درک رزونانس قاب
تعریف: رزونانس فریم چیست؟
رزونانس قاب نوع خاصی است رزونانس ساختاری جایی که قاب ساختاری، محفظه، پوشش یا محفظه خود دستگاه در یکی از نقاط خود ارتعاش می‌کند فرکانس‌های طبیعی در پاسخ به تحریک اجزای چرخان. برخلاف رزونانس‌های فونداسیون یا پایه که شامل سازه نگهدارنده می‌شوند، رزونانس قاب شامل خود بدنه دستگاه می‌شود - سازه چدنی یا فولادی ساخته شده که عناصر چرخان را در بر می‌گیرد.
رزونانس قاب در ماشین‌آلاتی با محفظه‌های بزرگ و نسبتاً سبک مانند فن‌ها، دمنده‌ها، پمپ‌ها و موتورها رایج است. این پدیده معمولاً به صورت صدای بیش از حد، لرزش قابل مشاهده پوشش‌ها یا پنل‌ها و ... بروز می‌کند. لرزش قرائت‌های روی قاب که با ارتعاش واقعی روتور نامتناسب هستند.
موقعیت‌های رایج رزونانس فریم
قاب‌های موتور و ژنراتور
- فرکانس‌های طبیعی: معمولاً ۵۰ تا ۴۰۰ هرتز بسته به اندازه و ساختار
- تحریک: ۱× (عدم تعادل)، ۲× فرکانس خط (۱۲۰ هرتز برای موتورهای ۶۰ هرتز)، نیروهای الکترومغناطیسی
- علائم: لرزش قاب بسیار بیشتر از لرزش یاتاقان؛ صدای وزوز یا همهمه قابل شنیدن
- شدت: می‌تواند ارتعاش روی شاسی ۵ تا ۱۰ برابر بیشتر از یاتاقان‌ها باشد
محفظه‌های فن و دمنده
- فرکانس‌های طبیعی: ۲۰-۲۰۰ هرتز برای فن‌های صنعتی معمولی
- تحریک: فرکانس عبور پره (تعداد پره‌ها × دور در دقیقه)
- علائم: لرزش شدید پنل‌های محفظه؛ صدای بلند آیرودینامیکی
- مشخصه: ممکن است فقط در سرعت‌ها یا شرایط جریان خاص رخ دهد
پوسته پمپ
- فرکانس‌های طبیعی: ۳۰-۳۰۰ هرتز بسته به طراحی محفظه
- تحریک: فرکانس عبور پره، ضربان‌های هیدرولیکی
- علائم: ارتعاش پوشش، سر و صدا، پتانسیل ترک خوردگی ناشی از خستگی
- کوپلینگ هیدرولیکی: محفظه پر از سیال می‌تواند ارتعاش روتور و محفظه را کوپل کند
محفظه‌های گیربکس
- تحریک فرکانسی شبکه دنده
- فرکانس‌های طبیعی فریم اغلب با فرکانس‌های مش همپوشانی دارند.
- صدای ناله بلند چرخ دنده هنگام رزونانس
اثر ارتعاش و تشخیص آن
علائم مشخصه
- وابسته به مکان: لرزش به طور چشمگیری در سطح قاب متفاوت است (اختلاف رایج 10 برابر است)
- بلبرینگ در مقابل شاسی: لرزش قاب >> لرزش یاتاقان (ممکن است ۳ تا ۱۰ برابر باشد)
- فرکانس خاص: فقط در فرکانس رزونانس؛ سایر فرکانس‌ها طبیعی هستند
- حساس به سرعت: شدید در محدوده سرعت باریک (±10-20% سرعت رزونانس)
- حرکت بصری: حرکت قاب اغلب با چشم غیرمسلح قابل مشاهده است
آزمایش‌های تشخیصی
تست ضربه (ضربه)
- قاب ضربه با پتک لاستیکی یا چکش ابزار دقیق
- اندازه‌گیری پاسخ با شتاب سنج
- فرکانس‌های طبیعی فریم را از روی پیک‌های پاسخ فرکانسی تشخیص دهید
- با فرکانس‌های عملیاتی (1×، 2×، عبور تیغه و غیره) مقایسه کنید.
بررسی شتاب‌سنج سیار
- اندازه‌گیری ارتعاش در نقاط مختلف قاب در حین کار
- ایجاد نقشه ارتعاش که مناطق مرتفع و پست را نشان می‌دهد
- الگو، شکل حالت (خم شدن، پیچ خوردن، خم شدن پنل) را آشکار می‌کند
- آنتی نودها (حداکثر حرکت) و گره‌ها (حداقل حرکت) را شناسایی می‌کند
اندازه‌گیری تابع انتقال
- اندازه‌گیری میزان انسجام بین ارتعاش یاتاقان (ورودی) و ارتعاش قاب (خروجی)
- انسجام بالا در فرکانس خاص، رزونانس را تأیید می‌کند
- تابع انتقال، ضریب تقویت را نشان می‌دهد
راهکارها و کاهش خطرات
اصلاحات سخت‌کننده
اضافه کردن تیرک‌های سازه‌ای یا گاست‌ها
- افزایش سختی خمشی قاب
- فرکانس‌های طبیعی را بالاتر از محدوده تحریک افزایش می‌دهد
- نسبتاً اقتصادی و مؤثر
- قابل ارتقا به تجهیزات موجود
افزایش ضخامت مواد
- دیوارها یا پنل‌های قاب را ضخیم کنید
- به طور قابل توجهی سفتی و فرکانس را افزایش می‌دهد
- ممکن است نیاز به اصلاح طراحی و ریخته‌گری/ساخت جدید داشته باشد
مهاربندها و مهاربندهای سازه‌ای
- برای جلوگیری از خم شدن، طرف‌های مخالف قاب را به هم وصل کنید
- مهاربندی ضربدری، سختی پیچشی را افزایش می‌دهد
- قابل اضافه شدن به صورت خارجی بدون تغییرات داخلی
افزایش جرم
- فرکانس طبیعی پایین: اضافه کردن جرم برای کاهش فرکانس به زیر محدوده تحریک
- جایگاه استراتژیک: برای حداکثر تأثیر، در مکان‌های آنتی‌نودها جرم اضافه کنید
- جرم تنظیم‌شده: افزایش جرم با دقت محاسبه شده برای تغییر حالت خاص
- بده بستان: افزایش وزن، ممکن است برای همه کاربردها مطلوب نباشد
عملیات میرایی
میرایی لایه مقید
- ماده ویسکوالاستیک بین لایه‌های فلزی قرار گرفته است
- قابل استفاده روی سطوح صاف بزرگ (پنل‌ها، روکش‌ها)
- دامنه اوج رزونانس را به میزان 50-80% کاهش می‌دهد
- موثر در محدوده ۲۰ تا ۵۰۰ هرتز
میرایی لایه آزاد
- ماده میراگر که مستقیماً به سطح مرتعش متصل شده است
- ساده‌تر از لایه محدود شده اما کم‌اثرتر است
- مناسب برای برنامه‌های کاربردی با دسترسی محدود
تغییرات عملیاتی
- تغییر سرعت: با سرعتی کار کنید که در آن رزونانس رخ ندهد
- کاهش اجبار: بهبود تعادل و تراز بدن برای کاهش دامنه تحریک
- تغییرات فرآیند: تغییر جریان، فشار یا بار برای تغییر فرکانس‌های تحریک
پیشگیری در طراحی
اصول طراحی
- سختی کافی: قاب طراحی با فرکانس‌های طبیعی > ۲ برابر بالاترین فرکانس تحریک
- توزیع انبوه: از توده‌های متمرکز که حالت‌های فرکانس پایین ایجاد می‌کنند، اجتناب کنید
- شیاربندی و تقویت: از ابتدا ویژگی‌های سفت‌کننده را در نظر بگیرید
- آنالیز مودال: FEA در طول طراحی برای پیش‌بینی و بهینه‌سازی فرکانس‌های طبیعی
تأیید طراحی
- آزمایش نمونه اولیه با تحلیل ضربه
- اندازه‌گیری شکل انحراف عملیاتی در واحدهای اول
- در صورت مشاهده رزونانس، قبل از تولید، طرح را اصلاح کنید
مثال موردی
وضعیت: موتور ۷۵ اسب بخار، فن گریز از مرکز را به حرکت در می‌آورد، صدا و لرزش بیش از حد
- علائم: لرزش بدنه موتور ۱۲ میلی‌متر بر ثانیه؛ لرزش یاتاقان‌ها فقط ۲.۵ میلی‌متر بر ثانیه
- فرکانس: ۱۲۰ هرتز (۲ برابر فرکانس خط برای موتور ۶۰ هرتز)
- تست ضربه: فرکانس طبیعی قاب آشکار شده در ۱۱۸ هرتز
- علت ریشه‌ای: قاب در فرکانس نیروی الکترومغناطیسی تشدید می‌شود
- راه حل: چهار عدد بست آهنی زاویه‌دار که پایه‌های موتور را به زنگوله‌های انتهایی متصل می‌کنند، اضافه شد.
- نتیجه: فرکانس طبیعی قاب به ۱۶۵ هرتز تغییر یافت، ارتعاش به ۳.۲ میلی‌متر بر ثانیه کاهش یافت
- هزینه: $200 در مواد در مقابل $8000 برای تعویض موتور
رزونانس فریم یک مشکل ارتعاشی رایج اما اغلب اشتباه تشخیص داده شده است. تشخیص علائم مشخصه (ارتعاش بالای فریم نسبت به ارتعاش یاتاقان، وابسته به فرکانس، وابسته به مکان) و به کارگیری تکنیک‌های تشخیصی مناسب (آزمایش ضربه، آنالیز ODS) امکان ارائه راه‌حل‌های هدفمند را فراهم می‌کند که می‌توانند ارتعاش را با هزینه کم به طور چشمگیری کاهش دهند.
Categories: واژه‌نامهتشخیص ارتعاش
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 