Comprendre la résonance de montage
Définition : Qu'est-ce que la résonance montante ?
Résonance montante est un résonance condition dans laquelle le système de montage, y compris les isolateurs de vibrations, les rails de montage, les supports, les patins ou l'ensemble complet de l'équipement sur ses supports, vibre à l'un de ses fréquences naturelles En réponse à l'excitation de la machine tournante, la machine entière, montée sur ses supports, rebondit, oscille ou oscille comme un corps rigide, avec des amplitudes bien supérieures à celles qui se produiraient avec un montage rigide.
La résonance de montage est particulièrement courante dans les équipements utilisant des systèmes d'isolation des vibrations, mais peut également se produire dans les installations conventionnelles montées de manière rigide si la structure de montage est insuffisante. rigidité. Ce phénomène est une considération clé dans la conception de l'isolation des vibrations et doit être soigneusement évité ou géré grâce à une sélection appropriée de l'isolateur et à la conception du système de montage.
Fréquences naturelles du système de montage
Modes de corps rigides sur les isolateurs
L'équipement sur les isolateurs de vibrations possède six fréquences naturelles de corps rigides :
Modes de traduction (3)
- Rebond vertical : Mouvement de haut en bas, fréquence généralement la plus basse (5 à 15 Hz pour une isolation typique)
- Translations horizontales (X et Y) : Mouvements latéraux, généralement 1,5 à 2 × fréquence verticale
Modes de rotation (3)
- Rouler: Rotation autour de l'axe longitudinal
- Pas: Rotation autour de l'axe transversal
- Embardée: Rotation autour de l'axe vertical
- Fréquences: Généralement 10 à 30 Hz, selon les dimensions de l'équipement et l'emplacement du centre de gravité
Modes couplés
- Si les isolateurs ne sont pas symétriques ou si le CG n'est pas centré, les modes se couplent
- La translation et la rotation se produisent simultanément
- Crée des modèles de mouvement complexes
- Plus difficile à analyser et à corriger
Lorsque la résonance de montage se produit
Résonance du système d'isolation
Le scénario de résonance de montage le plus courant :
- Intention de conception : Isolateurs sélectionnés pour avoir une fréquence naturelle comprise entre 1/3 et 1/5 de la vitesse de fonctionnement de la machine
- Problème: Si la machine fonctionne en dessous de la vitesse de conception ou dépasse la fréquence de l'isolateur pendant le démarrage
- Symptôme: Vibrations intenses à des vitesses proches de la fréquence naturelle de l'isolateur
- Durée: Se produit uniquement dans une plage de vitesse spécifique
Résonance du rail ou du dérapage
- Les rails de montage ou les patins d'équipement ont leurs propres modes de flexion
- Fréquences typiques : 15-50 Hz selon l'envergure et la rigidité
- L'ensemble de l'équipement bascule sur des rails
- Courant dans les ensembles d'équipements modulaires
Support ou résonance de support
- Équipement mural ou au plafond sur supports
- Le support ou le bras de support a une fréquence naturelle
- Le mouvement de l'équipement est amplifié lorsque la fréquence correspond
- Peut transmettre les vibrations à la structure du bâtiment
Identification diagnostique
Indicateurs clés
- Amplification: Vibration sur support >> vibration sur équipement
- Basculement/Rebondissement : Mouvement visible de l'ensemble de la machine
- Sensible à la vitesse : Grave uniquement dans une plage de vitesse étroite
- Basse fréquence : Plage généralement comprise entre 5 et 30 Hz pour les systèmes isolés
- Relations de phase : Tous les points de montage se déplacent en phase (mode rebond) ou hors phase (mode bascule)
Procédure de diagnostic
- Identifier la fréquence de résonance : De spectre de vibrations culminer
- Supports d'essai d'impact : Test de choc pour déterminer la fréquence naturelle de la monture
- Comparer: Si fréquence de résonance ≈ fréquence naturelle de montage → résonance de montage confirmée
- Mesurer plusieurs emplacements : Vérifier les relations de phase entre les points de montage
- Évaluer la forme du mode : Déterminer s'il s'agit d'un mode rebond, rock ou couplé
Solutions
Pour la résonance du système d'isolation
Modifier la rigidité de l'isolateur
- Isolateurs plus rigides : Augmente la fréquence naturelle au-dessus de la vitesse de fonctionnement
- Isolateurs plus souples : Abaisse la fréquence en dessous de la plage de démarrage (si l'équipement le tolère)
- Sélection: La fréquence de l'isolateur doit être < 1/3 de la vitesse de fonctionnement minimale
Ajouter un amortissement
- Utiliser des isolateurs avec amortissement intégré (ressort en élastomère ou en acier)
- Ajouter des amortisseurs visqueux ou des amortisseurs à friction
- Réduit l'amplitude du pic de résonance même si la correspondance de fréquence reste inchangée
Améliorer l'installation de l'isolateur
- Assurez-vous que tous les isolateurs sont correctement chargés (non armés ou bloqués)
- Vérifiez que les isolateurs sont adaptés au poids réel de l'équipement
- Vérifiez les isolateurs grippés ou dégradés
- Assurer un placement symétrique par rapport au centre de gravité
Pour la résonance de montage structurel
Renforcer la structure de montage
- Ajouter des renforts aux rails ou aux patins
- Augmenter l'épaisseur du support ou ajouter des goussets
- Raccourcir les portées non supportées
- Attachez les points de montage ensemble
Modifier la configuration de montage
- Ajouter des supports intermédiaires pour réduire les portées
- Déplacer les points de montage vers des emplacements plus rigides
- Utiliser un matériel de montage plus robuste
Solutions opérationnelles
- Limitation de vitesse : Évitez de fonctionner à des vitesses de résonance
- Accélération rapide : Passer rapidement par la résonance au démarrage
- Réduire l'excitation : Améliorer équilibre pour minimiser le forçage à la fréquence de résonance
Considérations particulières
Conception d'isolation des vibrations
Une conception appropriée du système d'isolation empêche la résonance du montage :
- Rapport de fréquence : fisolateur < 0,3 × ffonctionnement minimum
- Transmissibilité : À la résonance, la transmissibilité peut être > 10 (amplification, pas isolation)
- Plage de fonctionnement : Assurez-vous que toutes les fréquences de fonctionnement > 2 à 3 × la fréquence de l'isolateur pour une isolation efficace
- Considérations de démarrage : Accepter les vibrations élevées passant par la résonance si elles sont brèves
Équipement couplé
Equipement motorisé sur socle commun :
- L'ensemble complet possède des modes de corps rigide sur les supports
- Couple de vibration du moteur et de l'équipement entraîné à travers la plaque de base
- La résonance peut être excitée par l'une ou l'autre machine
- Nécessite d'être traité comme un système complet, et non comme des machines individuelles
Outils de mesure et d'analyse
Analyse modale
- Caractérisation complète de tous les modes du système de montage
- Identifie la fréquence, l'amortissement et la forme du mode pour chaque mode
- Fournit des données pour les modifications de conception
- Peut être réalisé expérimentalement ou par FEA
Forme de déflexion opérationnelle (ODS)
- Visualisez le modèle de mouvement réel pendant le fonctionnement
- Distingue la résonance de montage de la résonance du rotor
- Affiche le mode actif (rebond, rock, etc.)
- Guides de placement des modifications de raidissement
La résonance des supports peut engendrer de fortes vibrations, même dans des machines bien entretenues et équilibrées. Il est essentiel de comprendre les fréquences propres des systèmes de montage, notamment des systèmes d'isolation des vibrations, et de garantir un écart de fréquence adéquat par rapport aux vitesses de fonctionnement pour un contrôle efficace des vibrations dans les installations d'équipements rotatifs.
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