Нүүр → Тэнцвэржүүлэлтийн онол, стандарт
Ротор тэнцвэржүүлэлтийн онол: ISO норм, G зэрэглэл, томъёо, тооцоо
Стандартуудын бодитоор хэлдэг бүхэн, математикийг нь харуулан: тэнцвэргүйдэл гэж юу болох энгийн үгээр, төвөөс зугтах хүчний томъёо, статик vs динамик тэнцвэргүйдэл, RMS чичиргээний хурд, ISO 10816 чичиргээний бүсүүд (шахуургыг оруулаад), зөвшөөрөгдөх үлдэгдэл тэнцвэргүйдлийн тооцоотой ISO 1940 / ISO 21940-11 тэнцвэржүүлэлтийн чанарын зэрэглэл, мм/с ↔ dB хөрвүүлэлт, байгалийн давтамж, резонанс — мөн эдгээр бүр бодит талбайн тэнцвэржүүлэх багаж.
- Роторын тэнцвэргүйдэл энгийн үгээр
- Тэнцвэргүйдлээс үүсэх төвдэх хүч
- Статик ба динамик тэнцвэргүйдэл
- Тэнцвэргүйдэл баалингийн наслалтыг хэрхэн богиносгодог вэ
- RMS чичиргээний хурд — энэ юу вэ
- ISO 10816 чичиргээний норм (шахуургыг оруулаад)
- G зэрэглэлийн хүснэгт (ISO 1940 / 21940-11)
- Зөвшөөрөгдөх үлдэгдэл тэнцвэргүйдэл: тооцоо
- Байгалийн давтамж, резонанс
- мм/с-ийг dB болгож хөрвүүлэх
- Түгээмэл асуултууд
1. Роторын тэнцвэргүйдэл гэж юу вэ, энгийн үгээр
Идеал байдлаар роторын масс нь массын төв нь эргэлтийн тэнхлэг дээр яг тохирохоор хуваарилагддаг. Бодит байдалд энэ хэзээ ч бүрэн тохирдоггүй: цутгалгын нүхлэг, боловсруулалтын хазайлт, гагнасан засвар, элэгдсэн эсвэл солигдсон ир, наалдсан шороо, шпонкийн нүхэнд байрлах шпонка — эдгээр бүгд хэдэн грамм нэг тал руу шилжүүлдэг. Энэ массын шилжилт нь тэнцвэргүйдэл.
Ротор зогсож байх зуур тэнцвэргүйдэл харагдахгүй. Эргэх тэр даруйдаа шилжсэн масс тойрог замаар явахаас өөр аргагүй болдог бөгөөд Ньютоны хуулиар валыг гадагш татдаг — эргэлт бүрд нэг удаа, үргэлж “хүнд цэг” рүү чиглэн. Баалин эргэлтийн хүч хүлээж авдаг; тавцан яг эргэлтийн давтамжтай чичиргээ хүлээж авдаг ( 1× бүрэлдэхүүн хэсэг). Энэ ганц өгүүлбэр тэнцвэржүүлэх багаж юу хийдгийн ихэнхийг тайлбарладаг: эргэлт бүрд нэг удаагийн татах хүч хэр их байгааг (далайц), хүнд цэг хаана чиглэж байгааг (фаз).
Тэнцвэргүйдлийг масс, түүний радиусын үржвэрээр тоолдог:
U — тэнцвэргүйдэл [г·мм]; m — шилжсэн масс [г]; r — байрлах радиус [мм]. 100 мм дээрх 10 г = 1,000 г·мм — 50 мм дээрх 20 г шиг яг адилхан хортой.
U-г роторын массад хуваахад дараах утга гарна хувийн тэнцвэргүйдэл e = U/M [г·мм/кг = мкм] — энэ нь массын төв, эргэлтийн тэнхлэгийн хоорондох зайнаас өөр юу ч биш. Энэ жижиг хэмжигдэхүүн нь дараах дахь ISO зэрэглэлүүд рүү холбогч гүүр юм 7-р хэсэг: “сайн тэнцвэржсэн” үйлдвэрийн ротор ихэвчлэн массын төвөө хэдэн арван микрон тэнхлэгийн.
2. Тэнцвэргүйдлээс үүсэх төвөөс зугтах хүч — томъёо, тооцсон тоо
Тэнцвэргүйдэл үүсгэдэг эргэлтийн татах хүч бол энгийн төвөөс зугтах хүч:
F — хүч [Н]; m — тэнцвэргүйдлийн масс [кг]; r — радиус [м]; U — тэнцвэргүйдэл [кг·м]; ω — өнцгийн хурд [рад/с]; n — роторын хурд [эрг/мин].
Хүмүүсийн дутуу үнэлдэг хэсэг бол квадрат ω-аас хамааралтай. 100 г·мм (10 мм дээрх 10 г, эсвэл 100 мм дээрх 1 г) даруухан тэнцвэргүйдлийг авч, хурд түүнд юу хийдгийг ажигла:
| Роторын хурд | ω | 100 г·мм-ээс үүсэх төвөөс зугтах хүч | Эквивалент статик жин |
|---|---|---|---|
| 500 эрг/мин | 52.4 рад/с | 0.27 N | ~28 г |
| 1,500 эрг/мин | 157 рад/с | 2.5 N | ~0.25 кг |
| 3,000 эрг/мин | 314 рад/с | 9.9 N | ~1 кг |
| 6,000 эрг/мин | 628 рад/с | 39.4 N | ~4 кг |
| 12,000 эрг/мин | 1,257 рад/с | 158 N | ~16 кг |
Илүү үйлдвэрийн жишээ: засварын газар бутлуурын дугуйн шинэ алхны бэхэлгээг гагнаад, 200 мм радиус дээр 50 г хүнд үлдээсэн — энэ бол U = 10,000 г·мм. Ажлын 1,500 эрг/мин дээр дугуйн баалин одоо нэмэлт эргэлтийн хүчийг үүрдэг F = 0.01 кг·м × 157² ≈ 246 Н ≈ 25 кг — секундэд 25 удаа валыг тойрч эргэдэг цементийн уут. 2,000 эрг/мин дээр ижил алдаа ~44 кг-аар татдаг.
ω² хуулиас шууд гарах хоёр практик үр дагавар бий:
- Хурд өсөх тусам хүлцэл чангардаг. 500 эрг/мин-ийн бутлуурт хор хөнөөлгүй ижил үлдэгдэл тэнцвэргүйдэл 12,000 эрг/мин-ийн тэнхлэгт сүйтгэлтэй байдаг — энэ бол яг л дараах байдлаар G зэрэглэл баригддаг;
- “Зөвхөн бүтэн хурдад чичирдэг” гэдэг бол хүлээгдэж буй физик, нууц биш: хагас хурдад хүч дөрөвний нэг байдаг. (Хэрэв чичиргээ үсэрдэг нарийн эргэлтийн зурваст пропорциональ бус их байвал, энэ өөр үзэгдэл — резонанс.)
3. Статик ба Динамик тэнцвэргүйдэл — нэг хавтгай эсвэл хоёрыг шийддэг ялгаа
Тэнцвэргүйдэл хоёр анхдагч хэлбэрээр байдаг бөгөөд ялгаа нь академик асуудал биш: энэ нь нэг засварын жин хангалттай эсвэл хоёр хавтгай шаардлагатай эсэхийг шийддэг.
- Статик тэнцвэргүйжил — хүнд цэг үнэн хэрэгтээ нэг тэнхлэгийн байрлалд байдаг; массын төв хажуу тийш шилждэг. Чөлөөт тулгуур дээр зогссон ротор өөрөө хүнд тал нь доош эргэдэг (тиймээс “статик” — эргүүлэлгүйгээр олж болно). Нэг хавтгайд нэг жин үүнийг засдаг (статик / нэг хавтгайгаар тэнцвэржүүлэлт).
- Моментийн / динамик тэнцвэргүйдэл — роторын эсрэг талд, 180° зөрүүтэй хоёр тэнцүү хүнд цэг. Тайван байдалд тэдгээр хоорондоо цуцлагддаг: ротор статикаар тэнцвэртэй бөгөөд эргэхгүй. Эргэлтэд тал бүр өөрийн замаар татдаг, хагас эргэлтийн зөрүүтэй — ротор савладаг, тулгуурууд эсрэг фазаар чичирдэг. Энэ нь моментийн тэнцвэргүйдэл илрүүлж болно зөвхөн эргэлтэд мөн засварлаж болно зөвхөн хоёр хавтгайд жингээр. Бодит роторууд хоёр хэлбэрийг хослуулан агуулдаг, тиймээс урт роторуудыг нэг нэгдсэн тооцоо болгож хоёр хавтгайд тэнцвэржүүлдэг — бүрэн аргыг дараах хэсэгт хамарсан Динамик тэнцвэржүүлэлт тайлбарласан.
| Статик тэнцвэргүйжил | Динамик (моментийн) тэнцвэргүйдэл | |
|---|---|---|
| Тайван байдалд илэрдэг үү? | Тийм ээ — ротор хүнд тал руугаа эргэдэг | Үгүй — зөвхөн эргэлтэд илэрдэг |
| Тулгуурын чичиргээ | Хоёр тулгуур ижил фазтай | Тулгуурууд фазаас гарсан (ротор “савладаг”) |
| Засвар | 1 жин, 1 хавтгай | 2 жин, 2 хавтгай, хамтдаа шийддэг |
| Ерөнхий дүрэм | Rotor width < ~1/2 of diameter (in practice 1/3) → one plane usually suffices; longer → two planes (ISO 21940-11) | |
4. Тэнцвэргүйдэл баалинд юу хийдэг вэ: наслалтын шоо хууль
Дараах зүйлээс үүсэх төвөөс зугтах хүч 2-р хэсэг алга болдоггүй — баалингийн хэмжээ тодорхойлохдоо тооцсон жин, процессын ачаанд нэмэлт эргэлтийн ачаа болж ирдэг. Бөмбөлөгт баалингийн ядаргааны наслалт сонгодог үнэлгээний тэгшитгэлийг дагадаг:
C — баалингийн динамик ачааллын үнэлгээ; P — бодитоор хэрэглэгдэж буй эквивалент динамик ачаа.
Ачаа шоо зэрэгтэй ордог тул шоо зэрэгтэй (эсвэл улам дор), даруухан харагдах тэнцвэргүйдлийн хүч эрс их наслалтын алдагдал болж хувирдаг:
| Тэнцвэргүйдлээс үүсэх нэмэлт динамик ачаа | Үлдсэн баалингийн наслалт (бөмбөлөгт, p = 3) |
|---|---|
| +10 % | ≈ 75% |
| +26 % | ≈ 50% |
| +50 % | ≈ 30% |
| +100% (ачаа хоёр дахин) | ≈ 12% |
Дээрх бутлуурын жишээнд, мартагдсан 200 мм дээрх 50 г нь ~250 Н эргэлтийн ачаа нэмсэн. 1 кН ачаалалтай дугуйны баалингийн хувьд энэ нь +25% — нэг болхи засвар үйлчлэлийн наслалтыг ойролцоогоор хагасаар бууруулдаг. Мөн баалин зөвхөн эхний хохирогч; ижил чичиргээ боолт сулруулдаг, гагнуур, тавцангийн ан цавыг нээдэг, холбоос, бельтийг элэгддэг, машины боловсруулалтын гүйцэтгэлийг бүрхэг болгодог. Тэнцвэргүйдэл → хүч → ядаргаа гэсэн энэ гинжин хэлхээ бол тэнцвэржүүлэлт гоо сайхны бус засвар үйлчилгээ болохыг харуулдаг.
5. RMS чичиргээний хурд: бодитоор юуг хэмждэг вэ
Чичиргээг шилжилт (мкм), хурд (мм/с), эсвэл хурдатгал (м/с²) -ээр тодорхойлж болно. Машины төлөв байдлын стандартууд чичиргээний хурд, учир нь энэ нь хамгийн хортой дунд давтамжийн зурвасыг хамгийн жигд жинлэдэг — тодруулбал өөрийн RMS утга (квадрат дундажийн язгуур):
RMS нь хэмжилтийн цонхон дахь дохионы “энергийн дундаж” — ISO 10816/20816-ийн хязгаарууд иш татдаг хэмжигдэхүүн юм.
Яагаад оргил биш RMS вэ? Жинхэнэ чичиргээний дохио бол хольц: 1× тэнцвэргүйдлийн синус нэмэх гармоник, баалингийн шуугиан, санамсаргүй оргилууд. Оргилууд тэсрэлттэй хэлбэлздэг; RMS нь дохионы жинхэнэ энергийн агуулгыг интеграцчилж, хэмжилт бүрд найдвартай давтагддаг — норм эсвэл “өмнөх” утгатай харьцуулахад яг энэ хэрэгтэй. (Оргилын утга цохилтын шинжилгээнд одоо ч чухал; тэнцвэржүүлэлт, төлөв байдлын үнэлгээнд RMS давамгайлдаг.)
Практикт хэрхэн хэмждэг вэ: баалингийн тавцан дээрх хурдатгал мэдрэгч (радиал чиглэл, цэвэр хавтгай цэг дээрх соронзон бэхэлгээ), дохиог хурдад интеграцчилсан, стандарт 10–1,000 Гц зурваст хязгаарласан, хэдэн арван эргэлтийн дундажаар тооцсон RMS. Balanset-1A виброметрийн дэлгэц дээр чухал гурван тоог зэрэгцүүлж харна: нийт RMS (бүх шалтгаан хамтдаа), дараах 1× бүрэлдэхүүн хэсэг (тэнцвэржүүлэлтээр арилгаж болох хэсэг — фазтай нь), мөн эрг/мин. Хэрэв нийт 6 мм/с боловч 1× хэсэг нь ердөө 1 мм/с бол тэнцвэржүүлэлт тэр машиныг засахгүй — тэнцвэргүйдлээс өөр зүйл түүнийг чичирдэг.
6. ISO 10816 / 20816-ийн чичиргээний норм — шахуургыг оруулаад
ISO 10816 (одоо ISO 20816 болж нэгтгэгдэж байгаа) операторын дараах асуултад хариулдаг: “энэ хэмжээний чичиргээ зөвшөөрөгдөх үү?” Энэ нь эргэдэггүй хэсгүүд (баалингийн тавцан) дээр хэмжсэн RMS чичиргээний хурдаар угсарсан машиныг үнэлж, үр дүнг дөрвөн бүсэд ангилдаг:
| Бүс | Утга | Ердийн заавар (дунд машин) |
|---|---|---|
| A | Шинэ машины нөхцөл | ~1.4 мм/с хүртэл |
| B | Хязгаарлалтгүй урт хугацааны ажиллагаанд зөвшөөрөгдөхүйц | 1.4 – 2.8 мм/с |
| C | Урт хугацаанд ажиллуулахад тохиромжгүй — засвар төлөвлө | 2.8 – 4.5 мм/с |
| D | Чичиргээ гэмтэл учруулж байна — одоо арга хэмжээ ав | 4.5 mm/s-ээс дээш |
Тодруулбал шахуургад (ISO 10816-3 Бүлэг 2: 15–300 кВт-ийн машинууд, мөн ротодинамик шахуургад ISO 10816-7), бүсийн хилийн утга суурийн төрлөөс хамаарна — хатуу эсвэл зөөлөн:
| Шахуурга дээр… | A/B бүсийн хязгаар | B/C бүсийн хязгаар | C/D бүсийн хил |
|---|---|---|---|
| Хатуу тулгуур (бетон суурин) | 1.4 мм/с | 2.8 мм/с | 4.5 мм/с |
| Уян тулгуур (хүрээ, пүрштэй бэхэлгээ) | 2.3 мм/с | 4.5 мм/с | 7.1 мм/с |
Том машинуудад (>300 кВт, ISO 10816-3 Бүлэг 1) пропорциональ зөөлөн хязгаар тавьдаг (2.3 / 4.5 / 7.1 мм/с хатуу, 3.5 / 7.1 / 11 мм/с зөөлөн). Хэрэв заасан бол машины үйлдвэрлэгчийн өөрийн хязгаарыг үргэлж шалга — энэ нь ерөнхий хүснэгтийг давамгайлдаг.
Хүснэгтийг академик биш ашигтай болгодог гурван талбайн дүрэм:
- Баалин дээр, гурван чиглэлд хэмж боломжтой газарт (хэвтээ, босоо, тэнхлэгийн) — норм хамгийн өндөр заалтад хамаарна;
- Хэмжээг бус, чиг хандлагыг дүгнэ. Олон жил 1.8 мм/с-д ажилласан, одоо 3.4 мм/с харуулж буй шахуурга “зөвшөөрөгдөх” хэвээр байгаа ч анхаарал татах ёстой;
- Хөдөө аж ахуй, зөөврийн техникийг зөөлнөөр үнэлдэг — угаас уян хэлбэртэй хүрээтэй бутлуур, хадуур ~7 мм/с хүртэл хэвийн гэж тооцогддог; тэнд шахуургын зэрэглэлийн тоог хөөх нь дэмий хүч зарцуулах явдал (дэлгэрэнгүй мэдээллийг хүлцлийн бүлэг).
7. Тэнцвэржүүлэлтийн чанарын G зэрэглэл — ISO 1940 / ISO 21940-11 хүснэгт
ISO 10816 ажиллаж буй машиныг үнэлдэг бол, ISO 1940-1 (ISO 21940-11-ээр орлуулагдсан, агуулга нь үндсэндээ өөрчлөгдөөгүй) дараах зүйлийг үнэлдэг ротор өөрөө: тэнцвэржүүлсний дараа хэр их үлдэгдэл тэнцвэргүйдэл үлдэж болох. Хүлцлийг дараах байдлаар илэрхийлдэг тэнцвэржүүлэлтийн чанарын ангилал G, хувийн тэнцвэргүйдэл, өнцгийн хурдны үржвэрээр тодорхойлогддог:
e_per — зөвшөөрөгдөх хувийн тэнцвэргүйдэл (массын төвийн шилжилт) [мм]; ω — өнцгийн хурд [рад/с]. Үржвэр нь хурд юм — тиймээс зэрэглэлүүд мм/с нэгжтэй байдаг.
Энэ тодорхойлолтын дадал: нэг G тоо бүх хурдыг хамардаг. G 6.3-д тэнцвэржсэн роторын массын төв нь тэнхлэгтэй хангалттай ойрхон байдаг тул тэнцвэргүйдлээс үүссэн хурд 6.3 мм/с байдаг — эргэлтээс үл хамааран. Ротор хурдан байх тусам → ω их болно → зөвшөөрөгдөх шилжилт e_per пропорциональ бага болно. Стандарт зэрэглэлүүд, тэдгээрийн ердийн хэрэглээ:
| Зэрэглэл | Ердийн роторын төрлүүд (ISO 21940-11-ийн дагуу) |
|---|---|
| G 40 | Машины дугуй, дугуйны хүрээ, бага хурдны тээврийн хэрэгслийн хөтлөгч вал |
| G 16 | Карданы/хөтлөгч вал, хөдөө аж ахуйн техникийн ротор, бутлуурын эд анги, хөдөлгүүрийн бие даасан эд анги |
| G 6.3 | Үйлдвэрийн стандарт: сэнс, түлхэгч, шахуурга, ерөнхий цахилгаан хөдөлгүүр, машины эд анги, дугуй, шкив, тэнхлэгийн дугуй, центрифуга |
| G 2.5 | Хий, уурын турбин, хатуу турбо-генераторын ротор, машины хөтлөгч, тусгай шаардлагатай дунд/том цахилгаан хөдөлгүүр |
| G 1 | Өнгөлгөөний машины хөтлөгч, соронзон бичлэг, дуут хуанлийн хөтлөгч, жижиг нарийвчлалын якорь |
| G 0.4 | Нарийвчлалын өнгөлгөөний тэнхлэг, гироскоп |
Зэрэглэл физикийн хувьд юу гэсэн үг болохыг e_per-ээр мэдрэхэд хамгийн амархан. 3,000 эрг/мин (ω = 314 рад/с) дээр G 6.3 зэрэглэл e_per = 6.3 / 314 = 0.02 мм = 20 мкм: “хэвийн тэнцвэржсэн” 3,000 эрг/мин-ийн роторын массын төв нь өөрийн тэнхлэгээс миллиметрийн хоёр зуутын дотор байрладаг. G 1 ижил хурдад ердөө 3 мкм зөвшөөрдөг. Тиймээс тэнцвэржүүлэх багаж хэрэгсэл, авбан, тахометрийн тэмдгийн байрлал хүртэл ийм нарийвчлалтай хийгддэг — ийм жижиг шилжилтэд бүх зүйл чухал.
8. Зөвшөөрөгдөх үлдэгдэл тэнцвэргүйдэл: ISO 1940 тооцоо алхам алхмаар
Ажил бүр дараах практик асуултаар төгсдөг: “хэдэн грамм-миллиметр үлдэж болох вэ?” Зэрэглэлийн тодорхойлолтоос нэг томъёо үүнд хариулна:
G — зэрэглэл [мм/с]; M — роторын масс [кг]; n — ажлын хурд [эрг/мин]. 9549 = 1000 × 60/2π тогтмол нь нэгжийг хөрвүүлдэг. Хоёр хавтгайн тэнцвэржүүлэлтэд үр дүнг хавтгайдуудад хуваадаг — тэгш хэмтэй роторуудад ихэвчлэн 50/50.
-
Зэрэглэлээ сонго
Дээрх ISO 21940-11 хэрэглээний хүснэгтээс — жишээ нь, үйлдвэрийн сэнсний импеллер → G 6.3.
-
Масс, ажлын хурдаа оруул
Сэнсний ротор M = 80 кг, n = 3,000 эрг/мин: U_per = 9549 × 6.3 × 80 / 3000 = ≈ 1,604 г·мм нийт.
-
Засварын хавтгайдуудад хуваасан
Тэгш хэмтэй ротор, хоёр хавтгай → ≈ 802 г·мм хавтгай бүрд. (Ижил ротор хөдөө аж ахуйн G 16 зэрэглэлд тэнцвэржвэл хавтгай бүрд ≈ 2,037 г·мм зөвшөөрөгдөх байсан — зэрэглэлүүд шугаманаар масштаблагддаг.)
-
Өөрийн радиус дээр граммаар хөрвүүл
Засварын радиус 250 мм → үлдэгдэл хүнд цэг 802 / 250 ≈-аас доош байх ёстой 3.2 г хавтгай бүрд. Энэ бол шалгалтын гүйлтийн дараа багажийн мэдээлдэг тоотой харьцуулах тоо юм.
Машин дээр үүнийг гараар тооцох шаардлагагүй: ижил тооцоолуур Balanset программ хангамжид суулгасан байдаг — масс, хурд, зэрэглэлээ оруулаад, хүлцэл нь үр дүнгийн цонхон дахь хэмжсэн үлдэгдэл тэнцвэргүйдлийн хажууд гарч ирдэг. Үнэгүй онлайн хувилбар энд байна: ISO 21940-11 үлдэгдэл тэнцвэргүйдлийн тооцоолуур.
Багаж эдгээр тооцоог чиний өмнөөс хийдэг
Balanset-1A хоёр суваг + фазыг хэмждэг, нөлөөллийн коэффициентийн аргаар засварын массыг тооцдог, үр дүнг ISO 21940-11 хүлцлийн эсрэг шалгаад тайлан хэвлэдэг — үүнийг €1,975, программ хангамжийн шинэчлэлт насан туршид үнэгүй. Энэ хуудасны онол яг л түүний дэлгэцүүд хэрэгжүүлдэг зүйл юм.
9. Байгалийн давтамж, резонанс — тэнцвэржүүлэгч бүрийн таарах занга
Байгууламж бүр — ротор, тулгуур, хүрээ, суурь — дараах зүйлтэй хувийн давтамжууд: цохилтын дараа “хэлбэлзэхийг хүсдэг” давтамж, хатуулаг, массаар тодорхойлогддог (хамгийн энгийн загварт, f_n = (1/2π)·√(k/m)). Роторын хурд байгалийн давтамжид ойртох тусам эргэлт бүрд нэг удаа ирдэг тэнцвэргүйдлийн хүч байгууламжийн өөрийн хэлбэлзэлтэй нийлж, түлхэлт бүр өмнөх дээрээ нэмэгддэг. Энэ бол резонанс: далайц үржигдэнэ (зөвхөн намжаалтаар хязгаарлагдана), фаз хэт хэлбэлзэнэ, тэнцвэржүүлэлтийн тулгуур шугаман арифметик нурна.
Тэнцвэржүүлэлтийн ажлын үеэр резонанс хэрхэн өөрийгөө илчилдэг:
- эргэлтийн бага өөрчлөлт (50–100 эрг/мин) чичиргээг хэд дахин өөрчилдөг;
- фазын заалт тогтворжихгүй, эсвэл хурд хэдхэн эрг/мин зөрөхөд үсэрдэг;
- тооцоолсон жинг суулгасны дараа чичиргээ нэмэгддэг — дараагийн гүйлт улам их масс шаарддаг;
- чичиргээ илүү их байна холдуулах роторын (шат, хамгаалалт, кабин) хэсэгт баалингаас илүү — механик элемент резонансад орсон, ротор биш.
Багажаар байгалийн давтамжийг хэрхэн олох вэ: RunDown график
Хамгийн хурдан талбайн арга нэмэлт тоног төхөөрөмж шаарддаггүй: машиныг ажлын хурдад аваачаад, хөтлөгчийг тас, ротор эргэх зуур далайц, фазыг тасралтгүй бичихийг багажид зөвшөөр эргэлт буурна хурдны бүх зурвасаар. Balanset программ хангамж хоёуланг эргэлтийн эсрэг зурдаг (RunDown график). Үүнийг нэг харцаар унших боломжтой:
- тус бүр далайцын оргил буурч буй замд роторын дайрсан байгалийн давтамжийг тэмдэглэдэг;
- ижил хурдад фазын муруй огцом хазайдаг (резонансыг дамжих үед ~180° савлагаа) — энэ бол ачааллын нөлөө биш, жинхэнэ резонанс болохын сонгодог баталгаа;
- оргилуудын хоорондох тайван хотгор чиний аюулгүй тэнцвэржүүлэх хурд юм.
Мэдлэгээ юунд ашиглах вэ:
- Резонансын бүсээс гадуур тэнцвэржүүл — ихэвчлэн эхний оргилоос тодорхой доогуур эсвэл оргилуудын хоорондох хотгорт. Бутлуурын практик: 600–900 эрг/мин-д бүдүүн тэнцвэржүүлээд, дараа нь ажлын хурдад шалга;
- Цуврал ажиллагааны гүйлт бүрийг ижил хурдад хадгал (±100 эрг/мин) — резонансын ойролцоо 2–3 эрг/мин-ийн зөрүү ч далайц, фазыг мэдэгдэхүйц өөрчилдөг;
- Туршилтын тавцан, DIY стенд, геометрийг зориудаар зохион бүтээ: зөөлөн (резонансын доогуур) тавцан байгалийн давтамжаа 2–3 дахин доор тэнцвэржүүлэх хурдыг — гараар харагдахуйц савладаг пүрштэй тулгуур яг үүнд хүрдэг;
- Хэрэв ажлын хурд өөрөө резонанс дээр байвал, тэнцвэржүүлэлт бол түр зуурын арга хэмжээ — жинхэнэ засвар бол байгалийн давтамжийг холдуулахын тулд хатуулаг, эсвэл массыг өөрчлөх (хүрээг бэхжүүлэх, өөр бэхэлгээ хийх) юм.
10. мм/с-ийг dB (чичиргээний хурдны түвшин) болгож хөрвүүлэх
Чичиргээний өгөгдөл заримдаа децибелээр ирдэг — хуучин Зүүн Европын норм, зарим анализатор, барилгын чичиргээний тайлан логарифм масштаб ашигладаг. Хөрвүүлэлт бол хэмжилт биш, тодорхойлолт юм:
v — хэмжсэн RMS хурд; v₀ — лавлагаа хурд. 5·10⁻⁸ м/с нь чичиргээний оношилгооны практикт (ГОСТ/хуучин ISO уламжлал) хэрэглэгддэг лавлагаа; ISO 1683 нь зарим акустикийн хэрэглээнд 10⁻⁹ м/с-ийг ч бас жагсаадаг — dB иш татахдаа лавлагааг үргэлж заана уу.
Нийтлэг лавлагаа v₀ = 5·10⁻⁸ м/с дээрх ашигтай хөрвүүлэлт:
| RMS хурд | Түвшин | Хаана таарах вэ |
|---|---|---|
| 0.5 мм/с | 80 dB | Гайхалтай жижиг машин |
| 1.0 мм/с | 86 dB | A бүс, сайн төлөв байдал |
| 2.8 мм/с | 95 dB | A/B → B/C бүсийн хилийн муж |
| 4.5 мм/с | 99 dB | C/D бүсийн хил (дунд машин) |
| 7.1 мм/с | 103 dB | Зөөлөн тулгуурын C/D хил |
| 10 мм/с | 106 dB | Хүнд — эвдрэлийн бүс |
Хоёр эмпирик дүрэм масштабыг ойлгомжтой болгодог: +6 dB = хурд хоёр дахин, +20 dB = арав дахин хурдыг илэрхийлдэг. Тиймээс тэнцвэржүүлсний дараа 99 dB-ээс 86 dB болсон машин чичиргээгээ ~4.5 дахин бууруулсан — логарифм масштаб том сайжруулалтыг даруухан харагдах тоо болгож шахдаг, тиймээс үйлчлүүлэгчийн тайланд мм/с илүү ойлгомжтой байдаг.
11. Түгээмэл асуултууд
Роторын тэнцвэргүйдэл энгийн үгээр юу вэ?
Тэнцвэргүйдэл гэдэг нь роторын массын төв нь эргэлтийн тэнхлэг дээр яг тохирохгүй байхыг хэлдэг — нэмэлт масс нэг талд байрладаг. Тайван байдалд харагдахгүй; эргэлтэд шилжсэн масс эргэлт бүрд валыг гадагш татдаг, эргэлтийн давтамжтай яг тэнцүү машиныг чичрүүлдэг эргэлтийн төвөөс зугтах хүч үүсгэдэг (1× бүрэлдэхүүн хэсэг). Энэ нь масс × радиус (г·мм) болж хэмжигддэг бөгөөд жин нэмэх, хасах замаар засагддаг.
Тэнцвэргүйдлээс үүсэх төвөөс зугтах хүчний томъёо юу вэ?
F = m·r·ω² = U·ω², энд U = m·r нь тэнцвэргүйдэл, ω = 2πn/60 нь өнцгийн хурд. Хүч эргэлтийн квадратаар өсдөг: 100 г·мм нь 3,000 эрг/мин-д ~1 кг эргэлтийн хүч, харин 12,000 эрг/мин-д ~16 кг үүсгэдэг. Энэ квадрат хууль нь хурд өсөх тусам тэнцвэржүүлэлтийн хүлцэл яагаад чангарч байгааг тайлбарладаг.
Статик болон динамик тэнцвэржүүлэлтийн ялгаа юу вэ?
Статик тэнцвэргүйдэл нь нэг үр дүнтэй хүнд цэг: зогссон ротор чөлөөт тулгуур дээр хүнд тал нь доош эргэдэг, нэг хавтгайд нэг жин үүнийг засдаг. Динамик (моментийн) тэнцвэргүйдэл нь эсрэг талд, 180° зөрүүтэй хүнд цэгүүд: ротор тайван байдалд тэнцвэртэй ч эргэлтэд савладаг, зөвхөн эргэж байхад л илрүүлж, хоёр хавтгайд жингээр засах боломжтой. Бодит роторууд хоёуланг хослуулдаг, тиймээс урт роторуудыг нэг тооцоо болгож хоёр хавтгайд тэнцвэржүүлдэг.
Тэнцвэргүйдэл баалингийн ашиглалтын хугацаанд хэрхэн нөлөөлдөг вэ?
Төвөөс зугтах хүч баалингийн динамик ачаа P дээр нэмэгддэг, бөмбөлөгт баалингийн наслалт L₁₀ = (C/P)³ томъёог дагадаг — ачаа шоо зэрэгтэй ордог. Ойролцоогоор: +10% ачаа ≈ −25% наслалт, +26% ≈ −50%, ачааг хоёр дахин нэмэхэд наслалтын зөвхөн ~12% үлддэг. Баалингаас гадна ижил эргэлтийн хүч бэхэлгээг сулруулдаг, ан цавыг тараадаг, холбоосыг элэгддэг.
RMS чичиргээний хурд гэж юу вэ, хэрхэн хэмждэг вэ?
RMS (квадрат дундажийн язгуур) чичиргээний хурд нь мм/с-ийн хурдны дохионы энергийн дундаж — ISO 10816/20816-ийн стандарт хэмжигдэхүүн юм. Цэвэр синусын хувьд энэ нь оргилын 0.707-той тэнцдэг. Баалингийн тавцан дээрх хурдатгал мэдрэгчээр (радиал чиглэлд) хэмжигддэг, дохиог 10–1,000 Гц-ийн зурваст хурдад интеграцчилж, олон эргэлтэд дундажилдаг; хоёр сувгийн багаж хоёр баалинг зэрэг унших бөгөөд тэнцвэржүүлэлтээр арилгаж болох 1× бүрэлдэхүүн хэсгийг тусад нь ялгадаг.
Шахуургын хувьд ISO 10816 чичиргээний норм ямар вэ?
15–300 кВт-ийн шахуургад (ISO 10816-3 Бүлэг 2), бүсийн хилийн утга хатуу тулгуурт 1.4 / 2.8 / 4.5 мм/с RMS, зөөлөн тулгуурт 2.3 / 4.5 / 7.1 мм/с байдаг — A бүс эхний утга хүртэл, B бүс хоёр дахь утга хүртэл (урт хугацаанд зөвшөөрөгдөх), C бүс гурав дахь утга хүртэл (удахгүй засах хэрэгтэй), D бүс түүнээс дээш (эвдрэлийн эрсдэл). Том машинуудад пропорциональ өндөр хязгаар тавьдаг; үйлдвэрлэгчийн тогтоосон хязгаар ерөнхий хүснэгтийг давамгайлдаг.
ISO 1940 дахь G тэнцвэржүүлэлтийн чанарын зэрэглэл юу гэсэн үг вэ?
G зэрэглэл (мм/с-ээр) нь зөвшөөрөгдөх хувийн тэнцвэргүйдлийг өнцгийн хурдаар үржүүлсэнтэй тэнцүү: G = e_per·ω. Ердийн хуваарилалт: G 40 — машины дугуй; G 16 — карданы вал, хөдөө аж ахуйн ротор; G 6.3 — сэнс, шахуурга, ерөнхий хөдөлгүүр, дугуй (үйлдвэрийн стандарт); G 2.5 — турбин, машин; G 1–G 0.4 — нарийвчлалын тэнхлэг. ω тодорхойлолтод орж ирдэг тул хурд нэмэгдэх тусам ижил зэрэглэл цөөн г·мм зөвшөөрдөг.
ISO 1940-ийн дагуу зөвшөөрөгдөх үлдэгдэл тэнцвэргүйдлийг хэрхэн тооцох вэ?
U_per = 9549 · G · M / n, энд G нь мм/с-ээр зэрэглэл, M нь роторын масс кг-аар, n нь эргэлт эрг/мин-ээр — үр дүн г·мм-ээр гарч, хоёр засварын хавтгайд хуваагддаг (ихэвчлэн 50/50). Жишээ: 80 кг сэнс 3,000 эрг/мин, G 6.3 → 9549×6.3×80/3000 ≈ 1,604 г·мм нийт ≈ 802 г·мм хавтгай бүрд; 250 мм засварын радиус дээр энэ нь ойролцоогоор 3.2 г. Онлайн хэрэгсэл: vibromera.eu дээрх ISO 21940-11 тооцоолуур.
Тэнцвэржүүлэх үед байгалийн давтамжийг хэрхэн олж, резонансаас хэрхэн зайлсхийх вэ?
Зогсолтын (RunDown) график бич: машиныг ажлын хурдад хүргэ, хөтлөгчийг тас, буурч буй эргэлтийн эсрэг далайц, фазыг бүртгэ. Огцом фазын хазайлттай хамт ирдэг далайцын оргил бүр байгалийн давтамжийг тэмдэглэнэ; оргилуудын хоорондох хотгор нь аюулгүй тэнцвэржүүлэх хурд юм. Резонанс дээр байгаагийн шинж: 50–100 эрг/мин-ийн өөрчлөлт чичиргээг хэд дахин өөрчилдөг, фаз тогтворжихгүй, тооцоолсон жин байдлыг улам дордуулдаг. Бүсүүдээс гадуур тэнцвэржүүл, эсвэл резонансыг холдуулахын тулд байгууламжийн хатуулгыг өөрчил.
Чичиргээний хувьд мм/с-ийг dB болгож хэрхэн хөрвүүлэх вэ?
L_v = 20·log₁₀(v/v₀), энд лавлагаа v₀ = 5·10⁻⁸ м/с чичиргээний оношилгооны практикт хэрэглэгддэг: 1 мм/с ≈ 86 dB, 4.5 мм/с ≈ 99 dB, 10 мм/с ≈ 106 dB. +6 dB нь хурдыг хоёр дахин, +20 dB нь арав дахин нэмэгдүүлснийг санаарай; заримдаа акустикийн стандартууд 10⁻⁹ м/с ашигладаг тул лавлагаа утгыг үргэлж заана уу.
