Memahami Resonans Bingkai
Definisi: Apakah Resonans Bingkai?
Resonans bingkai adalah jenis tertentu resonans struktur di mana rangka struktur, perumah, selongsong atau penutup mesin itu sendiri bergetar pada salah satu frekuensi semula jadi sebagai tindak balas kepada pengujaan daripada komponen berputar. Tidak seperti resonans asas atau kekaki yang melibatkan struktur sokongan, resonans bingkai melibatkan badan mesin itu sendiri—besi tuang atau struktur keluli fabrikasi yang merangkumi elemen berputar.
Resonans bingkai adalah perkara biasa dalam jentera dengan perumah yang besar dan ringan seperti kipas, peniup, pam dan motor. Ia biasanya menjelma sebagai bunyi yang berlebihan, getaran penutup atau panel yang boleh dilihat dan tinggi getaran bacaan pada bingkai yang tidak seimbang dengan getaran rotor sebenar.
Situasi Resonans Bingkai Biasa
Rangka Motor dan Penjana
- Frekuensi semula jadi: Biasanya 50-400 Hz bergantung pada saiz dan pembinaan
- Keterujaan: 1× (tidak seimbang), 2× frekuensi talian (120 Hz untuk motor 60 Hz), daya elektromagnet
- simptom: Getaran bingkai jauh lebih tinggi daripada getaran galas; dengungan atau dengungan yang boleh didengari
- Keterukan: Boleh menjadi 5-10× getaran lebih tinggi pada bingkai daripada pada galas
Perumahan Kipas dan Blower
- Frekuensi semula jadi: 20-200 Hz untuk peminat industri biasa
- Keterujaan: Kekerapan hantaran bilah (bilangan bilah × RPM)
- simptom: Panel perumahan bergetar dengan kuat; bunyi aerodinamik yang kuat
- ciri: Hanya boleh berlaku pada kelajuan atau keadaan aliran tertentu
Selongsong Pam
- Frekuensi semula jadi: 30-300 Hz bergantung pada reka bentuk selongsong
- Keterujaan: Kekerapan hantaran ram, denyutan hidraulik
- simptom: Getaran selongsong, bunyi bising, potensi retak keletihan
- Gandingan Hidraulik: Selongsong berisi bendalir boleh menggandingkan getaran pemutar dan selongsong
Perumahan Kotak Gear
- Pengujaan frekuensi mesh gear
- Frekuensi semula jadi bingkai sering bertindih dengan frekuensi jaringan
- Ciri gear kuat merengek apabila bergema
Tandatangan dan Pengesanan Getaran
Gejala Ciri
- Bergantung Lokasi: Getaran berbeza-beza secara mendadak pada permukaan bingkai (10× perbezaan biasa)
- Galas lwn. Bingkai: Getaran bingkai >> getaran galas (mungkin 3-10×)
- Kekerapan Khusus: Hanya pada frekuensi resonans; frekuensi lain normal
- Sensitif Kelajuan: Teruk dalam julat kelajuan sempit (±10-20% kelajuan resonans)
- Pergerakan Visual: Pergerakan bingkai selalunya boleh dilihat dengan mata kasar
Ujian Diagnostik
Ujian Kesan (Bump).
- Rangka pukul dengan palu getah atau tukul beralat
- Ukur tindak balas dengan pecutan
- Kenal pasti bingkai frekuensi semula jadi daripada puncak dalam tindak balas frekuensi
- Bandingkan dengan frekuensi operasi (1×, 2×, hantaran bilah, dsb.)
Tinjauan Pecutan Kembara
- Ukur getaran pada banyak titik merentasi bingkai semasa beroperasi
- Cipta peta getaran yang menunjukkan kawasan tinggi dan rendah
- Corak mendedahkan bentuk mod (membongkok, memusing, membengkokkan panel)
- Mengenal pasti antinod (gerakan maksimum) dan nod (gerakan minimum)
Pengukuran Fungsi Pemindahan
- Ukur keselarasan antara getaran galas (input) dan getaran bingkai (output)
- Koheren tinggi pada frekuensi tertentu mengesahkan resonans
- Fungsi pemindahan menunjukkan faktor penguatan
Penyelesaian dan Mitigasi
Pengubahsuaian Mengeraskan
Tambah Rusuk Struktural atau Gussets
- Tingkatkan kekakuan lentur bingkai
- Meningkatkan frekuensi semula jadi melebihi julat pengujaan
- Agak menjimatkan dan berkesan
- Boleh dipasang semula kepada peralatan sedia ada
Tingkatkan Ketebalan Bahan
- Tebalkan dinding atau panel bingkai
- Meningkatkan kekakuan dan kekerapan dengan ketara
- Mungkin memerlukan pengubahsuaian reka bentuk dan tuangan/fabrikasi baharu
Ikatan Struktur dan Pengikat
- Sambungkan sisi bertentangan bingkai untuk mengelakkan lenturan
- Pendakap silang meningkatkan kekakuan kilasan
- Boleh ditambah secara luaran tanpa pengubahsuaian dalaman
Penambahan Massa
- Kekerapan Semulajadi yang Lebih Rendah: Tambah jisim untuk mengurangkan kekerapan di bawah julat pengujaan
- Penempatan Strategik: Tambah jisim di lokasi antinod untuk kesan maksimum
- Misa Ditala: Pertambahan jisim yang dikira dengan teliti kepada anjakan mod khusus
- Tukar ganti: Berat badan bertambah, mungkin tidak diingini untuk semua aplikasi
Rawatan Redaman
Redaman Lapisan Terkekang
- Bahan viskoelastik diapit di antara lapisan logam
- Digunakan pada permukaan rata yang besar (panel, penutup)
- Mengurangkan amplitud puncak resonans sebanyak 50-80%
- Berkesan dalam julat 20-500 Hz
Redaman Lapisan Percuma
- Bahan redaman terikat terus pada permukaan bergetar
- Lebih ringkas daripada lapisan terhad tetapi kurang berkesan
- Baik untuk aplikasi terhad kebolehaksesan
Perubahan Operasi
- Perubahan Kelajuan: Beroperasi pada kelajuan di mana resonans tidak berlaku
- Kurangkan Paksaan: Meningkatkan keseimbangan, penjajaran untuk mengurangkan amplitud pengujaan
- Perubahan Proses: Ubah aliran, tekanan atau beban untuk mengalihkan frekuensi pengujaan
Pencegahan dalam Reka Bentuk
Prinsip Rekaan
- Kekakuan yang mencukupi: Reka bentuk bingkai dengan frekuensi semula jadi > 2× kekerapan pengujaan tertinggi
- Pengagihan Jisim: Elakkan jisim tertumpu mencipta mod frekuensi rendah
- Ribbing dan Pengukuhan: Menggabungkan ciri-ciri mengeras dari awal
- Analisis Modal: FEA semasa reka bentuk untuk meramal dan mengoptimumkan frekuensi semula jadi
Pengesahan Reka Bentuk
- Ujian prototaip dengan analisis impak
- Mengendalikan ukuran bentuk pesongan pada unit pertama
- Ubah suai reka bentuk sebelum pengeluaran jika resonans ditemui
Contoh Kes
Situasi: Motor 75 HP memandu kipas empar, bunyi dan getaran yang berlebihan
- simptom: Getaran rangka motor 12 mm/s; getaran galas hanya 2.5 mm/s
- Kekerapan: 120 Hz (2× frekuensi talian untuk motor 60 Hz)
- Ujian Kesan: Frekuensi semula jadi bingkai didedahkan pada 118 Hz
- Punca Punca: Bingkai bergema pada frekuensi memaksa elektromagnet
- Penyelesaian: Menambah gusset besi empat sudut yang menyambungkan kaki motor ke loceng hujung
- Keputusan: Frekuensi semula jadi bingkai beralih kepada 165 Hz, getaran menurun kepada 3.2 mm/s
- Kos: $200 dalam bahan berbanding $8,000 untuk penggantian motor
Resonans bingkai adalah masalah getaran yang biasa tetapi sering salah didiagnosis. Menyedari gejala ciri (getaran bingkai tinggi berbanding dengan getaran galas, frekuensi khusus, bergantung lokasi) dan menggunakan teknik diagnostik yang betul (ujian kesan, analisis ODS) membolehkan penyelesaian disasarkan yang boleh mengurangkan getaran secara mendadak pada kos yang sederhana.
Categories:
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 