Գլխավոր → Հավասարակշռման տեսություն և ստանդարտներ
Ռոտորի հավասարակշռման տեսություն. ISO նորմեր, G աստիճաններ, բանաձևեր և հաշվարկներ
Այն ամենը, ինչ ստանդարտներն իրապես ասում են, մաթեմատիկան ցույց տալով. ինչ է անհավասարակշռվածությունը պարզ բառերով, կենտրոնախույս ուժի բանաձևը, ստատիկ ընդդեմ դինամիկ անհավասարակշռվածության, RMS թրթռման արագություն, ISO 10816 թրթռման գոտիներ (ներառյալ պոմպերը), ISO 1940 / ISO 21940-11 հավասարակշռման որակի աստիճաններ՝ թույլատրելի մնացորդային անհավասարակշռվածության հաշվարկով, մմ/վ ↔ դԲ փոխարկում, սեփական հաճախություններ և ռեզոնանս — և ինչպես է սրանցից յուրաքանչյուրը երևում իրական դաշտային հավասարակշռման սարք.
- Ռոտորի անհավասարակշռվածությունը պարզ բառերով
- Անհավասարակշռությունից առաջացած կենտրոնախույս ուժ
- Ստատիկ ընդդեմ դինամիկ անհավասարակշռվածության
- Ինչպես է անհավասարակշռվածությունը կրճատում առանցքակալի կյանքը
- RMS թրթռման արագություն — ինչ է դա
- ISO 10816 թրթռման նորմեր (ներառյալ պոմպերը)
- G աստիճանների աղյուսակ (ISO 1940 / 21940-11)
- Թույլատրելի մնացորդային անհավասարակշռվածություն. հաշվարկը
- Սեփական հաճախություն և ռեզոնանս
- Մմ/վ-ից դԲ փոխարկում
- ՀՏՀ
1. Ինչ է ռոտորի անհավասարակշռվածությունը, պարզ բառերով
Իդեալում, ռոտորի զանգվածը բաշխված է այնպես, որ նրա զանգվածի կենտրոնը ուղիղ գտնվում է պտտման առանցքի վրա։ Իրականում այն երբեք ամբողջովին այդպես չէ. ձուլման ծակոտկենություն, մշակման հանդուրժողականություններ, եռակցված վերանորոգումներ, մաշված կամ փոխարինված շեղբեր, կպած կեղտ, բանալի, որ նստած է կլինում — բոլորը մի քանի գրամ տեղափոխում են մի կողմ։ Այդ զանգվածային շեղումն է անհավասարակշռություն.
Մինչ ռոտորը կանգնած է, անհավասարակշռվածությունն անտեսանելի է։ Հենց այն սկսում է պտտվել, շեղված զանգվածը ստիպված է շրջանագծով շարժվել, և Նյուտոնի օրենքների ուժով այն լիսեռը դուրս է քաշում — մեկ պտույտում մեկ անգամ, միշտ դեպի «ծանր կետը»։ Առանցքակալները ստանում են պտտվող ուժ. կորպուսը ստանում է թրթռում ուղիղ պտտման հաճախությամբ ( 1× բաղադրիչ)։ Այս մեկ նախադասությունը բացատրում է հավասարակշռման սարքի աշխատանքի մեծ մասը. այն չափում է, թե որքան մեծ է մեկ-պտույտ-մեկ-քաշքշուկը (ամպլիտուդ) և ուր է ուղղված ծանր կետը (փուլ).
Անհավասարակշռվածությունը քանակապես որոշվում է որպես զանգված բազմապատկած իր շառավղով.
U — անհավասարակշռվածություն [գ·մմ]. m — շեղված զանգված [գ]. r — շառավիղ, որտեղ այն գտնվում է [մմ]։ 10 գ 100 մմ-ում = 1,000 գ·մմ — ճիշտ այնքան վնասակար, որքան 20 գ 50 մմ-ում։
U-ն բաժանելով ռոտորի զանգվածին ստացվում է հատուկ անհավասարակշռվածություն e = U/M [գ·մմ/կգ = մկմ] — որը ուրիշ ոչինչ չէ, քան զանգվածի կենտրոնի և պտտման առանցքի հեռավորությունը։ Այս փոքրիկ մեծությունն է կամուրջը դեպի ISO աստիճանները 7-րդ բաժին: «լավ հավասարակշռված» արդյունաբերական ռոտորը սովորաբար ունի իր զանգվածի կենտրոնը մի քանի տասնյակ միկրոններ առանցքից։
2. Անհավասարակշռվածությունից առաջացող կենտրոնախույս ուժը — բանաձև և հաշվարկված թվեր
Պտտվող քաշքշուկը, որ ստեղծում է անհավասարակշռվածությունը, սովորական կենտրոնախույս ուժ է.
F — ուժ [Ն]. m — անհավասարակշռված զանգված [կգ]. r — շառավիղ [մ]. U — անհավասարակշռվածություն [կգ·մ]. ω — անկյունային արագություն [ռադ/վ]. n — ռոտորի արագություն [պտ/ր]։
Մասը, որը մարդիկ թերագնահատում են, դա քառակուսի ω-ից։ Վերցրե՛ք 100 գ·մմ չափավոր անհավասարակշռվածություն (10 գ 10 մմ-ում, կամ 1 գ 100 մմ-ում) և դիտե՛ք, թե ինչ է անում արագությունը դրա հետ.
| Ռոտորի պտտաթիվ | ω | Կենտրոնախույս ուժ 100 գ·մմ-ից | Համարժեք ստատիկ կշիռ |
|---|---|---|---|
| 500 պտ/ր | 52.4 ռադ/վ | 0.27 Ն | ~28 գ |
| 1,500 պտ/ր | 157 ռադ/վ | 2.5 Ն | ~0.25 կգ |
| 3,000 պտ/ր | 314 ռադ/վ | 9.9 Ն | ~1 կգ |
| 6,000 պտ/ր | 628 ռադ/վ | 39.4 Ն | ~4 կգ |
| 12,000 պտ/ր | 1,257 ռադ/վ | 158 Ն | ~16 կգ |
Ավելի արդյունաբերական օրինակ. վերանորոգման արհեստանոցը եռակցում է նոր մուրճի փակագիծ մուլչերի թմբուկին և թողնում այն 50 գ ծանր 200 մմ շառավղում — դա U = 10,000 գ·մմ է։ Աշխատանքային 1,500 պտ/ր-ում թմբուկի առանցքակալներն այժմ կրում են լրացուցիչ պտտվող ուժ F = 0.01 կգ·մ × 157² ≈ 246 Ն ≈ 25 կգ — ցեմենտի պարկ, որ պտտվում է լիսեռի շուրջ վայրկյանում 25 անգամ։ 2,000 պտ/ր-ում նույն սխալը քաշում է ~44 կգ-ով։
Երկու գործնական հետևանք ուղղակիորեն բխում են ω² օրենքից.
- Հանդուրժողականությունները խստանում են արագության հետ։ Նույն մնացորդային անհավասարակշռվածությունը, որը վնասազերծ է 500 պտ/ր մանրացուցիչում, ավերիչ է 12,000 պտ/ր շպինդելում — հենց այդպես է G աստիճաններ կառուցվում են;
- «Այն ցնցվում է միայն լրիվ արագությամբ» սպասված ֆիզիկա է, ոչ առեղծված. կես արագությամբ ուժը մեկ քառորդն է։ (Եթե թրթռումը ցատկում է անհամամասնորեն նեղ պտուտաթվային միջակայքում, դա այլ երևույթ է — ռեզոնանս.)
3. Ստատիկ ընդդեմ դինամիկ անհավասարակշռվածության — տարբերությունը, որ որոշում է մեկ հարթություն, թե երկու
Անհավասարակշռվածությունն ունի երկու տարրական ձև, և տարբերությունը ակադեմիական չէ. այն որոշում է, թե մեկ ուղղիչ կշիռը բավակա՞ն է, թե՞ պահանջվում է երկու հարթություն։
- Ստատիկ անհավասարակշռություն — ծանր կետը ըստ էության մեկ առանցքային դիրքում է. զանգվածի կենտրոնը շեղված է կողքից։ Ազատ հենարանների վրա կանգնեցված ռոտորն ինքն իրեն գլորվում է ծանր կողմով ներքև (հենց դրանից՝ «ստատիկ» — կարող եք գտնել այն առանց պտտելու)։ Մեկ կշիռ մեկ հարթությունում ուղղում է այն (ստատիկ / միահարթ հավասարակշռում).
- Մոմենտային / դինամիկ անհավասարակշռվածություն — երկու հավասար ծանր կետեր ռոտորի հակառակ ծայրերում, 180°-ով բաժանված։ Հանգիստ վիճակում դրանք չեզոքացնում են միմյանց. ռոտորն ստատիկորեն հավասարակշռված է և չի գլորվի։ Պտույտի ժամանակ ամեն ծայրը քաշում է իր ուղղությամբ, կես պտույտով անհամաժամեցված — ռոտորը ցնցվում է, հենարանները թրթռում են հակառակ փազով։ Սա մոմենտային անհավասարակշռություն հայտնաբերելի է միայն պտույտի ժամանակ և ուղղելի միայն երկու հարթությունում կշիռներով. Իրական ռոտորները կրում են երկուսի խառնուրդը, հենց դա է պատճառը, որ երկար ռոտորները հավասարակշռվում են երկու հարթությունում որպես մեկ միասնական հաշվարկ — ամբողջական մեթոդը ներկայացված է Դինամիկ հավասարակշռման բացատրություն.
| Ստատիկ անհավասարակշռություն | Դինամիկ (մոմենտային) անհավասարակշռություն | |
|---|---|---|
| Հայտնաբերելի՞ է հանգիստ վիճակում։ | Այո՛ — ռոտորը գլորվում է ծանր կողմով ներքև | Ոչ — երևում է միայն պտույտի ժամանակ |
| Հենարանի թրթռում | Երկու հենարանները փազով | Հենարանները փազից դուրս (ռոտորը «ցնցվում է») |
| Ուղղում | 1 կշիռ, 1 հարթություն | 2 կշիռ, 2 հարթություն, լուծված միասին |
| Պարզ կանոն | Rotor width < ~1/2 of diameter (in practice 1/3) → one plane usually suffices; longer → two planes (ISO 21940-11) | |
4. Ինչ է անում անհավասարակշռվածությունն առանցքակալների հետ. կյանքի խորանարդային օրենքը
Կենտրոնախույս ուժը՝ ստացվող 2-րդ բաժին չի անհետանում — այն ընկնում է առանցքակալների վրա որպես լրացուցիչ պտտվող բեռ, ավելացվում այն կշռի ու գործընթացային բեռների վրա, որոնց համար առանցքակալը հաշվարկված էր։ Գլորակային առանցքակալի հոգնածային կյանքը հետևում է դասական գնահատման հավասարմանը.
C — առանցքակալի դինամիկ բեռի կարգավիճակ. P — իրապես կիրառված համարժեք դինամիկ բեռ։
Քանի որ բեռը մտնում է խորանարդով (կամ ավելի վատ), չափավոր տեսք ունեցող անհավասարակշռվածության ուժերը վերածվում են դրամատիկ կյանքի կորստի.
| Անհավասարակշռվածությունից լրացուցիչ դինամիկ բեռ | Մնացած առանցքակալի կյանք (գնդային, p = 3) |
|---|---|
| +10 % | ≈ 75 % |
| +26 % | ≈ 50 % |
| +50 % | ≈ 30 % |
| +100% (բեռը կրկնապատկված) | ≈ 12 % |
Վերևի մուլչերի օրինակում, մոռացված 50 գ-ը 200 մմ շառավղում ավելացրեց ~250 Ն պտտվող բեռ։ Թմբուկի առանցքակալի համար, որը բեռնված է, ասենք, 1 կՆ-ով, դա +25% է — կյանքը մոտավորապես կիսվում է մեկ անփույթ վերանորոգումով։ Եվ առանցքակալները միայն առաջին զոհն են. նույն ցնցումը թուլացնում է պտուտակները, բացում ճաքեր եռակցումներում ու կորպուսներում, մաշում է կցորդներն ու գոտիները, և աղավաղում մեքենայաշինական մշակման ճշգրտությունը։ Այդ շղթան՝ անհավասարակշռվածություն → ուժ → հոգնածություն, հենց դա է դարձնում հավասարակշռումը սպասարկում, ոչ թե կոսմետիկա։
5. RMS թրթռման արագություն. ինչն է իրապես չափվում
Թրթռումը կարող է նկարագրվել տեղաշարժով (մկմ), արագությամբ (մմ/վ) կամ արագացումով (մ/վ²)։ Մեքենայի վիճակի ստանդարտները հաստատվել են թրթռման արագություն, քանի որ այն ամենահավասարաչափ կշռում է ավերիչ միջին-հաճախության տիրույթը — և հատկապես դրա RMS արժեք (միջին քառակուսային).
RMS-ը ազդանշանի «էներգիայի միջինն» է չափման պատուհանում — մեծությունը, որին վերաբերում են ISO 10816/20816 սահմանները։
Ինչու՞ RMS, ոչ թե գագաթ։ Իրական թրթռման ազդանշանը կոկտեյլ է. 1× անհավասարակշռվածության սինուս գումարած ներդաշնակներ, առանցքակալի աղմուկ և պատահական թռիչքներ։ Գագաթներն ցատկում են, RMS-ն ինտեգրում է ազդանշանի իրական էներգիայի պարունակությունը և հուսալիորեն կրկնվում է չափում առ չափում — հենց դա է անհրաժեշտ նորմի կամ «մինչև» արժեքի հետ համեմատելու համար։ (Գագաթային արժեքները դեռ կարևոր են ցնցումային վերլուծության մեջ. հավասարակշռման և վիճակի գնահատման համար տիրապետողն RMS-ն է)
Ինչպես է այն չափվում գործնականում. արագացումաչափ առանցքակալի կորպուսի վրա (ճառագայթային ուղղություն, մագնիսական ամրացում մաքուր հարթ տեղում), ազդանշանն ինտեգրվում է արագության, սահմանափակվում ստանդարտ 10–1,000 Հց տիրույթով, RMS-ը հաշվարկվում է մի քանի տասնյակ միջինացված պտույտների վրա։ Balanset-1A-ի թրթռաչափի էկրանին կողք կողքի տեսնում եք երեք թիվ, որոնք կարևոր են. ընդհանուր RMS (բոլոր պատճառները միասին), այս 1× բաղադրիչ (մասը, որը հավասարակշռումը կարող է հեռացնել, փազով), և RPM. Եթե ընդհանուրը 6 մմ/վ է, բայց 1× բաղադրիչը միայն 1 մմ/վ, հավասարակշռումը չի շտկի այդ մեքենան — ինչ-որ ուրիշ բան է ցնցում այն, ոչ թե անհավասարակշռվածությունը։
6. Թրթռման նորմեր ըստ ISO 10816 / 20816 — ներառյալ պոմպերը
ISO 10816-ը (այժմ միավորվում է ISO 20816-ի մեջ) պատասխանում է օպերատորի հարցին. «արդյոք այս թրթռման քանակն ընդունելի՞ է» Այն գնահատում է հավաքված մեքենան RMS թրթռման արագությամբ, չափված չպտտվող մասերի վրա (առանցքակալի կորպուսներ), և արդյունքը դասակարգում է չորս գոտու.
| Զոնա | Նշանակություն | Բնորոշ ուղեցույց (միջին մեքենաներ) |
|---|---|---|
| A | Նոր մեքենայի վիճակ | մինչև ~1.4 մմ/վ |
| B | Ընդունելի անսահմանափակ երկարաժամկետ աշխատանքի համար | 1.4 – 2.8 մմ/վ |
| C | Անբավարար երկարաժամկետ շահագործման համար — պլանավորե՛ք ուղղում | 2.8 – 4.5 մմ/վ |
| D | Թրթռում, որ վնաս է հասցնում — գործե՛ք հիմա | 4.5 mm/s-ից բարձր |
Հատուկ պոմպերի համար (ISO 10816-3 Խումբ 2. մեքենաներ 15–300 կՎտ, և ISO 10816-7 ռոտոդինամիկ պոմպերի համար), գոտու սահմանները կախված են հիմքի տեսակից — կոշտ կամ ճկուն.
| Պոմպն աշխատում է… | A/B գոտային սահման | B/C գոտային սահման | C/D գոտու սահման |
|---|---|---|---|
| Կոշտ հենարաններ (ցեմենտապատված հիմնաթիթեղ) | 1.4 մմ/վ | 2.8 մմ/վ | 4.5 մմ/վ |
| Ճկուն հենարաններ (շրջանակ, զսպանակավոր հենակներ) | 2.3 մմ/վ | 4.5 մմ/վ | 7.1 մմ/վ |
Ավելի մեծ մեքենաներն (>300 կՎտ, ISO 10816-3 Խումբ 1) ունեն համամասնորեն ավելի փափուկ սահմաններ (2.3 / 4.5 / 7.1 մմ/վ կոշտ, 3.5 / 7.1 / 11 մմ/վ ճկուն)։ Միշտ ստուգե՛ք մեքենայի արտադրողի սեփական սահմանը, եթե այն նշված է — այն գերակայում է ընդհանուր աղյուսակի նկատմամբ։
Երեք դաշտային կանոն, որոնք աղյուսակները դարձնում են օգտակար, ոչ թե ակադեմիական.
- Չափե՛ք առանցքակալների մոտ, երեք ուղղությամբ հնարավորության դեպքում (հորիզոնական, ուղղահայաց, առանցքային) — նորմը կիրառվում է ամենաբարձր ցուցումի նկատմամբ;
- Դատե՛ք միտումը, ոչ միայն բացարձակ արժեքը։ Պոմպը, որ տարիներով ապրել է 1.8 մմ/վ-ով և այժմ ցույց է տալիս 3.4 մմ/վ, արժանի է ուշադրության, թեև այն դեռ «ընդունելի» է;
- Գյուղատնտեսական և շարժական տեխնիկան դատվում է ավելի փափուկ — մուլչերներն ու հնձիչները իրենց ի սկզբանե ճկուն շրջանակների վրա ընդունելի են համարվում մինչև ~7 մմ/վ. այնտեղ պոմպի կարգի թվեր հետապնդելը ջանքերի վատնում է (մանրամասները՝ հանդուրժողականությունների գլուխ).
7. Հավասարակշռման որակի G աստիճաններ — ISO 1940 / ISO 21940-11 աղյուսակ
Մինչ ISO 10816-ը դատում է աշխատող մեքենան, ISO 1940-1-ը (փոխարինված ISO 21940-11-ով, բովանդակությունն ըստ էության անփոփոխ) դատում է ինքը ռոտորը: որքան մնացորդային անհավասարակշռվածություն կարող է մնալ հավասարակշռումից հետո։ Հանդուրժողականությունն արտահայտվում է հավասարակշռման որակի G դաս, սահմանված որպես հատուկ անհավասարակշռվածության և անկյունային արագության արտադրյալ.
e_per — թույլատրելի հատուկ անհավասարակշռվածություն (զանգվածի կենտրոնի շեղում) [մմ]. ω — անկյունային արագություն [ռադ/վ]։ Արտադրյալը արագություն է — հենց դրա համար են աստիճանները կրում մմ/վ միավորներ։
Այս սահմանման նրբագեղությունը. մեկ G թիվը ընդգրկում է բոլոր արագությունները։ G 6.3-ի հավասարակշռված ռոտորի զանգվածի կենտրոնը բավականաչափ մոտ է առանցքին, որ անհավասարակշռվածությունից բխող արագություն հավասար է 6.3 մմ/վ — ինչ արագություն էլ ունենա։ Ավելի արագ ռոտոր → ω մեծ → թույլատրված e_per շեղումը համամասնորեն ավելի փոքր։ Ստանդարտ աստիճանները և դրանց սովորական կիրառությունները.
| Դասակարգ | Բնորոշ ռոտորի տիպեր (ըստ ISO 21940-11) |
|---|---|
| G 40 | Մեքենայի անվադողեր, անվահանգույցներ, ցածր արագության մեքենաների մեկնիչային լիսեռներ |
| G 16 | Կարդանային/մեկնիչային լիսեռներ, գյուղատնտեսական տեխնիկայի ռոտորներ, մանրացուցիչների մասեր, առանձին շարժիչային բաղադրիչներ |
| G 6.3 | Արդյունաբերական լռելյայն արժեքը. օդափոխիչներ, փչող մեքենաներ, պոմպեր, ընդհանուր էլեկտրաշարժիչներ, մեքենայի մասեր, թմբուկներ, ճախարակներ, ինքնաթափեր, ցենտրիֆուգներ |
| G 2.5 | Գազային և գոլորշային տուրբիններ, կոշտ տուրբոգեներատորի ռոտորներ, հաստոցային մեկնիչներ, միջին/մեծ էլեկտրաշարժիչներ հատուկ պահանջներով |
| G 1 | Հղկման հաստոցի մեկնիչներ, ձայնագրիչի և ֆոնոգրաֆի մեկնիչներ, փոքր ճշգրիտ խարիսխներ |
| G 0.4 | Ճշգրիտ հղկիչի շպինդելներ, գիրոսկոպներ |
Ինչ է ֆիզիկապես նշանակում աստիճանը, ամենահեշտն է զգալ e_per-ի միջոցով։ 3,000 պտ/ր-ում (ω = 314 ռադ/վ), G 6.3 աստիճանը թույլատրում է e_per = 6.3 / 314 = 0.02 մմ = 20 մկմ: «նորմալ հավասարակշռված» 3,000 պտ/ր ռոտորի զանգվածի կենտրոնը գտնվում է իր առանցքից միլիմետրի հարյուրերորդականների սահմաններում։ G 1-ը նույն արագությամբ թույլատրում է ընդամենը 3 մկմ։ Հենց դա է պատճառը, որ հավասարակշռման գործիքակազմը, առանցքները և նույնիսկ տախո-նշանի դիրքը վարվում են այդքան մանրակրկիտորեն — այս մասշտաբում ամեն ինչ նշանակություն ունի։
8. Թույլատրելի մնացորդային անհավասարակշռվածություն. ISO 1940 հաշվարկը՝ քայլ առ քայլ
Գործնական հարցը, որով ավարտվում է ամեն աշխատանք. «քանի՞ գրամ-միլիմետր կարող է մնալ» Աստիճանի սահմանումից մեկ բանաձև պատասխանում է դրան.
G — աստիճան [մմ/վ]. M — ռոտորի զանգված [կգ]. n — աշխատանքային արագություն [պտ/ր]։ 9549 հաստատունը = 1000 × 60/2π փոխարկում է միավորները։ Երկհարթություն հավասարակշռման համար արդյունքը բաժանվում է հարթությունների միջև — սովորաբար 50/50 սիմետրիկ ռոտորների համար։
-
Ընտրե՛ք աստիճանը
Վերևի ISO 21940-11 կիրառման աղյուսակից — օրինակ՝ արդյունաբերական օդափոխիչի մղիչ անիվ → G 6.3.
-
Մուտքագրե՛ք զանգված և աշխատանքային արագություն
Օդափոխիչի ռոտոր M = 80 կգ, n = 3,000 պտ/ր. U_per = 9549 × 6.3 × 80 / 3000 = ≈ 1,604 գ·մմ ընդհանուր.
-
Բաժանված ուղղման հարթությունների միջև
Սիմետրիկ ռոտոր, երկու հարթություն → ≈ 802 գ·մմ մեկ հարթության համար. (Նույն ռոտորը, հավասարակշռված գյուղատնտեսական G 16 աստիճանով, թույլատրվեր ≈ 2,037 գ·մմ մեկ հարթության համար — աստիճանները մասշտաբավորվում են գծայնորեն)
-
Թարգմանե՛ք գրամների ձեր շառավղում
Ուղղման շառավիղը 250 մմ → մնացորդային ծանր կետը պետք է լինի 802 / 250 ≈-ից ցածր 3.2 գ մեկ հարթության համար։ Դա այն թիվն է, որը պետք է համեմատել սարքի հաղորդած արժեքի հետ ամրապնդման փորձարկումից հետո։
Ձեռքով անելու կարիք չկա մեքենայի մոտ. նույն հաշվիչը ներկառուցված է Balanset ծրագրաշարում — մուտքագրե՛ք զանգված, արագություն և աստիճան, և հանդուրժողականությունը երևում է չափված մնացորդային անհավասարակշռվածության կողքին արդյունքների պատուհանում։ Անվճար առցանց տարբերակը այստեղ է. ISO 21940-11 մնացորդային անհավասարակշռվածության հաշվիչ.
Սարքն ինքն է կատարում այս հաշվարկները ձեզ համար
Balanset-1A-ն չափում է երկու ալիք + փազ, հաշվարկում ուղղիչ զանգվածներն ազդեցության գործակիցների մեթոդով, ստուգում է արդյունքը ISO 21940-11 հանդուրժողականությունների նկատմամբ և տպում հաշվետվությունը — համար €1,975, ծրագրաշարի թարմացումներն անվճար են ցմահ։ Այս էջի տեսությունը ճիշտ այն է, ինչ իրագործում են դրա էկրանները։
9. Սեփական հաճախություն և ռեզոնանս — թակարդը, որին հանդիպում է ամեն հավասարակշռող
Ամեն կառուցվածք — ռոտոր, հենարաններ, շրջանակ, հիմք — ունի սեփական հաճախություններ: այն արագությունները, որոնցով այն «ցանկանում է» տատանվել հարվածից հետո, որոշված իր կոշտությամբ և զանգվածով (ամենապարզ մոդելի համար՝ f_n = (1/2π)·√(k/m))։ Երբ ռոտորի արագությունը մոտենում է սեփական հաճախությանը, մեկ պտույտում մեկ անգամ ազդող անհավասարակշռվածության ուժը ժամանում է կառուցվածքի սեփական տատանման հետ համաժամեցված, ամեն մի հրումն ավելանում է նախորդին։ Հենց դա է ռեզոնանս: ամպլիտուդը բազմապատկվում է (սահմանափակված միայն մարման ուժով), փազը կտրուկ տատանվում է, և գծային թվաբանությունը, որին հենվում է հավասարակշռումը, փլուզվում է։
Ինչպես է ռեզոնանսը դավաճանում ինքն իրեն հավասարակշռման աշխատանքի ընթացքում.
- փոքր պտուտաթվային փոփոխությունը (50–100 պտ/ր) թրթռումը փոխում է մի քանիապատիկ;
- փազի ցուցումը հրաժարվում է կայունանալ, կամ ցատկում է, երբ արագությունը շեղվում է մի քանի պտ/ր-ով;
- հաշվարկված կշիռը տեղադրելուց հետո, թրթռումն աճում է — և հաջորդ փորձարկումը պահանջում է ավելի ու ավելի շատ զանգված;
- թրթռումն ավելի մեծ է հեռու ռոտորից (սանդուղք, պաշտպանիչ, խցիկ), քան առանցքակալների մոտ — ռեզոնանսում է կառուցվածքային տարրը, ոչ թե ռոտորը։
Ինչպես գտնել սեփական հաճախությունը սարքով. RunDown գծապատկերը
Ամենաարագ դաշտային մեթոդը լրացուցիչ սարքավորում չի պահանջում. պտտե՛ք մեքենան մինչև աշխատանքային արագություն, անջատե՛ք մեկնիչը, և թող սարքն անընդհատ գրանցի ամպլիտուդն ու փազը, մինչ ռոտորը նվազում է ողջ արագության տիրույթում։ Balanset ծրագրաշարը գծապատկերում է երկուսն էլ ընդդեմ պտուտաթվի (RunDown գծապատկեր)։ Այն ընթերցելը պահանջում է մեկ հայացք.
- յուրաքանչյուր ամպլիտուդի գագաթ ցածր ուղղությամբ նշանավորում է սեփական հաճախություն, որով ռոտորն անցել է;
- նույն արագությամբ փազային հետագիծը կատարում է սուր ոլորում (~180° տատանում ռեզոնանսի ողջ լայնությամբ) — դասական հաստատումն այն բանի, որ դա իրական ռեզոնանս է, ոչ թե բեռի ազդեցություն;
- ընդ հանգիստ գոգավորություններ գագաթների միջև ձեր անվտանգ հավասարակշռման արագություններն են։
Ինչ անել գիտելիքով.
- Հավասարակշռե՛ք ռեզոնանսային գոտիներից դուրս — սովորաբար հստակորեն առաջին գագաթից ցածր, կամ գագաթների միջև ընկած գոգավորությունում։ Մուլչերի պրակտիկա. կոպիտ հավասարակշռում 600–900 պտ/ր-ում, ապա ստուգում աշխատանքային արագությամբ;
- Պահե՛ք շարքի յուրաքանչյուր փորձարկումն նույն արագությամբ (±100 պտ/ր) — ռեզոնանսի մոտ նույնիսկ 2–3 պտ/ր շեղումը զգալիորեն փոխում է ամպլիտուդն ու փազը;
- Փորձարկման կանգնակների և ինքնուրույն մեքենաների համար, նախագծե՛ք երկրաչափությունը միտումնավոր. փափուկ (ենթառեզոնանսային) կանգնակը ցանկանում է իր սեփական հաճախությունը 2–3× ցածր հավասարակշռման արագությունը — զսպանակավոր հենարանները, որոնք տեսանելիորեն ձեռքով ճոճվում են, հասնում են հենց դրան;
- Եթե ինքը՝ աշխատանքային արագությունը, գտնվում է ռեզոնանսի վրա, հավասարակշռումը պալիատիվ միջոց է — իրական լուծումը կոշտության կամ զանգվածի փոփոխությունն է (շրջանակի ամրապնդում, այլ հենակներ)՝ սեփական հաճախությունը հեռացնելու համար։
10. Մմ/վ-ից դԲ փոխարկում (թրթռման արագության մակարդակ)
Թրթռման տվյալները երբեմն ներկայացվում են դեցիբելներով — ավելի հին արևելաեվրոպական նորմեր, որոշ անալիզատորներ և շենքի թրթռման հաշվետվություններ օգտագործում են լոգարիթմական սանդղակ։ Փոխարկումը սահմանում է, ոչ թե չափում.
v — չափված RMS արագություն. v₀ — հղման արագություն։ 5·10⁻⁸ մ/վ-ը հղումն է, որն օգտագործվում է թրթռման ախտորոշման պրակտիկայում (ГОСТ/հին ISO ավանդույթ). ISO 1683-ը նաև թվարկում է 10⁻⁹ մ/վ որոշ ակուստիկ կիրառությունների համար — միշտ նշե՛ք հղումը դԲ մեջբերելիս։
Հարմար փոխարկումներ ընդհանուր հղման v₀ = 5·10⁻⁸ մ/վ-ով.
| RMS արագություն | Մակարդակ | Որտեղ դուք հանդիպում եք դրան |
|---|---|---|
| 0.5 մմ/վ | 80 dB | Գերազանց փոքր մեքենա |
| 1.0 մմ/վ | 86 դԲ | Գոտի A, լավ վիճակ |
| 2.8 մմ/վ | 95 դԲ | Գոտի A/B → B/C սահմանային տիրույթ |
| 4.5 մմ/վ | 99 դԲ | Գոտի C/D սահման (միջին մեքենաներ) |
| 7.1 մմ/վ | 103 դԲ | Ճկուն հենարանի C/D սահման |
| 10 մմ/վ | 106 դԲ | Ծանր — վնասման տիրույթ |
Երկու հեշտ կանոն դարձնում են սանդղակը հասկանալի. +6 դԲ = կրկնակի արագություն, +20 դԲ = տասնապատիկ արագությունը։ Այնպես որ մեքենան, որը հավասարակշռումից հետո 99 դԲ-ից իջավ 86 դԲ, թրթռումն իջեցրեց ~4.5 անգամ — լոգարիթմական սանդղակը մեծ բարելավումները սեղմում է համեստ երևացող թվերի մեջ, հենց դա է պատճառը, որ հաճախորդների ծառայության հաշվետվություններն ավելի հասկանալի են մմ/վ-ով։
11. Հաճախ տրվող հարցեր
Ի՞նչ է ռոտորի անհավասարակշռվածությունը պարզ բառերով։
Անհավասարակշռվածությունը նշանակում է, որ ռոտորի զանգվածի կենտրոնը ուղիղ չի գտնվում պտտման առանցքի վրա — մի կողմում լրացուցիչ զանգված կա։ Հանգիստ վիճակում այն անտեսանելի է. պտույտի ժամանակ շեղված զանգվածը մեկ պտույտում մեկ անգամ լիսեռը դուրս է քաշում՝ ստեղծելով պտտվող կենտրոնախույս ուժ, որը մեքենան ցնցում է ուղիղ պտտման հաճախությամբ (1× բաղադրիչը)։ Չափվում է որպես զանգված × շառավիղ (գ·մմ) և ուղղվում է կշիռներ ավելացնելով կամ հանելով։
Ի՞նչ բանաձև ունի կենտրոնախույս ուժն անհավասարակշռվածությունից։
F = m·r·ω² = U·ω², որտեղ U = m·r-ը անհավասարակշռվածությունն է, և ω = 2πn/60-ը՝ անկյունային արագությունը։ Ուժն աճում է պտուտաթվի քառակուսու հետ. 100 գ·մմ-ը ստեղծում է ~1 կգ պտտվող ուժ 3,000 պտ/ր-ում, բայց ~16 կգ 12,000 պտ/ր-ում։ Հենց այս քառակուսային օրենքի պատճառով է հավասարակշռման հանդուրժողականությունները խստանում արագության աճին զուգընթաց։
Ի՞նչ է տարբերությունը ստատիկ և դինամիկ հավասարակշռման միջև:
Ստատիկ անհավասարակշռվածությունը մեկ արդյունավետ ծանր կետ է. կանգնեցված ռոտորը ազատ հենարանների վրա գլորվում է ծանր կողմով ներքև, և մեկ կշիռ մեկ հարթությունում ուղղում է այն։ Դինամիկ (մոմենտային) անհավասարակշռվածությունը հակառակ ծայրերում 180°-ով բաժանված ծանր կետեր են. ռոտորը հանգիստ վիճակում հավասարակշռված է, բայց ցնցվում է պտույտի ժամանակ, և այն կարելի է հայտնաբերել միայն պտտվելիս ու ուղղել երկու հարթությունում կշիռներով։ Իրական ռոտորները զուգակցում են երկուսն էլ, հենց դա է պատճառը, որ երկար ռոտորները հավասարակշռվում են երկու հարթությունում որպես մեկ հաշվարկ։
Ինչպե՞ս է անհավասարակշռվածությունն ազդում առանցքակալի ծառայության ժամկետի վրա։
Կենտրոնախույս ուժն ավելանում է առանցքակալի դինամիկ բեռին P, և գլորակային առանցքակալի կյանքը հետևում է L₁₀ = (C/P)³ բանաձևին գնդային առանցքակալների համար — բեռը մտնում է խորանարդով։ Մոտավորապես. +10% բեռ ≈ −25% կյանք, +26% ≈ −50%, բեռի կրկնապատկումը թողնում է կյանքի ~12%-ը։ Առանցքակալներից բացի, նույն պտտվող ուժը թուլացնում է ամրակալները, տարածում ճաքերը և մաշում կցորդները։
Ի՞նչ է RMS թրթռման արագությունը, և ինչպե՞ս է չափվում։
RMS (միջին քառակուսային) թրթռման արագությունը արագության ազդանշանի էներգիայի միջինն է մմ/վ-ով — ISO 10816/20816-ի ստանդարտ մեծությունը։ Մաքուր սինուսի համար այն հավասար է գագաթի 0.707-ին։ Չափվում է առանցքակալի կորպուսի վրա արագացումաչափով (ճառագայթային ուղղություն), ազդանշանն ինտեգրվում է արագության՝ 10–1,000 Հց տիրույթում, և միջինացվում է բազմաթիվ պտույտների վրա. երկուսուվակ սարքերը միաժամանակ կարդում են երկու առանցքակալները և նաև առանձնացնում 1× բաղադրիչը, որը հավասարակշռումը կարող է հեռացնել։
Ինչպիսի՞ն են ISO 10816 թրթռման նորմերը պոմպերի համար։
15–300 կՎտ պոմպերի համար (ISO 10816-3 Խումբ 2), գոտու սահմաններն են 1.4 / 2.8 / 4.5 մմ/վ RMS կոշտ հենարանների վրա և 2.3 / 4.5 / 7.1 մմ/վ ճկուն հենարանների վրա — գոտի A մինչև առաջին արժեքը, գոտի B մինչև երկրորդը (երկարաժամկետ ընդունելի), գոտի C մինչև երրորդը (շուտով ուղղել), գոտի D դրանից բարձր (վնասման ռիսկ)։ Ավելի մեծ մեքենաներն ունեն համամասնորեն ավելի բարձր սահմաններ. արտադրողի սահմանված սահմանն ունի առաջնահերթություն ընդհանուր աղյուսակի նկատմամբ։
Ի՞նչ են նշանակում G հավասարակշռման որակի աստիճանները ISO 1940-ում։
G աստիճանը (մմ/վ-ով) հավասար է թույլատրելի հատուկ անհավասարակշռվածության և անկյունային արագության արտադրյալին. G = e_per·ω։ Բնորոշ նշանակումներ. G 40 — մեքենայի անվադողեր. G 16 — կարդանային լիսեռներ և գյուղատնտեսական ռոտորներ. G 6.3 — օդափոխիչներ, պոմպեր, ընդհանուր շարժիչներ և թմբուկներ (արդյունաբերական լռելյայն արժեքը). G 2.5 — տուրբիններ և հաստոցներ. G 1–G 0.4 — ճշգրիտ շպինդելներ։ Քանի որ ω-ն մտնում է սահմանման մեջ, նույն աստիճանն արագության աճին զուգընթաց թույլատրում է ավելի քիչ գ·մմ։
Ինչպե՞ս հաշվարկել թույլատրելի մնացորդային անհավասարակշռվածությունը ըստ ISO 1940-ի։
U_per = 9549 · G · M / n, որտեղ G-ն աստիճանն է մմ/վ-ով, M-ը ռոտորի զանգվածն է կգ-ով, n-ը արագությունը՝ պտ/ր-ով — արդյունքը գ·մմ-ով է, բաժանված երկու ուղղման հարթության միջև (սովորաբար 50/50)։ Օրինակ. 80 կգ օդափոխիչ 3,000 պտ/ր-ում, G 6.3 → 9549×6.3×80/3000 ≈ 1,604 գ·մմ ընդհանուր ≈ 802 գ·մմ մեկ հարթության համար. 250 մմ ուղղման շառավղով դա մոտավորապես 3.2 գ է։ Առցանց գործիք. ISO 21940-11 հաշվիչը vibromera.eu-ում։
Ինչպե՞ս գտնել սեփական հաճախությունը և խուսափել ռեզոնանսից հավասարակշռման ժամանակ։
Գրանցե՛ք արագության նվազման (RunDown) գծապատկեր. հասցրե՛ք մեքենան արագության, անջատե՛ք մեկնիչը և գրանցե՛ք ամպլիտուդն ու փազը՝ ընկնող պտուտաթվի նկատմամբ։ Ամեն ամպլիտուդի գագաթ, որն ուղեկցվում է սուր փազային ոլորումով, նշանավորում է սեփական հաճախություն. գագաթների միջև ընկած գոգավորությունները անվտանգ հավասարակշռման արագություններ են։ Ռեզոնանսի վրա գտնվելու նշաններ. 50–100 պտ/ր փոփոխությունը թրթռման ուժգնությունը փոխում է մի քանիապատիկ, փազը չի կայունանում, և հաշվարկված կշիռներն ավելի են վատացնում իրավիճակը։ Հավասարակշռե՛ք գոտիներից դուրս, կամ փոխե՛ք կառուցվածքի կոշտությունը՝ ռեզոնանսը հեռացնելու համար։
Ինչպե՞ս փոխարկել մմ/վ-ը դԲ-ի՝ թրթռման համար։
L_v = 20·log₁₀(v/v₀), որտեղ հղման v₀ = 5·10⁻⁸ մ/վ-ն օգտագործվում է թրթռման ախտորոշման պրակտիկայում. 1 մմ/վ ≈ 86 դԲ, 4.5 մմ/վ ≈ 99 դԲ, 10 մմ/վ ≈ 106 դԲ։ Հիշե՛ք, +6 դԲ նշանակում է կրկնակի արագություն, և +20 դԲ նշանակում է տասնապատիկ. և միշտ նշե՛ք հղման արժեքը, քանի որ ակուստիկայի որոշ ստանդարտներ օգտագործում են 10⁻⁹ մ/վ փոխարենը։
