Механик чичиргээний чичиргээ намсгалтыг ойлгох
Сааруулалт гэдэг нь динамик систем дотор чичиргээний энерги сарниж эсвэл бусад хэлбэр рүү — голчлон дулаан болж — хувирдаг үзэгдэл юм. Энэ нь чичиргээ буураад эцэстээ зогсох шалтгаан болдог. Өдөөлтийн эх үүсвэрийг арилгасны дараа. Энгийнээр хэлбэл, чичиргээ намсгалт (демпфер) нь чичиргээнд эсрэгээр үйлчлэх хөдөлгөөний эсэргүүцэл юм. Бодит механик систем бүр тодорхой хэмжээний чичиргээ намсгалттай байдаг; үгүй бол өөрийн байгалийн давтамж дээр өдөөгдсөн бүтэц онолын хувьд хязгааргүй их амплитуд.
1. Тодорхойлолт: Чичиргээ намсгалт (демпфер) гэж юу вэ?
Чичиргээтэй системийн стандарт загварт — масс, хөшүүн чанар ба чичиргээ намсгалт (демпфер) хамтдаа үйлчилдэг — чичиргээ намсгалт (демпфер) нь системээс энергийг зайлуулдаг гуравны нэг л юм. Масс ба хөшүүн чанар энергиэ харилцан солилцдог (кинетикээс потенциал руу, буцаад), тиймээс тэдгээр нь ганцаараа хэлбэлзлийг мөнхөд үргэлжлүүлэх боломжийг олгоно. Чичиргээ намсгалт (демпфер) нь мөчлөг бүр энергийг сарниулж, хөдөлгөөн зогсох хүртэл далайцыг багасгадаг нэр томьёо юм. Энэ шалтгаанаар цохиулсан цагаан толгой тогтмол дуугарахгүйгээр намжиж, машин түр зуурын цохилтын дараа тогтворждог.
2. Машины динамикийн чухал үүрэгтэй чичиргээ намсгалт (демпфер)
Чичиргээ намсгалт нь механик инженерчлэл болон чичиргээний шинжилгээнд үндсэн, маш чухал шинж чанар юм. Үүний гол үүрэг нь дээр чичиргээний далайцыг хянах резонанс. Машины ажиллагааны хурд өөрийн хувийн давтамжуудын нэгт ойртох үед — критик хурд — чичиргээ намсгалт (демпфер) нь чичиргээг сүйтгэх түвшинд өсөхөөс хязгаарладаг цорын ганц хүчин зүйл юм. Сайн намсгалттай (демпфертэй) систем нь критик хурдыг удирдаж болох, хяналттай оргилтойгоор дамжин өнгөрөх боломжтой бол муу намсгалттай (демпфертэй) систем нь ноцтой гэмтэлд орж болно.
Хангалттай чичиргээ намсгалтын гол давуу талууд нь:
- Ноцтой резонансыг сэргийлдэг: критик хурд дээр чичиргээ хяналтаас гарахаас хамгаалах гол арга хэмжээ болдог.
- Системийн тогтвортой байдлыг сайжруулдаг: дотор роторын динамик, чичиргээ намсгалт (демпфер) нь өөрөө өдөөгддөг тогтворгүй байдлаас сэргийлэхэд тусалдаг, тухайлбал oil whirl (тосны эргэлт) ба whip.
- Тогтворжих хугацааг багасгадаг: цохилт эсвэл түр зуурын үзэгдлийн дараа системийг тэнцвэрт байдалд нь илүү хурдан буцаж очих боломжийг олгодог.
- Дуу чимээ ба ядаргааг багасгадаг: нийт чичиргээний түвшинг бууруулснаар чичиргээ намсгалт (демпфер) нь дуу чимээний цацрагийг багасгаж, эргэлтийн ядаргаа эд ангууд дээрх ачааллыг багасгадаг.
3. Чичиргээ намсгалтын (демпферийн) механизмуудын төрлүүд
Энергийг хэд хэдэн аргаар сарниулж болох бөгөөд энэ нь чичиргээ намсгалтын (демпферийн) ялгаатай төрлүүдийг үүсгэдэг.
Нэвчилтэй чичиргээ намсгалт (Viscous damping)
Энэ нь хамгийн түгээмэл загварчлагддаг төрөл юм. Бие шингэн дундуур хөдөлж байхад үүсдэг бөгөөд чичиргээ намсгалтын (демпферийн) хүч нь биеийн хурдтэй пропорциональ байдаг. Классик жишээ нь машины суурилуулах систем дэх шок абсорбер юм. Эргэдэг механизмд шингэний бүрхүүл дэх тосны бүрхүүл (голын хүзүү) холхивчид нэвчилтэй чичиргээ намсгалтын (демпферийн) гол эх үүсвэр бөгөөд өндөр хурдны роторуудын тогтвортой байдлын хувьд чухал ач холбогдолтой; тосны бүрхүүлээр намсгалт хийх демпфер (squeeze-film damper) нь хяналттай зуурамтгай чичиргээ намсгалтыг нэмэх зорилгоор бүтээгдсэн төхөөрөмж юм ротор-холхивчийн систем.
Бүтцийн чичиргээ намсгалт (гистерезисийн чичиргээ намсгалт)
Энэ нь материал хэлбэрээ өөрчлөхөд дотор нь үүсэх дотоод үрэлтээс шалтгаалдаг. Материалыг мөчлөгөөр ачааллахад мөчлөг бүр зарим энерги дулаан болж алдагддаг. Ихэвчлэн бага байдаг ч энэ дотоод чичиргээ намсгалт (демпфер) нь бүх материалын өөрийн гэсэн шинж чанар бөгөөд олон холбоос, бэхэлгээтэй бүтэцтэй бүтээгдэхүүнд чухал ач холбогдолтой болж болно — энэ нь мөн механик сулралт бүтцийн үзэгдэх чичиргээ намсгалтыг (демпферийг) өөрчилдөг шалтгаан юм.
Кулоны чичиргээ намсгалт (хуурай үрэлт)
Энэ нь хоорондоо үрэлцэж буй хоёр хуурай гадаргуугийн үрэлтээс үүсдэг. Чичиргээ намсгалтын (демпферийн) хүч нь ойролцоогоор тогтмол бөгөөд үргэлж хөдөлгөөний чиглэлд эсрэгээр үйлчилдэг. Танил жишээ нь дискт үрэлцэж буй зогсоолтын хавтан юм; механизмд эргэдэг болон тогтмол хэсгүүдийн хооронд санамсаргүй үрэлдэх үүсэх нь өөрийн гэсэн диагностик шинж тэмдэгтэйгээ хамт Кулоны чичиргээ намсгалтыг (демпферийг) оруулж ирдэг.
Аэродинамик чичиргээ намсгалт
Энэ нь агаар эсвэл бусад хий хөдөлж буй биетэд үзүүлэх эсэргүүцэл юм. Энэ нь ихэвчлэн турбины лопатууд эсвэл сэнсийн ажлын хүрд зэрэг том, хурдан хөдөлгөөнтэй бүтцүүдэд л чухал ач холбогдолтой бөгөөд энд аэродинамик хүчнүүд аль хэдийн лопатууд дээр үйлчилж буй
4. Чичиргээ намсгалтыг (демпферийг) хэрхэн хэмжиж, тодорхойлдог вэ?
Чичиргээ намсгалтыг (демпферийг) анхны зарчмуудаас тооцоолох нь ихэвчлэн хэцүү бөгөөд ихэвчлэн туршилтаар тодорхойлогддог. Үүнийг хэд хэдэн холбоотон хэмжигдэхүүнээр тодорхойлдог:
- Чичиргээ намсгалтын харьцаа (ζ, зета): хамгийн түгээмэл хэмжээсгүй хэмжигдэхүүн — системийн бодит чичиргээ намсгалтыг (демпферийг) түүнийг критик намсгалттай (демпфертэй) (хэлбэлзэлгүйгээр тэнцвэрт байдалд буцах) болгоход шаардагдах чичиргээ намсгалттай (демпфертэй) харьцуулсан харьцаа. Типик механик бүтцийн чичиргээ намсгалтын харьцаа нь ойролцоогоор 0.01–0.05 (критикийн 1–5%) байдаг.
- Q фактор (чанарын фактор): систем хэр бага намсгалттай (демпфертэй) болохыг хэмждэг бөгөөд резонансын үеийн чичиргээний өсөлтийг илэрхийлдэг. Өндөр Q нь бага чичиргээ намсгалт (демпфер), хурц, өндөр далайцтай резонансын оргилыг илтгэнэ, Q ≈ 1 / 2ζ.
- Логарифм бууралт: чөлөөт чичиргээний бууралтын хурдаас чичиргээ намсгалтын харьцааг олох арга, жишээлбэл “ring-down” эсвэл цохилтын туршилт.
Бодит амьдралд эдгээр утгуудыг хэмжсэн өгөгдлөөс гаргаж авдаг — жишээлбэл давтамжийн хариу үйлдлийн функцдэх резонансын оргилын өргөнөөс, эсвэл цаг хугацааны долгионы хэлбэр өдөөлт зогссны дараах бууралтын бүрхүүлээс. демпферийн харьцааны тооцоолуур логарифм бууралтын хэмжилт эсвэл хагас чадалын зурвасын уншилтыг шууд ζ болгон хувиргана.
5. Ажлын байран дээрх диагностик болон тэнцвэржүүлэлтэд чичиргээ намсгалт
Машинд чичиргээ намсгалтын эх үүсвэрийг тодорхойлох, ойлгох нь резонансын асуудлыг шийдвэрлэх, урт хугацааны ажиллагааны тогтвортой байдлыг хангахад чухал ач холбогдолтой. Ажлын байран дээр чичиргээ намсгалт нь машин критик хурдаар дамжих үед хэр хурц хариу үйлдэл үзүүлэхийг тодорхойлдог бөгөөд намсгалт багатай резонанс нь тэнцвэргүйдэл асуудал мэт харагдаж эсвэл түүнийг нэмэгдүүлж болно. Зөөврийн Balanset-1A нь амплитуд болонфаз хариу үйлдлийг ажлын хурд хүртэл хурдасгах эсвэл чөлөөт удаашралын явцад бүртгэж, намсгалт багатай резонансыг тэмдэглэдэг хурц оргил, хурдан фазын эсрэг хувирлыг илрүүлнэ. Өндөр чичиргээ нь жинхэнэ тэнцвэргүйдэл болохыг баталгаажуулах нь ажлын байран дээр тэнцвэржүүлэх, хүч нэмэх нь резонансын асуудлыг засах боломжгүй тул чухал шалгалт юм.
6. Чичиргээ намсгалт, хөшүүн чанар, резонанс хамтдаа
Чичиргээ намсгалт хэзээ ч тусдаа үйлчилдэггүй; энэ нь масс, хөшүүн чанартай хамтран машин бүрийн динамик шинж чанарыг тодорхойлдог. Хөшүүн чанар, масс энд хувийн давтамж хаана буурахыг тодорхойлдог бол чичиргээ намсгалт хэр өндөр, хэр хурц хариу үйлдэл машин тэдгээрийн нэгэнд ойрхон ажиллах үед үүсдэг. Ижил хувийн давтамжтай хоёр машин нь нэг нь сайн намсгалттай, нөгөө нь намсгалтгүй бол бүрэн өөр өөрөөр ажиллаж болно — эхнийх нь критик хурдаар гүйлгэнэ, хоёр дахь нь гэмтэл учруулах далайцын эрсдэлтэй. Энэ харилцан үйлчлэл нь резонанс бүрэн зураглалыг ойлгохын тулд зөвхөн хувийн давтамж биш, харин гурван шинж чанарыг мэдэх шаардлагатай.
