Stīvuma izpratne

1. Definīcija: Kas ir stīvums?

Stīvums ir fundamentāla fizikāla īpašība, kas raksturo pakāpi, kādā objekts vai struktūra pretojas deformācijai vai novirzei, reaģējot uz pielikto spēku. Saistībā ar vibrācijas analīze, stingrība (bieži apzīmēta ar burtu “k”) ir viena no trim galvenajām īpašībām līdzās masai (m) un slāpēšana (c), kas nosaka jebkuras mehāniskas sistēmas vibrācijas uzvedību.

Komponents ar augstu stingrību noteiktas slodzes ietekmē novirzīsies ļoti maz, savukārt komponents ar zemu stingrību novirzīsies ievērojami. Piemēram, biezam, īsam tērauda stienim ir augsta stingrība, savukārt garai, plānai gumijas lentei ir ļoti zema stingrība.

2. Stingrības kritiskā loma vibrācijā

Sistēmas stingrība ir galvenais faktors, kas nosaka tās izturību dabiskās frekvencesPašsvārstību frekvence ir frekvence, ar kādu sistēma svārstīsies, ja tā tiks traucēta un pēc tam ļaus tai brīvi vibrēt. Attiecību definē pamatformula:

Dabiskā frekvence (ωn) ≈ √(k / m)

Kur “k” ir stingrība un “m” ir masa. Šī sakarība parāda, ka:

• Palielināta stingrība griba pieaugums dabiskā frekvence.
• Samazinoša stingrība griba samazinājums dabiskā frekvence.
• Pieaugošā masa griba samazinājums dabiskā frekvence.

3. Stīvums un rezonanse

Šīs attiecības ir ārkārtīgi svarīgas, ņemot vērā fenomenu, ka rezonanseRezonanse rodas, ja piespiedu frekvence (piemēram, skriešanas ātrums mašīnas) atbilst vienai no sistēmas dabiskajām frekvencēm. Kad tas notiek, vibrācijas amplitūda tiek ievērojami pastiprināta, bieži vien izraisot priekšlaicīgu nodilumu un katastrofālus bojājumus.

Tāpēc stingrības izpratne ir būtiska rezonanses problēmu diagnosticēšanai un risināšanai:

• Problēmas diagnoze: Ja mašīna atrodas rezonansē, analītiķis zina, ka piespiedu frekvence ir pārāk tuvu dabiskajai frekvencei.
• Risinājuma dizains: Lai novērstu problēmu, analītiķim ir jāmaina sistēmas pašsvārstību frekvence. Tā kā bieži vien ir grūti mainīt mašīnas masu vai piespiedu frekvenci (tās darbības ātrumu), visizplatītākais risinājums ir mainīt stingrību. Pievienojot stiprinājumus, ieliktņus vai uzlabojot mašīnas pamatu, tiek palielināta sistēmas stingrība. Tas paaugstina pašsvārstību frekvenci, attālinot to no piespiedu frekvences un novēršot rezonanses stāvokli. A Frekvences atbildes funkcija (FRF) Mērījums tiek izmantots, lai apstiprinātu dabiskās frekvences izmaiņas.

4. Stingrība mašīnu diagnostikā

Stingrības izmaiņas var būt arī tiešs attīstības defekta rādītājs:

• Vaļīgums: Vaļīga stiprinājuma skrūve vai plaisa, kas rodas mašīnas rāmī vai pamatnē, norāda uz ievērojamu lokālas stingrības zudumu. Tas palielinās mašīnas vibrācijas amplitūdu. FFT spektrsmehāniskā vaļīgums bieži rada virkni harmonikas (1X, 2X, 3X utt.) no skriešanas ātruma.
• Mīksta pēda: Šis stāvoklis, kad mašīnas kāja neatrodas līdzeni uz pamatnes, rada deformētu un nelineāru stingrības profilu, kas var izraisīt augstu vibrāciju un apgrūtināt izlīdzināšanu.
• Gultņu nodilums: Gultnim nodilstot, palielinās klīrenss starp ritošajiem elementiem un skriemeļiem. To var uzskatīt par rotora atbalsta sistēmas kopējās stingrības samazināšanos, kas var samazināt rotora kritiskos ātrumus.

← Atpakaļ uz galveno indeksu