυσικών συχνοτήτων
Επαλήθευση Σχεδιασμού
- Δοκιμή πρωτοτύπου με ανάλυση κρούσης
- Μέτρηση σχήματος παραμόρφωσης λειτουργίας στις πρώτες μονάδες
- Τροποποίηση σχεδιασμού πριν από την παραγωγή εάν εντοπιστούν συντονισμοί
Παράδειγμα περίπτωσης
Κατάσταση: Κινητήρας 75 HP που κινεί φυγοκεντρικό ανεμιστήρα, υπερβολικός θόρυβος και κραδασμοί
- Συμπτώματα: Δόνηση πλαισίου κινητήρα 12 mm/s· μόνο δόνηση ρουλεμάν 2,5 mm/s
- Συχνότητα: 120 Hz (2× συχνότητα γραμμής για κινητήρα 60 Hz)
- Δοκιμή πρόσκρουσης: Αποκαλύφθηκε φυσική συχνότητα πλαισίου στα 118 Hz
- Βασική αιτία: Πλαίσιο που συντονίζεται σε ηλεκτρομαγνητική συχνότητα εξαναγκασμού
- Λύση: Προστέθηκαν τέσσερις γωνιακές σιδερένιες γωνίες που συνδέουν τα πόδια του κινητήρα με τα ακραία κουδούνια
- Αποτέλεσμα: Η φυσική συχνότητα του πλαισίου μετατοπίστηκε στα 165 Hz, η δόνηση μειώθηκε στα 3,2 mm/s
- Κόστος: $200 σε υλικά έναντι $8.000 για αντικατάσταση κινητήρα
Ο συντονισμός πλαισίου είναι ένα συνηθισμένο αλλά συχνά λανθασμένα διαγνωσμένο πρόβλημα κραδασμών. Η αναγνώριση των χαρακτηριστικών συμπτωμάτων (υψηλή δόνηση πλαισίου σε σχέση με τη δόνηση των ρουλεμάν, ειδική για τη συχνότητα, εξαρτώμενη από την τοποθεσία) και η εφαρμογή κατάλληλων διαγνωστικών τεχνικών (δοκιμές κρούσης, ανάλυση ODS) επιτρέπει στοχευμένες λύσεις που μπορούν να μειώσουν δραματικά τους κραδασμούς με μέτριο κόστος.
Κατηγορίες: ΓλωσσάριοΔιαγνωστικά Δονήσεων
EN 
AR 
AZ 
BG 
ZH 
HR 
CS 
DA 
NL 
ET 
FI 
FR 
DE 
KA 
EL 
HE 
HI 
HU 
ID 
IT 
JA 
KO 
LV 
LT 
MS 
NB 
FA 
PL 
PT_BR 
PT 
RO 
SR 
SK 
SL 
ES 
SV 
TH 
TR 
UR 
UK 
VI 