A szerelési rezonancia megértése
Definíció: Mi a szerelési rezonancia?
Szerelési rezonancia egy rezonancia olyan állapot, amelyben a rögzítőrendszer – beleértve a rezgéscsillapítókat, a rögzítősíneket, a konzolokat, a csúszótalpakat vagy a teljes berendezésszerelvényt a tartóin – rezeg az egyik természetes frekvenciák a forgó gépezet gerjesztésére válaszul. Ez olyan helyzetet teremt, amelyben a teljes felszerelt gép merev testként pattog, ring vagy oszcillál a tartóin, olyan amplitúdóval, amely messze meghaladja a merev rögzítés esetén bekövetkezőt.
A szerelési rezonancia különösen gyakori a rezgésszigetelő rendszereket használó berendezéseknél, de a hagyományos merev rögzítésű rendszerekben is előfordulhat, ha a rögzítőszerkezet nem rendelkezik elegendő... merevség. A jelenség kulcsfontosságú szempont a rezgésszigetelés tervezésénél, és gondosan el kell kerülni vagy kezelni kell a rezgéscsillapítók megfelelő kiválasztásával és a rögzítőrendszer tervezésével.
Szerelési rendszer természetes frekvenciái
Merev test módok izolátorokon
A rezgéscsillapítókon lévő berendezések hat merev testű természetes frekvenciával rendelkeznek:
Transzlációs módok (3)
- Függőleges pattogás: Fel-le mozgás, jellemzően a legalacsonyabb frekvencián (5-15 Hz a tipikus izolációhoz)
- Vízszintes eltolások (X és Y): Oldalirányú mozgások, általában 1,5-2× függőleges frekvencia
Forgatási módok (3)
- Tekercs: Hossztengely körüli forgás
- Hangmagasság: Forgás a kereszttengely körül
- Legyezőmozgás: Függőleges tengely körüli forgás
- Frekvenciák: Általában 10-30 Hz, a berendezés méreteitől és a súlypont helyétől függően
Kapcsolt módok
- Ha az izolátorok nem szimmetrikusak vagy a súlypont nem középre van állítva, a módusok párosulnak
- Az eltolás és a forgatás egyidejűleg történik
- Komplex mozgásmintákat hoz létre
- Nehezebb elemezni és korrigálni
Mikor jelentkezik a szerelési rezonancia
Izolációs rendszer rezonanciája
A leggyakoribb szerelési rezonancia forgatókönyv:
- Tervezési szándék: A szigetelők úgy vannak kiválasztva, hogy természetes frekvenciájuk a gép üzemi sebességének 1/3-1/5-e legyen
- Probléma: Ha a gép indításkor a tervezett sebesség alatt működik, vagy túllépi a leválasztó frekvenciát
- Tünet: Súlyos rezgés a leválasztó természetes frekvenciájához közeli sebességnél
- Időtartam: Csak egy adott sebességtartományban fordul elő
Sín- vagy csúszótalp-rezonancia
- A szerelősínek vagy a berendezéscsúszkák saját hajlítási módokkal rendelkeznek
- Tipikus frekvenciák: 15-50 Hz a fesztávolságtól és a merevségtől függően
- A teljes berendezés szerelvénye síneken ringatózik
- Gyakori a moduláris berendezéscsomagokban
Konzol vagy támasztórezonancia
- Falra vagy mennyezetre szerelt berendezések konzolokon
- A konzol vagy a tartókar természetes frekvenciájú
- A berendezés mozgása felerősödik, ha a frekvencia megegyezik
- Rezgést továbbíthat az épületszerkezetbe
Diagnosztikai azonosítás
Kulcsfontosságú mutatók
- Erősítés: Rezgés a tartón >> rezgés a berendezésen
- Ringatózás/Ugrálás: Látható teljes gépmozgás
- Sebességérzékeny: Csak szűk sebességtartományban erős
- Alacsony frekvencia: Jellemzően 5-30 Hz-es tartomány elszigetelt rendszereknél
- Fáziskapcsolatok: Minden rögzítési pont fázisban (pattogó mód) vagy fázison kívül (lengő mód) mozog
Diagnosztikai eljárás
- Rezonanciafrekvencia azonosítása: A címről rezgési spektrum csúcs
- Ütésvizsgálati tartók: Bump teszt a tartó természetes frekvenciájának meghatározására
- Összehasonlítás: Ha a rezonanciafrekvencia ≈ a természetes frekvencia emelkedése → a rezonancia emelkedése megerősítve
- Több helyszín mérése: Ellenőrizze a fázisviszonyokat a rögzítési pontok között
- Mód alakjának értékelése: Határozza meg, hogy pattogó, billegő vagy kapcsolt üzemmódban van-e
Megoldások
Izolációs rendszer rezonanciájához
Változtassa meg a szigetelő merevségét
- Merevebb szigetelők: Megemeli a természetes frekvenciát az üzemi sebesség fölé
- Lágyabb izolátorok: Csökkenti a frekvenciát az indítási tartomány alá (ha a berendezés tolerálja)
- Kiválasztás: Az izolátor frekvenciájának a következőnek kell lennie: < 1/3 minimális üzemi sebesség
Csillapítás hozzáadása
- Használjon beépített csillapítóval ellátott izolátorokat (elasztomer rugó vs. acélrugó)
- Viszkózus lengéscsillapítók vagy súrlódó lengéscsillapítók hozzáadása
- Csökkenti a rezonancia csúcs amplitúdóját még akkor is, ha a frekvencia egyezés megmarad
Javítsa az izolátor telepítését
- Győződjön meg arról, hogy minden izolátor megfelelően van behelyezve (nincs felhúzva vagy beszorulva)
- Ellenőrizze, hogy a leválasztók megfelelnek-e a berendezés tényleges súlyának
- Ellenőrizze, hogy nincsenek-e beragadt vagy sérült izolátorok
- Biztosítsa a szimmetrikus elhelyezést a súlyponthoz képest
Szerkezeti szerelési rezonanciához
Merevített rögzítőszerkezet
- Merevítők hozzáadása a sínekhez vagy talpakhoz
- Növelje a konzol vastagságát, vagy adjon hozzá merevítőket
- Rövidítse le a nem alátámasztott fesztávokat
- Rögzítési pontok összekötése
Rögzítési konfiguráció módosítása
- Közbenső támaszok hozzáadása a fesztávolságok csökkentése érdekében
- A rögzítési pontokat merevebb helyekre kell áthelyezni
- Használjon erősebb rögzítőelemeket
Üzemeltetési megoldások
- Sebességkorlátozás: Kerülje a rezonáns sebességgel történő üzemeltetést
- Gyors gyorsulás: Gyorsan áthalad a rezonancián indításkor
- Csökkentse a gerjesztést: Javítani egyensúly a rezonanciafrekvencián történő erőltetés minimalizálása
Különleges szempontok
Rezgésszigetelési tervezés
A megfelelő szigetelőrendszer kialakítása megakadályozza a szerelési rezonanciát:
- Frekvenciaarány: fizolátor < 0,3 × fminimális üzemi
- Átvihetőség: Rezonancia esetén az átviteli tényező > 10 lehet (erősítés, nem izoláció)
- Működési tartomány: A hatékony leválasztás érdekében gondoskodjon arról, hogy az összes üzemi frekvencia > 2-3-szorosa a leválasztó frekvenciának.
- Indítási szempontok: Fogadja el a rezonancián áthaladó magas rezgést, ha rövid ideig tart
Kapcsolt berendezések
Közös alaplapon elhelyezett motoros berendezések:
- A teljes szerelvény merev testű üzemmódokkal rendelkezik a tartókon
- A motor és a meghajtott berendezés rezgése az alaplapon keresztül kapcsolódik össze.
- A rezonanciát bármelyik gép gerjesztheti
- Teljes rendszerként kell kezelni, nem pedig különálló gépekként
Mérési és elemző eszközök
Modális elemzés
- Az összes rögzítési rendszer módjának teljes jellemzése
- Azonosítja az egyes módok frekvenciáját, csillapítását és módusalakját
- Adatokat biztosít a tervezési módosításokhoz
- Kísérletileg vagy végeselem-elemzéssel (FEA) elvégezhető
Üzemi eltérítési alak (ODS)
- A tényleges mozgásminta vizualizálása működés közben
- Megkülönbözteti a szerelési rezonanciát a rotor rezonanciájától
- Megjeleníti az aktív módot (pattogás, billegés stb.)
- Merevítő módosítások elhelyezésének útmutatója
A szerelési rezonancia még jól karbantartott, megfelelően kiegyensúlyozott gépekben is súlyos rezgést okozhat. A rögzítőrendszerek, különösen a rezgésszigetelő rendszerek természetes frekvenciáinak megértése, valamint a megfelelő frekvenciaelválasztás biztosítása az üzemi sebességektől elengedhetetlen a forgó berendezések sikeres rezgéscsillapításához.