Mikä on rakenteellinen resonanssi? Tukijärjestelmän värähtely • Kannettava tasapainotin, värähtelyanalysaattori "Balanset" murskainten, puhaltimien, multainten, puimureiden ruuvien, akseleiden, sentrifugien, turbiinien ja monien muiden roottorien dynaamiseen tasapainottamiseen Mikä on rakenteellinen resonanssi? Tukijärjestelmän värähtely • Kannettava tasapainotin, värähtelyanalysaattori "Balanset" murskainten, puhaltimien, multainten, puimureiden ruuvien, akseleiden, sentrifugien, turbiinien ja monien muiden roottorien dynaamiseen tasapainottamiseen

Mikä on rakenteellinen resonanssi? Tukijärjestelmän värähtely

Julkaisija: admin, ,

Rakenteellisen resonanssin ymmärtäminen

Määritelmä: Mikä on rakenteellinen resonanssi?

Rakenteellinen resonanssi on tila, jossa tärinä pyörivien koneiden taajuus (kuten 1 × käyntinopeus, 2 × virheasento, tai terän ohitustaajuus) vastaa luonnollinen taajuus pyörimättömästä tukirakenteesta – mukaan lukien koneen runko, pohjalevy, jalustat, perustuksiin tai jopa lähellä oleviin rakenteisiin. Kun tämä taajuussovitus tapahtuu, resonanssi vahvistaa rakenteellista värähtelyä tasoille, jotka ylittävät huomattavasti sen, mitä pyörivät komponentit itse kokevat.

Rakenteellinen resonanssi on erityisen ongelmallinen, koska se voi saada hyvin tasapainotetun ja oikein linjatun koneen näyttämään siltä, että siinä on vakavia tärinäongelmia. Voimakas tärinä on rakenteessa eikä välttämättä viittaa roottorin ongelmiin, mutta rakenteellinen liike voi vaikuttaa roottorin käyttäytymiseen ja aiheuttaa ajan myötä todellisia mekaanisia vaurioita.

Miten rakenteellinen resonanssi tapahtuu

Resonanssimekanismi

  1. Herätelähde: Pyörivät koneet tuottavat jaksollisia voimia (alkaen epätasapaino, virheellinen kohdistus jne.)
  2. Voimansiirto: Nämä voimat siirtyvät laakereiden kautta tukirakenteisiin
  3. Taajuusvastaavuus: Jos viritystaajuus ≈ rakenteellinen ominaistaajuus
  4. Energian kertyminen: Rakenne absorboi energiaa useiden syklien aikana
  5. Vahvistus: Tärinän amplitudi kasvaa, rajoittuu vain rakenteellisiin tekijöihin vaimennus
  6. Havaittu vaikutus: Rakenne värähtelee 5–50 kertaa suuremmalla amplitudilla kuin mitä syöttövoima normaalisti tuottaisi

Tyypilliset taajuusalueet

  • Perustilat: Yleensä 5–30 Hz tyypillisissä teollisuusperustuksissa
  • Pohjalevyn tilat: 20–100 Hz koosta ja rakenteesta riippuen
  • Jalustatilat: 30–200 Hz tyypillisille laakerituille
  • Kehys-/kansitilat: 50–500 Hz peltilevyille ja -suojille

Yleisiä resonanssiskenaarioita

1X juoksunopeuden resonanssi

  • Esimerkki: Kone käy nopeudella 1800 rpm (30 Hz), perusominaistaajuus 28–32 Hz
  • Oire: Erittäin voimakas tärinä hyvästä tasapainosta huolimatta
  • Vaikutus: Jopa pieni jäännösepätasapaino aiheuttaa suurta rakenteellista liikettä
  • Ratkaisu: Muuta perustuksen jäykkyyttä, lisää vaimennusta tai muuta käyttönopeutta

2X resonanssi (virhetaajuus)

  • Virheellinen kohdistus tuottaa 2× taajuusherätyksen
  • Jos 2× vastaa rakenteellista tilaa, tapahtuu monistusta
  • Voimakas tärinä voidaan virheellisesti diagnosoida vakavaksi linjausvirheeksi
  • Kohdistuksen parantaminen auttaa, mutta ei poista resonanssia

Terän/siiven läpikulkutaajuusresonanssi

  • Tuulettimet, pumput ja turbiinit tuottavat lapojen ohitustaajuuden (N × RPM, jossa N = lapojen lukumäärä)
  • Usein 50–500 Hz:n taajuusalueella
  • Voi herättää rakenteellisia moodia tällä taajuusalueella
  • Korkeataajuinen kolina tai surina

Diagnostinen tunnistus

Rakenteellisen resonanssin oireet

  • Suhteeton tärinä: Rakenteen tärinä paljon suurempi kuin laakerin tärinä
  • Kapea nopeusalue: Voimakasta tärinää vain tietyllä nopeudella (±5-10%)
  • Suuntariippuvuus: Voimakas yhteen suuntaan, minimaalinen kohtisuoraan suuntaan (vastaava moodimuoto)
  • Sijainnin riippuvuus: Tärinä vaihtelee suuresti rakenteen pinnalla (antinodit vs. solmut)
  • Minimaalinen laakerivaikutus: Laakerit ja roottori voivat osoittaa hyväksyttävää tärinää rakenteen ollessa vakava

Diagnostiset testit

1. Iskukoe (Bump Test)

  • Lyö rakennetta vasaralla, mittaa vaste
  • Tunnistaa kaikki rakenteelliset luonnolliset taajuudet
  • Vertaa koneen toimintataajuuksiin
  • Rakenteellisen resonanssin varmin testi

2. Mittauspaikkojen vertailu

  • Mittaa tärinä laakeripesästä (lähellä värähtelylähdettä)
  • Mittaa jalustan pohjasta, pohjalevystä ja perustuksesta
  • Jos rakenteellinen värähtely >> laakerin värähtely, se viittaa rakenteelliseen resonanssiin
  • Läpäisykyky > 2-3 viittaa resonanssin vahvistumiseen

3. Käyttösuunta (ODS)

  • Mittaa värähtelyä useissa rakenteen pisteissä samanaikaisesti
  • Luo animoitu visualisointi rakenteellisesta liikkeestä
  • Paljastaa, mikä rakennetila on aktiivinen
  • Tunnistaa solmut ja antinodit

Ratkaisut ja lieventäminen

Taajuuserottelu

Muuta käyttönopeutta

  • Jos laitetta käytetään vaihtelevanopeuksisena, käytä sitä poissa resonanssialueelta.
  • Muuta moottorin hihnapyörän kokoa nopeuden säätämiseksi
  • Valitse resonanssiton nopeus taajuusmuuttajalla
  • Ei välttämättä ole käytännöllistä, jos nopeus määräytyy prosessivaatimusten mukaan

Muokkaa rakenteellista ominaistaajuutta

  • Lisää massa: Laskee ominaistaajuutta (f ∝ 1/√m)
  • Lisää jäykkyyttä: Nostaa ominaistaajuutta (f ∝ √k)
  • Poista materiaali: Joissakin tapauksissa massan pienentäminen voi siirtää resonanssia
  • Rakenteellinen muutos: Lisää tuenta, haaroituksia tai vahvikkeita

Vaimennuslisäys

Rajoitettu kerrosvaimennus

  • Viskoelastinen vaimennusmateriaali kiinnitettynä rakenteeseen
  • Tehokas peltilevyille ja -kehyksille
  • Vähentää resonanssihuipun amplitudia
  • Kaupallisesti saatavilla olevat vaimennuskäsittelyt

Viritetyt massavaimentimet

  • Lisää toissijainen massajousijärjestelmä, joka on viritetty ongelmalliselle taajuudelle
  • Imee energiaa, vähentää päärakenteen tärinää
  • Tehokas, mutta vaatii huolellista suunnittelua ja hienosäätöä

Rakenteelliset vaimennusmateriaalit

  • Kumityynyt tai eristeet strategisissa paikoissa
  • Pinnoille levitettävät vaimennusyhdisteet
  • Kitkavaimentimet nivelissä

Eristäytyminen

  • Asenna tärinänvaimentimet koneen ja perustuksen väliin
  • Eristää koneen tärinän rakenteesta
  • Tehokas, jos eristimen luonnollinen taajuus < 0,5 × viritystaajuus
  • Vaatii huolellista suunnittelua uusien resonanssiongelmien välttämiseksi

Vähennä herätettä

  • Parantaa tasapainon laatu vähentääkseen 1× herätettä
  • Tarkka kohdistus 2× herätteen vähentämiseksi
  • Korjaa mekaanisia ongelmia, jotka vähentävät pakotusamplitudeja
  • Lieventää oireita, mutta ei poista resonanssipotentiaalia

Ennaltaehkäisy suunnittelussa

Perustuksen suunnittelukriteerit

  • Perustuksen ominaistaajuus > 2 × suurin käyttötaajuus (vältä resonanssia yllä)
  • Tai < 0,5 × vähimmäistoimintataajuus (eristetty perustus)
  • Vältä 0,5–2,0 aluetta, jossa resonanssi on todennäköinen
  • Sisällytä dynaaminen analyysi suunnitteluvaiheeseen

Rakennesuunnittelu

  • Suunnittele riittävä jäykkyys suhteessa pakotustaajuuksiin
  • Vältä kevyesti kuormitettuja rakenteita, jotka ovat alttiita resonanssille
  • Käytä ribbineuloja ja haaroituksia tiheyden lisäämiseksi
  • Harkitse luonnollisen vaimennuksen lisäämistä (komposiittimateriaalit, kitkalla varustetut liitokset)

Rakenteellinen resonanssi voi muuttaa pienetkin värähtelylähteet suuriksi ongelmiksi vahvistusvaikutusten kautta. Rakenteellisten resonanssien tunnistaminen iskukokeilla ja operatiivisilla mittauksilla yhdistettynä asianmukaisiin lieventämisstrategioihin on olennaista hyväksyttävien värähtelytasojen saavuttamiseksi asennuksissa, joissa rakenteellinen dynamiikka vaikuttaa merkittävästi koneen yleiseen värähtelykäyttäytymiseen.

← Takaisin päähakemistoon

Luokat:
WhatsApp