Kas ir strukturālā rezonanse? Atbalsta sistēmas vibrācija • Pārnēsājams balansētājs, vibrācijas analizators "Balanset" drupinātāju, ventilatoru, mulčētāju, kombainu gliemežtransportieru, vārpstu, centrifūgu, turbīnu un daudzu citu rotoru dinamiskai balansēšanai. Kas ir strukturālā rezonanse? Atbalsta sistēmas vibrācija • Pārnēsājams balansētājs, vibrācijas analizators "Balanset" drupinātāju, ventilatoru, mulčētāju, kombainu gliemežtransportieru, vārpstu, centrifūgu, turbīnu un daudzu citu rotoru dinamiskai balansēšanai.

Kas ir strukturālā rezonanse? Atbalsta sistēmas vibrācija

Publicējis admin vietnē

Strukturālās rezonanses izpratne

Definīcija: Kas ir strukturālā rezonanse?

Strukturālā rezonanse ir stāvoklis, kad vibrācija frekvence no rotējošām mašīnām (piemēram, 1× darbības ātrums, 2× no neatbilstība, vai asmens caurlaides frekvence) atbilst dabiskā frekvence nerotējošās atbalsta konstrukcijas, tostarp mašīnas rāmja, pamatplāksnes, pjedestāli, pamatiem vai pat tuvumā esošām konstrukcijām. Kad notiek šī frekvenču saskaņošana, rezonanse pastiprina strukturālo vibrāciju līdz līmenim, kas ievērojami pārsniedz to, ko piedzīvo pašas rotējošās detaļas.

Strukturālā rezonanse ir īpaši problemātiska, jo tā var radīt iespaidu, ka labi līdzsvarotai un pareizi noregulētai mašīnai ir nopietnas vibrācijas problēmas. Augsta vibrācija ir konstrukcijā, kas ne vienmēr norāda uz rotora problēmām, taču konstrukcijas kustība var ietekmēt rotora darbību un laika gaitā izraisīt reālus mehāniskus bojājumus.

Kā rodas strukturālā rezonanse

Rezonanses mehānisms

  1. Ierosmes avots: Rotējošas mašīnas ģenerē periodiskus spēkus (no nelīdzsvarotība, neatbilstība utt.)
  2. Spēka pārraide: Šie spēki tiek pārnesti caur gultņiem uz atbalsta konstrukciju.
  3. Frekvences atbilstība: Ja ierosmes frekvence ≈ strukturālā dabiskā frekvence
  4. Enerģijas uzkrāšana: Struktūra absorbē enerģiju vairāku ciklu laikā
  5. Pastiprināšana: Vibrācijas amplitūda palielinās, to ierobežo tikai strukturālie faktori slāpēšana
  6. Novērotā ietekme: Struktūra vibrē ar 5–50 reizes lielāku amplitūdu nekā parasti radītu ievades spēks

Tipiski frekvenču diapazoni

  • Pamata režīmi: Parasti tipiskiem rūpnieciskiem pamatiem 5–30 Hz
  • Pamatplātnes režīmi: 20–100 Hz atkarībā no izmēra un konstrukcijas
  • Pjedestāla režīmi: 30–200 Hz tipiskiem gultņu balstiem
  • Rāmja/pārsega režīmi: 50–500 Hz lokšņu metāla paneļiem un pārsegiem

Bieži sastopamie rezonanses scenāriji

1X skriešanas ātruma rezonanse

  • Piemērs: Mašīna darbojas ar ātrumu 1800 apgr./min (30 Hz), pamata dabiskā frekvence ir 28–32 Hz
  • Simptoms: Ļoti augsta vibrācija, neskatoties uz labu līdzsvaru
  • Efekts: Pat neliels atlikušais disbalanss rada lielu konstrukcijas kustību
  • Risinājums: Mainīt pamatnes stingrību, pievienot slāpēšanu vai mainīt darbības ātrumu

2X rezonanse (novirzes frekvence)

  • Neatbilstība rada 2× frekvences ierosmi
  • Ja 2× atbilst strukturālajam režīmam, notiek amplifikācija
  • Augsta vibrācija var tikt kļūdaini diagnosticēta kā nopietna nobīde
  • Izlīdzināšanas uzlabošana palīdz, bet nenovērš rezonansi

Lāpstiņas/lāpstiņas caurlaides frekvences rezonanse

  • Ventilatori, sūkņi, turbīnas ģenerē lāpstiņu griešanās frekvenci (N × RPM, kur N = lāpstiņu skaits)
  • Bieži vien 50–500 Hz diapazonā
  • Var ierosināt strukturālos režīmus šajā frekvenču diapazonā
  • Augstas frekvences grabēšana vai dūkšana

Diagnostiskā identifikācija

Strukturālās rezonanses simptomi

  • Nesamērīga vibrācija: Konstrukcijas vibrācija ir daudz augstāka nekā gultņu vibrācija
  • Šaurs ātruma diapazons: Augsta vibrācija tikai pie noteikta ātruma (±5-10%)
  • Virziena atkarība: Spēcīga vienā virzienā, minimāla perpendikulārā virzienā (atbilstoša režīma forma)
  • Atkarība no atrašanās vietas: Vibrācija ievērojami atšķiras pa struktūras virsmu (antinodes pret mezgliem)
  • Minimāla gultņu ietekme: Gultņi un rotors var uzrādīt pieņemamu vibrāciju, kamēr konstrukcija ir smaga.

Diagnostikas testi

1. Trieciena pārbaude (saspiešanas tests)

  • Sitiens ar āmuru uz konstrukcijas, reakcijas mērīšana
  • Identificē visas strukturālās dabiskās frekvences
  • Salīdzināt ar mašīnu darbības frekvencēm
  • Visprecīzākais strukturālās rezonanses tests

2. Mērījumu atrašanās vietas salīdzinājums

  • Vibrācijas mērīšana gultņa korpusā (tuvu avotam)
  • Mērījums pie pjedestāla pamatnes, pamatplātnes, pamatnes
  • Ja konstrukcijas vibrācija >> gultņa vibrācija, tas norāda uz konstrukcijas rezonansi
  • Caurlaidība > 2-3 liecina par rezonanses pastiprināšanu

3. Darbības novirzes forma (ODS)

  • Vibrācijas mērīšana vairākos konstrukcijas punktos vienlaikus
  • Izveidojiet animētu strukturālās kustības vizualizāciju
  • Atklāj, kurš strukturālais režīms ir aktīvs
  • Identificē mezglus un antinodus

Risinājumi un mazināšana

Frekvenču atdalīšana

Mainīt darbības ātrumu

  • Ja iekārta ir mainīga ātruma, darbiniet to prom no rezonanses avotiem.
  • Mainiet motora skriemeļu izmērus, lai pielāgotu ātrumu
  • Izmantojiet VFD, lai izvēlētos nerezonējošu ātrumu
  • Var nebūt praktiski, ja ātrumu nosaka procesa prasības

Modificēt strukturālo dabisko frekvenci

  • Pievienot masu: Pazemina dabisko frekvenci (f ∝ 1/√m)
  • Pievienot stingrību: Paaugstina dabisko frekvenci (f ∝ √k)
  • Noņemt materiālu: Dažos gadījumos masas samazināšana var mainīt rezonansi
  • Strukturāla modifikācija: Pievienojiet stiprinājumus, ieliktņus vai stiegrojumu

Slāpēšanas papildinājums

Ierobežota slāņa slāpēšana

  • Viskoelastīgs slāpēšanas materiāls, kas piestiprināts pie konstrukcijas
  • Efektīvs lokšņu metāla paneļiem un rāmjiem
  • Samazina rezonanses pīķa amplitūdu
  • Komerciāli pieejamas slāpēšanas apstrādes

Noregulēti masas amortizatori

  • Pievienojiet sekundāro masas-atsperes sistēmu, kas noregulēta uz problemātisko frekvenci
  • Absorbē enerģiju, samazina galvenās konstrukcijas vibrāciju
  • Efektīvs, bet prasa rūpīgu projektēšanu un pielāgošanu

Konstrukcijas slāpēšanas materiāli

  • Gumijas spilventiņi vai izolatori stratēģiskās vietās
  • Uz virsmām uzklāti slāpēšanas savienojumi
  • Berzes slāpētāji savienojumos

Izolācija

  • Uzstādiet vibrācijas izolatorus starp mašīnu un pamatni
  • Atvieno mašīnas vibrāciju no konstrukcijas
  • Efektīva, ja izolatora dabiskā frekvence < 0,5 × ierosmes frekvence
  • Nepieciešama rūpīga projektēšana, lai izvairītos no jaunu rezonanses problēmu rašanās

Samazināt ierosmi

  • Uzlabot līdzsvara kvalitāte lai samazinātu 1× ierosmi
  • Precīza izlīdzināšana, lai samazinātu 2x ierosmi
  • Novērst mehāniskas problēmas, samazinot piespiešanas amplitūdas
  • Mazina simptomus, bet neizslēdz rezonanses potenciālu

Profilakse dizainā

Pamatu projektēšanas kritēriji

  • Pamatnes dabiskā frekvence > 2 × maksimālā darba frekvence (izvairieties no iepriekš minētās rezonanses)
  • Vai < 0,5 × minimālā darba frekvence (izolēts pamats)
  • Izvairieties no 0,5–2,0 diapazona, kur iespējama rezonanse.
  • Iekļaut dinamisko analīzi projektēšanas fāzē

Konstrukciju projektēšana

  • Projektējiet atbilstošu stingrību attiecībā pret piespiešanas frekvencēm
  • Izvairieties no viegli noslogotām konstrukcijām, kas ir pakļautas rezonansei
  • Izmantojiet rievojumu un ieliktņus, lai palielinātu biežumu
  • Apsveriet iespēju pievienot iebūvētu slāpēšanu (kompozītmateriāli, savienojumi ar berzi)

Strukturālā rezonanse var pārveidot nelielus vibrācijas avotus par nopietnām problēmām, izmantojot pastiprināšanas efektus. Strukturālo rezonanses identificēšana, veicot trieciena testus un ekspluatācijas mērījumus, apvienojumā ar atbilstošām mazināšanas stratēģijām, ir būtiska, lai sasniegtu pieņemamu vibrācijas līmeni iekārtās, kur strukturālā dinamika būtiski ietekmē kopējo mašīnas vibrācijas uzvedību.

← Atpakaļ uz galveno indeksu

Kategorijas:
WhatsApp