ارتعاش اجباری چیست؟ پاسخ تحریک خارجی • بالانسر قابل حمل، آنالیزور ارتعاش "Balanset" برای بالانس دینامیکی سنگ شکن ها، فن ها، مالچرها، حلزونی ها روی کمباین ها، شفت ها، سانتریفیوژها، توربین ها و بسیاری از روتورهای دیگر ارتعاش اجباری چیست؟ پاسخ تحریک خارجی • بالانسر قابل حمل، آنالیزور ارتعاش "Balanset" برای بالانس دینامیکی سنگ شکن ها، فن ها، مالچرها، حلزونی ها روی کمباین ها، شفت ها، سانتریفیوژها، توربین ها و بسیاری از روتورهای دیگر

ارتعاش اجباری چیست؟ پاسخ تحریک خارجی

منتشر شده توسط admin در

درک ارتعاش اجباری

تعریف: ارتعاش اجباری چیست؟

ارتعاش اجباری حرکت نوسانی ناشی از نیروی تناوبی خارجی اعمال شده به یک سیستم مکانیکی است. ارتعاش در فرکانس نیروی اعمال شده (فرکانس نیرو) رخ می‌دهد و دامنه آن متناسب با بزرگی تابع نیرو و نسبت معکوس با مقاومت سیستم در برابر حرکت در آن فرکانس دارد. اکثر لرزش در ماشین‌آلات دوار، ارتعاش اجباری وجود دارد که منابع اجباری رایج آن عبارتند از: عدم تعادل (نیروی گریز از مرکز چرخشی), ناهم‌ترازی (نیروهای کوپلینگ) و ضربان‌های آیرودینامیکی/هیدرولیکی.

ارتعاش اجباری اساساً با ... متفاوت است. ارتعاش خود برانگیخته (که در آن سیستم نوسان پایدار خود را ایجاد می‌کند) و ارتعاش آزاد (پاسخ گذرا پس از ضربه). درک اصول ارتعاش اجباری ضروری است زیرا توضیح می‌دهد که چگونه دامنه ارتعاش به شدت خطا مربوط می‌شود و چگونه می‌توان ارتعاش را با کاهش نیرو یا اصلاح پاسخ سیستم کنترل کرد.

ویژگی‌های ارتعاش اجباری

تطبیق فرکانس

  • فرکانس ارتعاش برابر با فرکانس نیرو است
  • اگر نیروی اعمالی در ۳۰ هرتز باشد، ارتعاش در ۳۰ هرتز
  • برخلاف ارتعاش خود-تحریک که در فرکانس طبیعی رخ می‌دهد
  • فرکانس قابل پیش‌بینی بر اساس منبع نیرو

تناسب دامنه

  • دامنه ارتعاش متناسب با بزرگی نیروی وارده
  • دو برابر نیرو → دو برابر ارتعاش (سیستم خطی)
  • حذف نیروی محرکه → توقف لرزش
  • قابل کنترل از طریق کاهش نیرو

رابطه فاز

  • قطعی فاز رابطه بین نیرو و پاسخ
  • فاز به فرکانس نسبت به فرکانس طبیعی بستگی دارد
  • رزونانس زیر: ارتعاش همفاز با نیرو
  • در حالت رزونانس: ۹۰ درجه تأخیر فاز
  • رزونانس بالا: تأخیر فاز ۱۸۰ درجه

پایداری

  • سیستم پایدار است - ارتعاش محدود است
  • بدون محدودیت رشد نمی‌کند
  • دامنه محدود شده توسط نیرو و پاسخ سیستم
  • در تضاد با ارتعاش خود-برانگیخته ناپایدار

توابع اجباری رایج در ماشین آلات

۱. عدم تعادل (۱× نیروی اعمالی)

  • نیرو: نیروی گریز از مرکز چرخشی ناشی از خروج از مرکز جرم
  • فرکانس: یک بار در هر دور (۱× سرعت شفت)
  • بزرگی: F = m × r × ω² (متناسب با مجذور سرعت)
  • رایج‌ترین: منبع اصلی ارتعاش در اکثر تجهیزات دوار

۲. ناهم‌ترازی (۲× نیروی اعمالی)

  • نیرو: نیروهای کوپلینگ ناشی از جابجایی زاویه‌ای/موازی
  • فرکانس: دو بار در هر دور (۲× سرعت شفت)
  • مشخصه: مولفه محوری بالا

۳. آیرودینامیک/هیدرولیک (عبور تیغه/پره)

  • نیرو: نوسانات فشار ناشی از برهمکنش پره-استاتور
  • فرکانس: تعداد پره‌ها × سرعت شفت
  • مثال‌ها: فن‌ها، پمپ‌ها، کمپرسورها

۴. نیروهای درگیر در شبکه دنده‌ها

  • نیرو: درگیری دندان‌ها که باعث بارگذاری دوره‌ای می‌شود
  • فرکانس: تعداد دندانه × سرعت شفت
  • بزرگی: مربوط به گشتاور منتقل شده و کیفیت دندانه

۵. نیروهای الکترومغناطیسی

  • نیرو: نوسانات میدان مغناطیسی در موتورها/ژنراتورها
  • فرکانس: ۲× فرکانس خط (۱۲۰/۱۰۰ هرتز)
  • مستقل: از سرعت مکانیکی (نیروی ناهمزمان)

پاسخ به اجبار: رفتار سیستم

فرکانس پایین‌تر از فرکانس طبیعی (کنترل‌شده با سختی)

  • دامنه ارتعاش ≈ نیرو / سختی
  • پاسخ همفاز با اعمال نیرو
  • دامنه برای نیروهای وابسته به سرعت با سرعت افزایش می‌یابد
  • ناحیه عملیاتی معمول برای اکثر روتورهای صلب

در فرکانس طبیعی (رزونانس)

  • دامنه ارتعاش ≈ نیرو / (میرایی × فرکانس طبیعی)
  • دامنه تقویت‌شده توسط ضریب Q (معمولاً 10-50 برابر)
  • تأخیر فاز ۹۰ درجه
  • نیروهای کوچک، ارتعاشات بزرگی ایجاد می‌کنند
  • میرایی تنها عامل محدود کننده است

فرکانس بالاتر از فرکانس طبیعی (کنترل‌شده با جرم)

  • دامنه ارتعاش ≈ نیرو / (جرم × فرکانس²)
  • اختلاف فاز ۱۸۰ درجه (ارتعاش در خلاف جهت نیرو)
  • دامنه با افزایش فرکانس کاهش می‌یابد
  • ناحیه عملیاتی برای روتورهای انعطاف‌پذیر بالاتر از سرعت‌های بحرانی

ارتعاش اجباری در مقابل انواع دیگر

ارتعاش اجباری در مقابل ارتعاش آزاد

  • اجباری: اعمال نیروی مداوم، ارتعاش پایدار، با فرکانس اعمال نیرو
  • رایگان: پاسخ ضربه، ارتعاش در فرکانس طبیعی کاهش می‌یابد
  • مثال: تست ضربه، ارتعاش آزاد تولید می‌کند؛ دستگاه در حال کار، ارتعاش اجباری تولید می‌کند.

ارتعاش اجباری در مقابل ارتعاش خود برانگیخته

  • اجباری: نیروی خارجی، دامنه متناسب با نیرو، پایدار
  • خود-هیجان‌زده: منبع انرژی داخلی، دامنه محدود به غیرخطی بودن، ناپایدار
  • مثال‌ها: عدم تعادل اجباری است؛; چرخش روغن خودجوش است

کنترل و کاهش خطرات

کاهش اجبار

  • Balancing: عدم تعادل را مستقیماً کاهش می‌دهد
  • Alignment: نیروهای ناهم‌ترازی را کاهش می‌دهد
  • رفع عیوب: رفع مشکلات مکانیکی ایجاد نیروها
  • مؤثرترین: منبع نیرو را از بین ببرید یا به حداقل برسانید

اصلاح پاسخ سیستم

  • تغییر سختی: فرکانس‌های طبیعی را از فرکانس‌های اجباری دور کنید
  • اضافه کردن میرایی: کاهش تقویت رزونانس
  • تغییر جرم: اصلاح فرکانس‌های طبیعی
  • انزوا: کاهش انتقال نیرو به سازه

از رزونانس اجتناب کنید

  • اطمینان حاصل کنید که فرکانس‌های اجباری با فرکانس‌های طبیعی مطابقت ندارند
  • حاشیه جداسازی معمولاً ±20-30%
  • تحلیل فاز طراحی برای تأیید
  • محدودیت‌های سرعت در صورت اجتناب‌ناپذیر بودن تشدید

اهمیت عملی

بیشتر ارتعاشات ماشین آلات از نوع اجباری است

  • عدم تعادل، ناهمراستایی، درگیری چرخ‌دنده‌ها - همگی ارتعاش اجباری
  • قابل پیش‌بینی و کنترل از طریق کاهش اجباری
  • اقدامات نگهداری استاندارد (متعادل کردن، هم‌ترازی) به اجبار می‌پردازند

رویکرد تشخیصی

  • فرکانس اجباری را از طیف تشخیص دهید
  • با منابع نیروی شناخته شده (1×، 2×، شبکه دنده و غیره) مطابقت دهید.
  • تشخیص منبع نیرو
  • کاهش نیروی وارده از طریق نگهداری مناسب

ارتعاش اجباری نوع اساسی ارتعاش در ماشین‌آلات دوار است که از نیروهای دوره‌ای خارجی وارد بر سیستم ناشی می‌شود. درک اصول ارتعاش اجباری - تطبیق فرکانس، تناسب دامنه و ویژگی‌های پاسخ - امکان تشخیص صحیح منابع ارتعاش، اقدامات اصلاحی مناسب (کاهش نیروی اعمالی یا اصلاح پاسخ) و طراحی استراتژی‌هایی را فراهم می‌کند که ارتعاش را از طریق کاهش نیروی اعمالی و اجتناب از رزونانس به حداقل می‌رسانند.

← بازگشت به فهرست اصلی

Categories:
واتساپ