Raami resonantsi mõistmine
Definitsioon: Mis on kaadriresonants?
Raami resonants on teatud tüüpi struktuuriline resonants kus masina enda konstruktsiooniraam, korpus, kate või kaitseümbris vibreerib ühel oma asendil loomulikud sagedused vastusena pöörlevate komponentide ergutusele. Erinevalt vundamendi või aluse resonantsist, mis hõlmab tugistruktuuri, hõlmab raami resonants masina korpust ennast – malmist või monteeritud terasest konstruktsiooni, mis ümbritseb pöörlevaid elemente.
Raami resonants on tavaline suurte ja suhteliselt kergete korpustega masinate puhul, näiteks ventilaatorite, puhurite, pumpade ja mootorite puhul. Tavaliselt avaldub see liigse müra, katete või paneelide nähtava vibratsiooni ja kõrge ... vibratsioon raami näidud, mis on rootori tegeliku vibratsiooniga võrreldes ebaproportsionaalsed.
Tavalised kaadriresonantsi olukorrad
Mootori ja generaatori raamid
- Looduslikud sagedused: Tavaliselt 50–400 Hz, olenevalt suurusest ja konstruktsioonist
- Erutus: 1× (asümmeetria), 2× võrgusagedus (120 Hz 60 Hz mootorite puhul), elektromagnetilised jõud
- Sümptomid: Raami vibratsioon on palju suurem kui laagri vibratsioon; kuulda on suminat või suminat
- Raskusaste: Raamil võib olla 5–10 korda suurem vibratsioon kui laagritel
Ventilaatori ja puhuri korpused
- Looduslikud sagedused: 20–200 Hz tüüpiliste tööstuslike ventilaatorite jaoks
- Erutus: Tera läbimise sagedus (labade arv × p/min)
- Sümptomid: Korpuse paneelid vibreerivad tugevalt; vali aerodünaamiline müra
- Iseloomulik: Võib esineda ainult teatud kiirustel või voolutingimustes
Pumba korpused
- Looduslikud sagedused: 30–300 Hz olenevalt korpuse konstruktsioonist
- Erutus: Labade läbimissagedus, hüdraulilised pulsatsioonid
- Sümptomid: Korpuse vibratsioon, müra, väsimuspragude tekkimise võimalus
- Hüdrauliline sidur: Vedelikuga täidetud korpus võib siduda rootori ja korpuse vibratsiooni
Käigukasti korpused
- Hammasratta võrgusilma sageduse ergastus
- Kaadri loomulikud sagedused kattuvad sageli võrgusagedustega
- Iseloomulik valju käigukasti vingumine resonantsi korral
Vibratsiooni signatuur ja tuvastamine
Iseloomulikud sümptomid
- Asukohast sõltuv: Vibratsioon varieerub raami pinnal dramaatiliselt (10-kordsed erinevused on tavalised)
- Laager vs raam: Raami vibratsioon >> laagri vibratsioon (võib olla 3–10×)
- Sageduspõhine: Ainult resonantssagedusel; muud sagedused normaalsed
- Kiirusetundlik: Tugev kitsas kiirusvahemikus (±10–20% resonantskiirusest)
- Visuaalne liikumine: Kaadri liikumine on sageli palja silmaga nähtav
Diagnostilised testid
Löögitest (lööktest)
- Löö raami kummivasara või instrumentaalvasaraga
- Mõõda vastust kiirendusmõõtur
- Tuvastage kaadri loomulikud sagedused sageduskarakteristiku tippude põhjal
- Võrrelge töösagedustega (1×, 2×, labade läbimine jne)
Liikuvkiirendusmõõturi uuring
- Mõõtke töötamise ajal vibratsiooni mitmes punktis üle raami
- Loo vibratsioonikaart, mis näitab kõrgeid ja madalaid alasid
- Muster näitab moodi kuju (painutamine, keerdumine, paneeli painutamine)
- Tuvastab antinoodid (maksimaalne liikumine) ja sõlmed (minimaalne liikumine)
Ülekandefunktsiooni mõõtmine
- Mõõda laagri vibratsiooni (sisend) ja raami vibratsiooni (väljund) vahelist koherentsust
- Kõrge koherentsus teatud sagedusel kinnitab resonantsi
- Ülekandefunktsioon näitab võimendustegurit
Lahendused ja leevendamine
Jäigastavad modifikatsioonid
Lisage struktuurribid või -liistud
- Suurendage raami painutusjäikust
- Tõstab loomulikke sagedusi ergastusvahemikust kõrgemale
- Suhteliselt ökonoomne ja efektiivne
- Saab olemasolevatele seadmetele järelpaigaldada
Suurendage materjali paksust
- Paksendada raami seinu või paneele
- Suurendab märkimisväärselt jäikust ja sagedust
- Võib vajada konstruktsiooni muutmist ja uute valude/toodete valmistamist
Konstruktsioonilised sidemed ja toestused
- Ühendage raami vastasküljed, et vältida paindumist
- Risttoed suurendavad väändejäikust
- Saab lisada väliselt ilma sisemiste muudatusteta
Massi lisamine
- Madalam loomulik sagedus: Lisage mass, et vähendada sagedust alla ergastusvahemiku
- Strateegiline paigutus: Maksimaalse efekti saavutamiseks lisage massi antinoodide asukohtadesse
- Häälestatud mass: Hoolikalt arvutatud massi lisamine nihkespetsiifilisele režiimile
- Kompromiss: Suurem kaal ei pruugi olla soovitav kõigi rakenduste jaoks
Summutusprotseduurid
Piiratud kihi summutamine
- Viskoelastne materjal metallikihtide vahel
- Kasutatakse suurtel tasastel pindadel (paneelid, katted)
- Vähendab resonantsi tipp-amplituudi 50-80% võrra
- Efektiivne sagedusvahemikus 20–500 Hz
Vaba kihi summutamine
- Summutav materjal liimitakse otse vibreerivale pinnale
- Lihtsam kui piiratud kiht, aga vähem efektiivne
- Hea ligipääsetavuse poolest piiratud rakenduste jaoks
Tegevusmuudatused
- Kiiruse muutus: Töötage kiirusel, kus resonantsi ei teki
- Vähendage sundimist: Parandage tasakaalu ja joondumist, et vähendada ergastusamplituudi
- Protsessi muudatused: Ergastussageduste muutmiseks muutke voolu, rõhku või koormust
Ennetamine disainis
Disainipõhimõtted
- Piisav jäikus: Projekteerimisraam loomulike sagedustega > 2 × kõrgeim ergastussagedus
- Massijaotus: Vältige kontsentreeritud masse, mis tekitavad madalsageduslikke režiime
- Ribiriba ja tugevdus: Jäigastuselementide lisamine algusest peale
- Modaalne analüüs: FEA disaini ajal loomulike sageduste ennustamiseks ja optimeerimiseks
Projekteerimise kontrollimine
- Prototüübi testimine koos mõjuanalüüsiga
- Esimese seadme tööpainde kuju mõõtmine
- Resonantsi leidmisel muutke enne tootmist konstruktsiooni
Juhtumi näide
Olukord: 75 hj mootor ajab tsentrifugaalventilaatorit, liigne müra ja vibratsioon
- Sümptomid: Mootori raami vibratsioon 12 mm/s; laagri vibratsioon ainult 2,5 mm/s
- Sagedus: 120 Hz (2 × võrgusagedus 60 Hz mootori puhul)
- Löögikatse: Näidatud kaadri loomulik sagedus 118 Hz juures
- Põhjus: Raam resoneerib elektromagnetilise sundsageduse juures
- Lahendus: Lisatud neli nurga all olevat rauast vahetükki, mis ühendavad mootori jalgu otsakelladega
- Tulemus: Raami loomulik sagedus nihutati 165 Hz-ni, vibratsioon langes 3,2 mm/s-ni
- Maksumus: Materjalides $200 vs mootori vahetuses $8,000
Raami resonants on levinud, kuid sageli valesti diagnoositud vibratsiooniprobleem. Iseloomulike sümptomite (kõrge raami vibratsioon võrreldes laagri vibratsiooniga, sagedusspetsiifiline, asukohast sõltuv) äratundmine ja õigete diagnostikameetodite (löögikatsed, ODS-analüüs) rakendamine võimaldab leida sihipäraseid lahendusi, mis võivad vibratsiooni mõõduka hinnaga oluliselt vähendada.
Kategooriad: SõnastikVibratsioonidiagnostika
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 