강제 진동이란 무엇인가요? 외부 자극 응답 • 휴대용 밸런서, 진동 분석기 "밸런셋"은 파쇄기, 팬, 멀처, 콤바인, 샤프트, 원심분리기, 터빈 및 기타 여러 로터의 동적 밸런싱을 위한 제품입니다. 강제 진동이란 무엇인가요? 외부 자극 응답 • 휴대용 밸런서, 진동 분석기 "밸런셋"은 파쇄기, 팬, 멀처, 콤바인, 샤프트, 원심분리기, 터빈 및 기타 여러 로터의 동적 밸런싱을 위한 제품입니다.

강제 진동이란 무엇인가? 외부 여기 반응

admin가 에 게시함

강제 진동 이해

정의: 강제 진동이란 무엇인가?

강제 진동 진동은 기계 시스템에 가해지는 외부 주기적인 힘에 의해 발생하는 진동 운동입니다. 진동은 가해진 힘의 주파수(강제 주파수)에서 발생하며, 진폭은 강제 함수의 크기에 비례하고 해당 주파수에서 시스템의 운동 저항에 반비례합니다. 대부분의 진동 회전 기계에는 강제 진동이 발생하며 일반적인 강제 소스에는 다음이 포함됩니다. 불균형 (회전 원심력), 정렬 불량 (결합력) 및 공기역학/유압 맥동.

강제 진동은 근본적으로 다릅니다. 자기 여기 진동 (시스템이 자체적으로 지속 진동을 생성하는 경우) 및 자유 진동(충격 후 과도 응답)이 있습니다. 강제 진동 원리를 이해하는 것은 진동 진폭이 고장 심각도와 어떻게 관련되는지, 그리고 강제력을 줄이거나 시스템 응답을 수정하여 진동을 어떻게 제어할 수 있는지를 설명하기 때문에 필수적입니다.

강제 진동의 특성

주파수 매칭

  • 진동 주파수는 강제 주파수와 같습니다.
  • 30Hz로 강제하면 30Hz로 진동
  • 자연 주파수에서 발생하는 자기 여기 진동과 달리
  • 강제 소스에 따른 예측 가능한 주파수

진폭 비례성

  • 강제 크기에 비례하는 진동 진폭
  • 힘이 두 배이면 진동도 두 배(선형 시스템)
  • 강제 제거 → 진동 정지
  • 힘 감소를 통해 제어 가능

위상 관계

  • 명확한 단계 힘과 반응의 관계
  • 위상은 고유 주파수에 대한 주파수에 따라 달라집니다.
  • 공진 이하: 힘과 동상의 진동
  • 공진 시: 90° 위상 지연
  • 공진 이상: 180° 위상 지연

안정

  • 시스템은 안정적입니다. 진동은 제한됩니다.
  • 경계 없이는 성장하지 않는다
  • 강제 및 시스템 응답에 의해 제한되는 진폭
  • 불안정한 자기 여기 진동과의 대조

기계의 일반적인 강제 기능

1. 불균형(1× 강제)

  • 힘: 질량 편심에 의한 회전 원심력
  • 빈도: 1회전당 1회(1× 샤프트 속도)
  • 크기: F = m × r × ω² (속도 제곱에 비례)
  • 가장 흔한: 대부분의 회전 장비의 주요 진동원

2. 정렬 불량(2배 강제)

  • 힘: 각도/평행 오프셋의 결합력
  • 빈도: 회전당 2회(2× 샤프트 속도)
  • 특성: 높은 축 성분

3. 공기역학/유압(블레이드/베인 통과)

  • 힘: 블레이드-스테이터 상호 작용으로 인한 압력 맥동
  • 빈도: 블레이드 수 × 샤프트 속도
  • 예: 팬, 펌프, 압축기

4. 기어 메시 힘

  • 힘: 치아 결합으로 주기적 하중 생성
  • 빈도: 이빨 수 × 샤프트 속도
  • 크기: 전달 토크 및 치아 품질과 관련됨

5. 전자기력

  • 힘: 모터/발전기의 자기장 맥동
  • 빈도: 2× 라인 주파수(120/100Hz)
  • 독립적인: 기계적 속도(비동기 강제)

강제에 대한 대응: 시스템 동작

고유 진동수 이하(강성 제어)

  • 진동 진폭 ≈ 힘 / 강성
  • 강제와 동위상 반응
  • 속도에 따라 변하는 힘의 경우 진폭은 속도에 따라 증가합니다.
  • 대부분의 강성 로터에 대한 일반적인 작동 영역

고유 주파수(공명)에서

  • 진동 진폭 ≈ 힘 / (감쇠 × 고유 진동수)
  • Q-인자로 증폭된 진폭(일반적으로 10-50배)
  • 90° 위상 지연
  • 작은 힘이 큰 진동을 생성합니다
  • 감쇠는 제한 요소일 뿐입니다.

고유 주파수 이상(질량 제어)

  • 진동 진폭 ≈ 힘 / (질량 × 주파수²)
  • 180° 위상 지연(힘 방향과 반대되는 진동)
  • 진폭은 주파수가 증가함에 따라 감소합니다.
  • 임계 속도 이상의 유연한 로터에 대한 작동 영역

강제 진동 vs. 기타 유형

강제 진동 vs. 자유 진동

  • 강요된: 연속 강제, 진동 지속, 강제 주파수
  • 무료: 임펄스 응답, 진동 감소, 자연 주파수에서
  • 예: 범프 테스트는 자유 진동을 생성하고, 작동 중인 기계는 강제 진동을 생성합니다.

강제 진동 vs. 자기 여기 진동

  • 강요된: 외력, 힘에 비례하는 진폭, 안정
  • 자기 흥분: 내부 에너지원, 비선형성에 의해 진폭이 제한됨, 불안정함
  • 예: 불균형은 강제된다.; 오일 소용돌이 자기 흥분적이다

통제 및 완화

강제 감소

  • 밸런싱: 불균형 강제를 직접 줄입니다.
  • 정렬: 정렬 불량력을 감소시킵니다
  • 수리 결함: 기계적 문제를 해결하여 힘을 생성합니다.
  • 가장 효과적: 강제 소스를 제거하거나 최소화합니다.

시스템 응답 수정

  • 강성 변경: 강제 주파수에서 자연 주파수를 멀리 이동시킵니다.
  • 댐핑 추가: 공진 증폭을 줄이세요
  • 질량 변경: 고유 주파수 수정
  • 격리: 구조물에 대한 힘 전달을 줄입니다.

공명을 피하세요

  • 강제 주파수가 자연 주파수와 일치하지 않도록 합니다.
  • 분리 마진은 일반적으로 ±20-30%입니다.
  • 검증을 위한 설계 단계 분석
  • 공진이 불가피한 경우 속도 제한

실용적 중요성

대부분의 기계 진동은 강제적입니다

  • 불균형, 정렬 불량, 기어 메시 - 모두 강제 진동
  • 강제 감소를 통해 예측 가능하고 제어 가능
  • 표준 유지 관리 작업(균형, 정렬)은 강제를 처리합니다.

진단적 접근 방식

  • 스펙트럼에서 강제 주파수 식별
  • 알려진 강제 소스(1×, 2×, 기어 메시 등)와 일치합니다.
  • 강제 소스 진단
  • 적절한 유지관리를 통해 강제력을 줄이세요

강제 진동은 회전 기계의 기본적인 진동 유형으로, 시스템에 작용하는 외부의 주기적인 힘에 의해 발생합니다. 강제 진동의 원리(주파수 정합, 진폭 비례, 응답 특성)를 이해하면 진동원을 정확하게 진단하고, 적절한 시정 조치(강제 감소 또는 응답 수정), 그리고 강제 감소 및 공진 회피를 통해 진동을 최소화하는 설계 전략을 수립할 수 있습니다.

← 메인 인덱스로 돌아가기

카테고리:
왓츠앱