A keretrezonancia megértése
Definíció: Mi a keretrezonancia?
Keretrezonancia egy specifikus típusa szerkezeti rezonancia ahol a gép saját szerkezeti váza, háza, burkolata vagy burkolata rezeg az egyik természetes frekvenciák a forgó alkatrészek gerjesztésére válaszul. Az alapozási vagy talapzati rezonanciákkal ellentétben, amelyek a tartószerkezetet érintik, a vázrezonancia magát a gép testét érinti – az öntöttvas vagy acél szerkezetet, amely a forgó elemeket körülveszi.
A vázrezonancia gyakori a nagy, viszonylag könnyű házakkal rendelkező gépeknél, például ventilátoroknál, fúvóknál, szivattyúknál és motoroknál. Jellemzően túlzott zajként, a burkolatok vagy panelek látható rezgéseként, valamint magas... rezgés a kereten leolvasott értékek, amelyek aránytalanok a tényleges rotor rezgéséhez képest.
Gyakori keretrezonancia-helyzetek
Motor- és generátorvázak
- Természetes frekvenciák: Általában 50-400 Hz, mérettől és konstrukciótól függően
- Gerjesztés: 1× (aszimmetria), 2× hálózati frekvencia (120 Hz 60 Hz-es motoroknál), elektromágneses erők
- Tünetek: A váz rezgése sokkal nagyobb, mint a csapágy rezgése; hallható zümmögés vagy zúgás
- Súlyosság: 5-10-szer nagyobb rezgés lehet a vázon, mint a csapágyakon
Ventilátor- és fúvóházak
- Természetes frekvenciák: 20-200 Hz tipikus ipari ventilátorokhoz
- Gerjesztés: Penge áthaladási gyakorisága (lapátok száma × fordulatszám)
- Tünetek: A ház paneljei hevesen rezegnek; hangos aerodinamikai zaj
- Jellegzetes: Csak bizonyos sebességek vagy áramlási viszonyok mellett fordulhat elő
Szivattyúházak
- Természetes frekvenciák: 30-300 Hz a ház kialakításától függően
- Gerjesztés: Lapát áthaladási frekvenciája, hidraulikus pulzációk
- Tünetek: Ház rezgése, zaj, kifáradásos repedések lehetősége
- Hidraulikus tengelykapcsoló: A folyadékkal töltött ház képes összekapcsolni a rotor és a ház rezgését
Sebességváltó házak
- Fogaskerék-hálózati frekvencia gerjesztés
- A keret sajátfrekvenciái gyakran átfedésben vannak a hálófrekvenciákkal
- Jellemző hangos fogaskerék-bőgés rezonáns állapotban
Rezgésjel és -érzékelés
Jellemző tünetek
- Helyszíntől függ: A rezgés drámaian változik a képkocka felületén (gyakran 10-szeres eltérések vannak)
- Csapágy vs. keret: Vázrezgés >> csapágyrezgés (lehet 3-10×)
- Frekvenciaspecifikus: Csak rezonanciafrekvencián; a többi frekvencia normális
- Sebességérzékeny: Súlyos szűk sebességtartományban (±10-20% rezonáns sebesség)
- Vizuális mozgás: A kép mozgása gyakran szabad szemmel is látható
Diagnosztikai tesztek
Ütéspróba (ütközési teszt)
- Üsd meg a keretet gumikalapáccsal vagy műszeres kalapáccsal
- Mérje meg a választ a következővel: gyorsulásmérő
- A frekvenciaátviteli csúcsok alapján azonosítsa a képkocka sajátfrekvenciáit
- Hasonlítsa össze az üzemi frekvenciákkal (1×, 2×, pengeáthaladás stb.)
Mozgó gyorsulásmérő felmérés
- Működés közben mérje meg a rezgést a keret több pontján
- Rezgéstérkép létrehozása, amelyen láthatók a magas és alacsony területek
- A minta feltárja a mód alakját (hajlítás, csavarodás, panel hajlása)
- Azonosítja az antinodákat (maximális mozgás) és a csomópontokat (minimális mozgás)
Átviteli függvény mérése
- Mérje meg a csapágyrezgés (bemenet) és a keretrezgés (kimenet) közötti koherenciát
- A magas koherencia egy adott frekvencián megerősíti a rezonanciát
- Az átviteli függvény az erősítési tényezőt mutatja
Megoldások és enyhítés
Merevítő módosítások
Szerkezeti bordák vagy betétek hozzáadása
- Növelje a keret hajlítási merevségét
- A természetes frekvenciákat a gerjesztési tartomány fölé emeli
- Viszonylag gazdaságos és hatékony
- Utólag is felszerelhető meglévő berendezésekre
Növelje az anyagvastagságot
- Vastagítsa meg a keretfalakat vagy paneleket
- Jelentősen növeli a merevséget és a frekvenciát
- Szükség lehet a terv módosítására és új öntvényekre/gyártmányokra
Szerkezeti összekötők és merevítők
- A keret ellentétes oldalait kösd össze a görbülés elkerülése érdekében
- A keresztmerevítés növeli a torziós merevséget
- Külsőleg hozzáadható belső módosítások nélkül
Tömeges hozzáadás
- Alacsonyabb természetes frekvencia: Tömeg hozzáadása a gerjesztési tartomány alatti frekvencia csökkentéséhez
- Stratégiai elhelyezés: A maximális hatás érdekében adjon hozzá tömeget az antinodák helyeihez
- Hangolt tömeg: Gondosan kiszámított tömeghozzáadás a műszakspecifikus üzemmódhoz
- Kompromisszum: Megnövekedett súly, nem minden alkalmazásnál kívánatos
Csillapító kezelések
Korlátozott rétegcsillapítás
- Viszkoelasztikus anyag a fémrétegek között
- Nagy, sík felületekre (panelek, burkolatok) alkalmazható
- 50-80%-vel csökkenti a rezonancia csúcs amplitúdóját
- 20-500 Hz-es tartományban hatékony
Szabad réteg csillapítás
- Csillapítóanyag közvetlenül a rezgő felületre ragasztva
- Egyszerűbb, mint a korlátozott réteg, de kevésbé hatékony
- Jó korlátozott hozzáférésű alkalmazásokhoz
Működési változások
- Sebességváltozás: Olyan sebességgel működjön, ahol nem lép fel rezonancia
- Csökkentse a kényszerítést: Javítsa az egyensúlyt és az igazítást a gerjesztési amplitúdó csökkentése érdekében
- Folyamatmódosítások: Az áramlás, a nyomás vagy a terhelés módosítása a gerjesztési frekvenciák eltolásához
Megelőzés a tervezésben
Tervezési alapelvek
- Megfelelő merevség: Tervezési keret, amelynek természetes frekvenciái > 2× legnagyobb gerjesztési frekvencia
- Tömegeloszlás: Kerülje az alacsony frekvenciájú módusokat létrehozó koncentrált tömegeket
- Bordázás és megerősítés: Merevítő elemek beépítése a kezdetektől fogva
- Modális elemzés: Végeselem-analízis (FEA) a tervezés során a természetes frekvenciák előrejelzésére és optimalizálására
Tervellenőrzés
- Prototípus tesztelés hatásvizsgálattal
- Az első egységek működési elhajlási alakjának mérése
- Rezonanciák észlelése esetén a gyártás előtt módosítsa a tervet
Esettanulmány
Helyzet: 75 LE-s motor hajtja a centrifugális ventilátort, túlzott zaj és rezgés
- Tünetek: Motorház rezgése 12 mm/s; csapágyrezgés csak 2,5 mm/s
- Frekvencia: 120 Hz (2× hálózati frekvencia 60 Hz-es motor esetén)
- Ütéspróba: Megjelenített képkocka természetes frekvenciája 118 Hz-en
- Kiváltó ok: Elektromágneses kényszerítő frekvencián rezonáló keret
- Megoldás: Négy szögletes vasbetétet adtak hozzá, amelyek a motor lábait a végharangokhoz kötik
- Eredmény: A keret sajátfrekvenciája 165 Hz-re változott, a rezgés 3,2 mm/s-ra csökkent
- Költség: $200 anyagokban vs. $8,000 motorcseréhez
A vázrezonancia egy gyakori, de gyakran félrediagnosztizált rezgési probléma. A jellemző tünetek felismerése (a csapágyrezgéshez viszonyított magas vázrezgés, frekvenciaspecifikus, helyfüggő) és a megfelelő diagnosztikai technikák (ütésvizsgálat, ODS-elemzés) alkalmazása célzott megoldásokat tesz lehetővé, amelyek mérsékelt költségek mellett drámaian csökkenthetik a rezgést.
Kategóriák: SzójegyzékRezgésdiagnosztika
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 