სტრუქტურული რეზონანსის გაგება

Devices

Portable balancer & Vibration analyzer Balanset-1A

$2,358.31

Parts

Vibration sensor

$107.47

Parts

Optical Sensor (Laser Tachometer)

$148.07

Devices

Balanset-4

$8,123.32

Parts

Magnetic Stand Insize-60-kgf

$54.93

Parts

Reflective tape

$11.94

Devices

Dynamic balancer “Balanset-1A” OEM

$2,071.73

განმარტება: რა არის სტრუქტურული რეზონანსი?

სტრუქტურული რეზონანსი არის მდგომარეობა, როდესაც ვიბრაცია მბრუნავი მექანიზმების სიხშირე (მაგალითად, 1× მუშაობის სიჩქარე, 2× არასწორი განლაგება, ან პირების გავლის სიხშირე) ემთხვევა ბუნებრივი სიხშირე არამბრუნავი საყრდენი სტრუქტურის — მათ შორის მანქანის ჩარჩოს, საბაზისო ფირფიტის, კვარცხლბეკები, საძირკველი ან თუნდაც ახლომდებარე სტრუქტურები. როდესაც ეს სიხშირის შესაბამისობა ხდება, რეზონანსი აძლიერებს სტრუქტურულ ვიბრაციას ისეთ დონემდე, რომელიც გაცილებით აღემატება თავად მბრუნავი კომპონენტების მიერ განცდილ დონეს.

სტრუქტურული რეზონანსი განსაკუთრებით პრობლემურია, რადგან მას შეუძლია კარგად დაბალანსებულ, სწორად გასწორებულ მანქანას სერიოზული ვიბრაციის პრობლემების შთაბეჭდილება შექმნას. მაღალი ვიბრაცია სტრუქტურაშია და სულაც არ მიუთითებს როტორის პრობლემებზე, თუმცა სტრუქტურულ მოძრაობას შეუძლია უკუკავშირი გამოიჩინოს როტორის ქცევაზე და დროთა განმავლობაში რეალური მექანიკური დაზიანება გამოიწვიოს.

როგორ ხდება სტრუქტურული რეზონანსი

რეზონანსული მექანიზმი

1. აგზნების წყარო: მბრუნავი მექანიზმები პერიოდულ ძალებს წარმოქმნიან (დან დისბალანსი, არასწორი განლაგება და ა.შ.)
2. ძალის გადაცემა: ეს ძალები საკისრების მეშვეობით გადაეცემა საყრდენ სტრუქტურას
3. სიხშირის შესაბამისობა: თუ აგზნების სიხშირე ≈ სტრუქტურული ბუნებრივი სიხშირეა
4. ენერგიის დაგროვება: სტრუქტურა ენერგიას შთანთქავს მრავალი ციკლის განმავლობაში
5. გაძლიერება: ვიბრაციის ამპლიტუდა იზრდება, შემოიფარგლება მხოლოდ სტრუქტურული ფაქტორებით. ამორტიზაცია
6. დაკვირვებული ეფექტი: სტრუქტურა ვიბრირებს 5-50-ჯერ მეტი ამპლიტუდით, ვიდრე ჩვეულებრივ წარმოქმნის შეყვანის ძალა.

ტიპიური სიხშირის დიაპაზონები

• საძირკვლის რეჟიმები: როგორც წესი, 5-30 ჰც ტიპიური სამრეწველო საძირკვლისთვის
• ბაზის ფირფიტის რეჟიმები: 20-100 ჰც, ზომისა და კონსტრუქციის მიხედვით
• საყრდენის რეჟიმები: 30-200 ჰც ტიპიური საკისრების საყრდენებისთვის
• ჩარჩოს/საფარის რეჟიმები: 50-500 ჰც ლითონის ფურცლის პანელებისა და გადასაფარებლებისთვის

საერთო რეზონანსული სცენარები

1X სირბილის სიჩქარის რეზონანსი

• მაგალითი: მანქანა მუშაობს 1800 ბრ/წთ-ზე (30 ჰც), საძირკვლის ბუნებრივი სიხშირე 28-32 ჰც-ზე
• სიმპტომი: ძალიან მაღალი ვიბრაცია კარგი ბალანსის მიუხედავად
• ეფექტი: მცირე ნარჩენი დისბალანსიც კი დიდ სტრუქტურულ მოძრაობას ქმნის
• Solution: შეცვალეთ საძირკვლის სიმტკიცე, დაამატეთ დემპფერაცია ან შეცვალეთ მუშაობის სიჩქარე

2X რეზონანსი (შეცდომის სიხშირე)

• არასწორი განლაგება წარმოქმნის 2× სიხშირის აგზნებას
• თუ 2× ემთხვევა სტრუქტურულ რეჟიმს, ხდება ამპლიფიკაცია
• მაღალი ვიბრაცია შეიძლება არასწორად იქნას დიაგნოზირებული, როგორც სერიოზული გადახრა
• გასწორების გაუმჯობესება ხელს უწყობს, მაგრამ არ გამორიცხავს რეზონანსს

პირების/ფრთების გავლის სიხშირის რეზონანსი

• ვენტილატორები, ტუმბოები, ტურბინები წარმოქმნიან პირების გავლის სიხშირეს (N × RPM, სადაც N = პირების რაოდენობა)
• ხშირად 50-500 ჰც დიაპაზონში
• შეუძლია ამ სიხშირის დიაპაზონში სტრუქტურული რეჟიმების აღგზნება
• მაღალი სიხშირის ჭრიალი ან ზუზუნი

დიაგნოსტიკური იდენტიფიკაცია

სტრუქტურული რეზონანსის სიმპტომები

• არაპროპორციული ვიბრაცია: სტრუქტურის ვიბრაცია გაცილებით მაღალია, ვიდრე საკისრების ვიბრაცია
• ვიწრო სიჩქარის დიაპაზონი: მაღალი ვიბრაცია მხოლოდ კონკრეტული სიჩქარით (±5-10%)
• მიმართულების დამოკიდებულება: ერთი მიმართულებით მძიმე, პერპენდიკულარული მიმართულებით მინიმალური (შესაბამისი რეჟიმის ფორმა)
• მდებარეობაზე დამოკიდებულება: ვიბრაცია მნიშვნელოვნად განსხვავდება სტრუქტურის ზედაპირზე (ანტინოდები კვანძების წინააღმდეგ)
• მინიმალური საკისრის ეფექტი: საკისრებმა და როტორმა შეიძლება გამოავლინოს მისაღები ვიბრაცია სტრუქტურის სიმძიმის მიუხედავად.

დიაგნოსტიკური ტესტები

1. დარტყმის ტესტირება (დარტყმის ტესტი)

• დაარტყით სტრუქტურას ჩაქუჩით, გაზომეთ რეაქცია
• ახდენს ყველა სტრუქტურული ბუნებრივი სიხშირის იდენტიფიცირებას
• შეადარეთ მანქანა-დანადგარის მუშაობის სიხშირეებს
• სტრუქტურული რეზონანსის ყველაზე ზუსტი ტესტი

2. გაზომვის ადგილმდებარეობის შედარება

• ვიბრაციის გაზომვა საკისრის კორპუსზე (წყაროსთან ახლოს)
• გაზომვა კვარცხლბეკის ფუძის, საბაზისო ფირფიტის, საძირკვლის მიდამოებში
• თუ სტრუქტურული ვიბრაცია >> საკისრის ვიბრაცია, ეს მიუთითებს სტრუქტურულ რეზონანსზე
• გადაცემადობა > 2-3 რეზონანსული ამპლიფიკაცია მიუთითებს

3. ოპერაციული გადახრის ფორმა (ODS)

• ვიბრაციის გაზომვა სტრუქტურის რამდენიმე წერტილში ერთდროულად
• შექმენით სტრუქტურული მოძრაობის ანიმაციური ვიზუალიზაცია
• ავლენს, რომელი სტრუქტურული რეჟიმია აქტიური
• კვანძებისა და ანტინოდების იდენტიფიცირება

გადაწყვეტილებები და შერბილება

სიხშირის გამოყოფა

ოპერაციული სიჩქარის შეცვლა

• თუ ცვლადი სიჩქარის მქონე მოწყობილობა, იმუშავეთ რეზონანსისგან მოშორებით.
• სიჩქარის რეგულირებისთვის შეცვალეთ ძრავის ბორბლის ზომები
• არარეზონანსული სიჩქარის შესარჩევად გამოიყენეთ VFD
• შეიძლება არ იყოს პრაქტიკული, თუ სიჩქარე განისაზღვრება პროცესის მოთხოვნებით

სტრუქტურული ბუნებრივი სიხშირის შეცვლა

• მასის დამატება: ამცირებს ბუნებრივ სიხშირეს (f ∝ 1/√m)
• სიმტკიცის დამატება: ზრდის ბუნებრივ სიხშირეს (f ∝ √k)
• მასალის ამოღება: ზოგიერთ შემთხვევაში, მასის შემცირებამ შეიძლება რეზონანსი შეცვალოს
• სტრუქტურული მოდიფიკაცია: დაამატეთ სამაგრები, რგოლები ან გამაგრება

დემპინგის დამატება

შეზღუდული ფენის დემპინგი

• სტრუქტურაზე მიმაგრებული ვისკოელასტიური დამამშვიდებელი მასალა
• ეფექტურია ლითონის ფურცლების პანელებისა და ჩარჩოებისთვის
• ამცირებს რეზონანსული პიკის ამპლიტუდას
• კომერციულად ხელმისაწვდომი დამატენიანებელი საშუალებები

რეგულირებადი მასის ამორტიზატორები

• დაამატეთ მეორადი მასობრივი ზამბარის სისტემა, რომელიც მორგებულია პრობლემურ სიხშირეზე
• შთანთქავს ენერგიას, ამცირებს ძირითადი სტრუქტურის ვიბრაციას
• ეფექტურია, მაგრამ მოითხოვს ფრთხილად დიზაინსა და დახვეწას

სტრუქტურული დემპფერაციის მასალები

• რეზინის ბალიშები ან იზოლატორები სტრატეგიულ ადგილებში
• ზედაპირებზე გამოყენებული დამატენიანებელი ნაერთები
• ხახუნის დემპფერები სახსრებზე

Იზოლაცია

• დაამონტაჟეთ ვიბრაციის იზოლატორები მანქანასა და საძირკველს შორის
• აშორებს მანქანის ვიბრაციას სტრუქტურისგან
• ეფექტურია, თუ იზოლატორის ბუნებრივი სიხშირეა < 0.5× აგზნების სიხშირე
• საჭიროა ფრთხილად დიზაინი, რათა თავიდან იქნას აცილებული ახალი რეზონანსული პრობლემების შექმნა

აგზნების შემცირება

• გაუმჯობესება ბალანსის ხარისხი 1× აგზნების შესამცირებლად
• ზუსტი გასწორება 2× აგზნების შესამცირებლად
• მექანიკური პრობლემების გამოსწორება, რომლებიც ამცირებენ ფორსირების ამპლიტუდას
• ამცირებს სიმპტომს, მაგრამ არ გამორიცხავს რეზონანსულ პოტენციალს

პრევენცია დიზაინში

საძირკვლის დიზაინის კრიტერიუმები

• საძირკვლის ბუნებრივი სიხშირე > 2× მაქსიმალური სამუშაო სიხშირე (მოერიდეთ ზემოთ მოცემულ რეზონანსს)
• ან < 0.5× მინიმალური სამუშაო სიხშირე (იზოლირებული საძირკველი)
• მოერიდეთ 0.5-2.0 დიაპაზონს, სადაც რეზონანსის ალბათობაა
• დიზაინის ფაზაში დინამიური ანალიზის ჩართვა

სტრუქტურული დიზაინი

• დიზაინი ადეკვატური სიმტკიცისთვის ფორსირების სიხშირეებთან მიმართებაში
• მოერიდეთ მსუბუქად დატვირთულ სტრუქტურებს, რომლებიც რეზონანსისკენ არიან მიდრეკილნი.
• სიხშირის გასაზრდელად გამოიყენეთ ლენტები და სამაგრები
• განიხილეთ თანდაყოლილი დემპფერაციის დამატება (კომპოზიტური მასალები, ხახუნის მქონე შეერთებები)

სტრუქტურულ რეზონანსს შეუძლია მცირე ვიბრაციის წყაროები გაძლიერების ეფექტების გზით დიდ პრობლემებად გარდაქმნას. სტრუქტურული რეზონანსების იდენტიფიცირება დარტყმითი ტესტირებისა და ოპერაციული გაზომვების გზით, სათანადო შერბილების სტრატეგიებთან ერთად, აუცილებელია მისაღები ვიბრაციის დონის მისაღწევად იმ დანადგარებში, სადაც სტრუქტურული დინამიკა მნიშვნელოვნად მოქმედებს მანქანის ვიბრაციის საერთო ქცევაზე.

---

← დაბრუნება მთავარ ინდექსზე