Comprensione della risonanza di montaggio
Definizione: Che cos'è la risonanza di montaggio?
Risonanza di montaggio è un risonanza condizione in cui il sistema di montaggio, compresi gli isolatori di vibrazioni, le guide di montaggio, le staffe, i pattini o l'intero gruppo di apparecchiature sui suoi supporti, vibra in uno dei suoi frequenze naturali in risposta all'eccitazione dei macchinari rotanti. Ciò crea una situazione in cui l'intera macchina montata rimbalza, oscilla o dondola come un corpo rigido sui suoi supporti, con ampiezze di gran lunga superiori a quelle che si verificherebbero con un montaggio rigido.
La risonanza di montaggio è particolarmente comune nelle apparecchiature che utilizzano sistemi di isolamento dalle vibrazioni, ma può verificarsi anche nelle installazioni rigide convenzionali se la struttura di montaggio non è sufficientemente rigidità. Il fenomeno è un fattore chiave nella progettazione dell'isolamento dalle vibrazioni e deve essere attentamente evitato o gestito mediante la corretta selezione dell'isolatore e la progettazione del sistema di montaggio.
Frequenze naturali del sistema di montaggio
Modalità del corpo rigido sugli isolatori
Le apparecchiature sugli isolatori di vibrazioni hanno sei frequenze naturali del corpo rigido:
Modalità di traduzione (3)
- Rimbalzo verticale: Movimento su e giù, in genere alla frequenza più bassa (5-15 Hz per un isolamento tipico)
- Traslazioni orizzontali (X e Y): Movimenti laterali, solitamente frequenza verticale 1,5-2×
Modalità di rotazione (3)
- Rotolo: Rotazione attorno all'asse longitudinale
- Pece: Rotazione attorno all'asse trasversale
- Imbardata: Rotazione attorno all'asse verticale
- Frequenze: Tipicamente 10-30 Hz, a seconda delle dimensioni dell'apparecchiatura e della posizione del baricentro
Modalità accoppiate
- Se gli isolatori non sono simmetrici o il CG non è centrato, le modalità si accoppiano
- La traslazione e la rotazione avvengono simultaneamente
- Crea modelli di movimento complessi
- Più difficile da analizzare e correggere
Quando si verifica la risonanza di montaggio
Risonanza del sistema di isolamento
Lo scenario di risonanza di montaggio più comune:
- Intento di progettazione: Isolatori selezionati per avere una frequenza naturale da 1/3 a 1/5 della velocità di funzionamento della macchina
- Problema: Se la macchina funziona al di sotto della velocità di progetto o passa attraverso la frequenza dell'isolatore durante l'avvio
- Sintomo: Vibrazioni intense a velocità prossime alla frequenza naturale dell'isolatore
- Durata: Si verifica solo in un intervallo di velocità specifico
Risonanza di rotaia o slittamento
- Le guide di montaggio o i pattini delle apparecchiature hanno modalità di flessione proprie
- Frequenze tipiche: 15-50 Hz a seconda della campata e della rigidità
- L'intero assemblaggio dell'attrezzatura oscilla sui binari
- Comune nei pacchetti di apparecchiature modulari
Risonanza di supporto o staffa
- Apparecchiature montate a parete o a soffitto su staffe
- La staffa o il braccio di supporto ha una frequenza naturale
- Il movimento dell'apparecchiatura viene amplificato quando la frequenza corrisponde
- Può trasmettere vibrazioni alla struttura dell'edificio
Identificazione diagnostica
Indicatori chiave
- Amplificazione: Vibrazione sul supporto >> vibrazione sull'attrezzatura
- Dondolare/Rimbalzare: Movimento visibile dell'intera macchina
- Sensibile alla velocità: Grave solo in un intervallo di velocità ristretto
- Bassa frequenza: Tipicamente intervallo 5-30 Hz per sistemi isolati
- Relazioni di fase: Tutti i punti di montaggio si muovono in fase (modalità rimbalzo) o fuori fase (modalità oscillazione)
Procedura diagnostica
- Identificare la frequenza di risonanza: Da spettro di vibrazione picco
- Supporti per prove d'impatto: Test di urto per determinare la frequenza naturale del monte
- Confrontare: Se la frequenza di risonanza ≈ la frequenza naturale del montaggio → la risonanza del montaggio è confermata
- Misura più posizioni: Controllare le relazioni di fase tra i punti di montaggio
- Valuta la forma modale: Determinare se la modalità è rimbalzante, oscillante o accoppiata
Soluzioni
Per la risonanza del sistema di isolamento
Modifica la rigidità dell'isolatore
- Isolatori più rigidi: Aumenta la frequenza naturale al di sopra della velocità operativa
- Isolatori più morbidi: Abbassa la frequenza al di sotto dell'intervallo di avvio (se l'apparecchiatura può tollerarlo)
- Selezione: La frequenza dell'isolatore dovrebbe essere < 1/3 della velocità minima di funzionamento
Aggiungi smorzamento
- Utilizzare isolatori con smorzamento integrato (elastomero vs. molla in acciaio)
- Aggiungere smorzatori viscosi o smorzatori a frizione
- Riduce l'ampiezza del picco di risonanza anche se la corrispondenza di frequenza rimane
Migliorare l'installazione dell'isolatore
- Assicurarsi che tutti gli isolatori siano caricati correttamente (non caricati o bloccati)
- Verificare che gli isolatori siano adatti al peso effettivo dell'attrezzatura
- Controllare se gli isolatori sono bloccati o degradati
- Assicurare un posizionamento simmetrico rispetto al baricentro
Per risonanza di montaggio strutturale
Irrigidire la struttura di montaggio
- Aggiungere rinforzi alle rotaie o ai pattini
- Aumentare lo spessore della staffa o aggiungere rinforzi
- Accorcia gli intervalli non supportati
- Collegare insieme i punti di montaggio
Cambia configurazione di montaggio
- Aggiungere supporti intermedi per ridurre le campate
- Spostare i punti di montaggio in posizioni più rigide
- Utilizzare hardware di montaggio più robusto
Soluzioni operative
- Limiti di velocità: Evitare di operare a velocità di risonanza
- Accelerazione rapida: Passare rapidamente attraverso la risonanza durante l'avvio
- Ridurre l'eccitazione: Migliorare bilancia per minimizzare la forzatura alla frequenza di risonanza
Considerazioni speciali
Progettazione dell'isolamento dalle vibrazioni
Una corretta progettazione del sistema di isolamento previene la risonanza di montaggio:
- Rapporto di frequenza: fisolatore < 0,3 × fminimo operativo
- Trasmissibilità: Alla risonanza, la trasmissibilità può essere > 10 (amplificazione, non isolamento)
- Intervallo operativo: Assicurarsi che tutte le frequenze operative siano > 2-3 volte la frequenza dell'isolatore per un isolamento efficace
- Considerazioni iniziali: Accettare vibrazioni elevate che passano attraverso la risonanza se brevi
Attrezzatura accoppiata
Apparecchiature motorizzate su piastra di base comune:
- L'intero assemblaggio ha modalità di corpo rigido sui supporti
- Coppia di vibrazioni del motore e dell'attrezzatura condotta attraverso la piastra di base
- La risonanza può essere eccitata da entrambe le macchine
- Richiede di essere trattato come un sistema completo, non come singole macchine
Strumenti di misurazione e analisi
Analisi modale
- Caratterizzazione completa di tutte le modalità del sistema di montaggio
- Identifica la frequenza, lo smorzamento e la forma modale per ogni modalità
- Fornisce dati per modifiche di progettazione
- Può essere fatto sperimentalmente o tramite FEA
Forma di deflessione operativa (ODS)
- Visualizza il modello di movimento effettivo durante il funzionamento
- Distingue la risonanza di montaggio dalla risonanza del rotore
- Mostra quale modalità è attiva (rimbalzo, dondolo, ecc.)
- Guida il posizionamento delle modifiche di irrigidimento
La risonanza di montaggio può generare forti vibrazioni anche in macchinari ben manutenuti e correttamente bilanciati. Comprendere le frequenze naturali dei sistemi di montaggio, in particolare dei sistemi di isolamento dalle vibrazioni, e garantire un'adeguata separazione delle frequenze dalle velocità operative è essenziale per un efficace controllo delle vibrazioni nelle installazioni di apparecchiature rotanti.
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 