Kadra rezonanses izpratne
Definīcija: Kas ir kadra rezonanse?
Rāmja rezonanse ir specifisks veids strukturālā rezonanse kur pašas mašīnas konstrukcijas rāmis, korpuss, apvalks vai apvalks vibrē vienā no tā dabiskās frekvences reaģējot uz rotējošo komponentu ierosmi. Atšķirībā no pamatu vai pjedestālu rezonansēm, kas ietver atbalsta konstrukciju, rāmja rezonanse ietver pašu mašīnas korpusu — čuguna vai tērauda konstrukciju, kas aptver rotējošos elementus.
Rāmja rezonanse ir izplatīta mašīnās ar lieliem, relatīvi viegliem korpusiem, piemēram, ventilatoriem, pūtējiem, sūkņiem un motoriem. Tā parasti izpaužas kā pārmērīgs troksnis, redzama vāku vai paneļu vibrācija un augsts vibrācija rādījumi uz rāmja, kas ir nesamērīgi ar faktisko rotora vibrāciju.
Bieži sastopamas kadru rezonanses situācijas
Motora un ģeneratora rāmji
- Dabiskās frekvences: Parasti 50–400 Hz atkarībā no izmēra un konstrukcijas
- Ierosme: 1× (disbalanss), 2× tīkla frekvence (120 Hz 60 Hz motoriem), elektromagnētiskie spēki
- Simptomi: Rāmja vibrācija ir daudz lielāka nekā gultņu vibrācija; dzirdama dūkšana vai buzz (dūkšana)
- Smagums: Vibrācija uz rāmja var būt 5–10 reizes lielāka nekā uz gultņiem
Ventilatora un pūtēja korpusi
- Dabiskās frekvences: 20–200 Hz tipiskiem rūpnieciskajiem ventilatoriem
- Ierosme: Asmens caurlaišanas frekvence (asmeņu skaits × apgr./min.)
- Simptomi: Korpusa paneļi spēcīgi vibrē; skaļš aerodinamisks troksnis
- Raksturīgs: Var notikt tikai pie noteikta ātruma vai plūsmas apstākļiem
Sūkņu korpusi
- Dabiskās frekvences: 30–300 Hz atkarībā no korpusa konstrukcijas
- Ierosme: Lāpstiņu pārešanas frekvence, hidrauliskās pulsācijas
- Simptomi: Korpusa vibrācija, troksnis, noguruma plaisu iespējamība
- Hidrauliskā sakabe: Ar šķidrumu pildīts korpuss var savienot rotora un korpusa vibrācijas
Pārnesumkārbas korpusi
- Zobratu tīkla frekvences ierosme
- Kadra dabiskās frekvences bieži pārklājas ar tīkla frekvencēm
- Raksturīga skaļa pārnesumu dūkoņa rezonanses laikā
Vibrācijas paraksts un noteikšana
Raksturīgie simptomi
- Atkarīgs no atrašanās vietas: Vibrācija ievērojami atšķiras visā rāmja virsmā (bieži sastopamas 10 reizes lielākas atšķirības)
- Gultnis pret rāmi: Rāmja vibrācija >> gultņu vibrācija (var būt 3–10×)
- Frekvences specifiskais: Tikai rezonanses frekvencē; pārējās frekvences ir normālas
- Ātruma jutīgums: Spēcīgs šaurā ātruma diapazonā (±10–20% rezonanses ātruma)
- Vizuālā kustība: Kadra kustība bieži ir redzama ar neapbruņotu aci
Diagnostikas testi
Trieciena (saspiešanas) tests
- Sitiens ar rāmi ar gumijas āmuru vai instrumentētu āmuru
- Izmēriet reakciju ar akselerometrs
- Identificējiet kadra dabiskās frekvences no frekvenču raksturlīknes maksimumiem
- Salīdzināt ar darba frekvencēm (1×, 2×, lāpstiņas pāreja utt.)
Roving akselerometra apsekojums
- Darbības laikā izmēriet vibrāciju daudzos rāmja punktos
- Izveidojiet vibrācijas karti, kurā redzamas augstas un zemas zonas
- Raksts atklāj režīma formu (liece, sagriešanās, paneļa saliekšanās)
- Identificē antinodus (maksimālo kustību) un mezglus (minimālo kustību)
Pārneses funkcijas mērīšana
- Izmērīt gultņa vibrācijas (ievades) un rāmja vibrācijas (izvades) koherenci
- Augsta koherence noteiktā frekvencē apstiprina rezonansi
- Pārneses funkcija parāda pastiprinājuma koeficientu
Risinājumi un mazināšana
Stingrināšanas modifikācijas
Pievienot strukturālās ribas vai ieliktņus
- Palieliniet rāmja lieces stingrību
- Paaugstina dabiskās frekvences virs ierosmes diapazona
- Salīdzinoši ekonomisks un efektīvs
- Var uzstādīt esošajām iekārtām
Palieliniet materiāla biezumu
- Sabiezināt karkasa sienas vai paneļus
- Ievērojami palielina stingrību un frekvenci
- Var būt nepieciešamas konstrukcijas modifikācijas un jauni lējumi/izgatavošana
Konstrukcijas saites un stiprinājumi
- Savienojiet rāmja pretējās puses, lai novērstu tā saliekšanos
- Šķērssavienojumi palielina vērpes stingrību
- Var pievienot ārēji bez iekšējām modifikācijām
Masas pievienošana
- Zemāka dabiskā frekvence: Pievienojiet masu, lai samazinātu frekvenci zem ierosmes diapazona
- Stratēģiskā izvietošana: Lai panāktu maksimālu efektu, pievienojiet masu antinodu vietās.
- Noskaņotā masa: Rūpīgi aprēķināta masas pievienošana nobīdes specifiskajam režīmam
- Kompromiss: Palielināts svars var nebūt vēlams visiem lietojumiem
Slāpēšanas procedūras
Ierobežota slāņa slāpēšana
- Viskoelastīgs materiāls starp metāla slāņiem
- Uzklājams uz lielām plakanām virsmām (paneļiem, pārsegiem)
- Samazina rezonanses pīķa amplitūdu par 50-80%
- Efektīvs 20–500 Hz diapazonā
Brīvā slāņa slāpēšana
- Slāpēšanas materiāls, kas tieši piestiprināts pie vibrējošas virsmas
- Vienkāršāks nekā ierobežots slānis, bet mazāk efektīvs
- Piemērots lietojumprogrammām ar ierobežotu pieejamību
Darbības izmaiņas
- Ātruma maiņa: Darbojas ar ātrumu, kurā nerodas rezonanse
- Samazināt piespiešanu: Uzlabojiet līdzsvaru, izlīdzināšanu, lai samazinātu ierosmes amplitūdu
- Procesa izmaiņas: Mainiet plūsmu, spiedienu vai slodzi, lai mainītu ierosmes frekvences
Profilakse dizainā
Dizaina principi
- Pietiekama stingrība: Projektēšanas rāmis ar dabiskajām frekvencēm > 2 × augstākā ierosmes frekvence
- Masas sadalījums: Izvairieties no koncentrētām masām, kas rada zemfrekvences režīmus
- Rievojums un pastiprinājums: Iekļaujiet stingrināšanas elementus jau no paša sākuma
- Modālā analīze: FEA projektēšanas laikā, lai prognozētu un optimizētu dabiskās frekvences
Projektēšanas verifikācija
- Prototipu testēšana ar trieciena analīzi
- Pirmo vienību darbības novirzes formas mērīšana
- Ja tiek konstatētas rezonanses, pirms ražošanas modificējiet dizainu
Gadījuma piemērs
Situācija: 75 ZS motors darbina centrbēdzes ventilatoru, pārmērīgs troksnis un vibrācija
- Simptomi: Motora korpusa vibrācija 12 mm/s; gultņu vibrācija tikai 2,5 mm/s
- Biežums: 120 Hz (2 × tīkla frekvence 60 Hz motoram)
- Trieciena tests: Atklātā kadra dabiskā frekvence pie 118 Hz
- Galvenais iemesls: Rāmis rezonē elektromagnētiskās piespiešanas frekvencē
- Risinājums: Pievienoti četri leņķa dzelzs ieliktņi, kas savieno motora kājas ar gala zvaniņiem
- Rezultāts: Rāmja dabiskā frekvence mainīta uz 165 Hz, vibrācija samazināta līdz 3,2 mm/s
- Izmaksas: $200 materiālos salīdzinājumā ar $8,000 motora nomaiņai
Rāmja rezonanse ir izplatīta, bet bieži vien nepareizi diagnosticēta vibrācijas problēma. Atpazīstot raksturīgos simptomus (augsta rāmja vibrācija attiecībā pret gultņu vibrāciju, frekvencei specifiska, atrašanās vietai atkarīga) un pielietojot atbilstošas diagnostikas metodes (trieciena pārbaude, ODS analīze), var rast mērķtiecīgus risinājumus, kas var ievērojami samazināt vibrāciju par nelielām izmaksām.
Kategorijas:
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 