Forstå rammeresonans

Bærbar balanseringsenhet, vibrasjonsanalysator

Enheter

Bærbart balanse- og vibrasjonsanalyseapparat Balanset-1A

Deler

Optisk sensor (lasertakometer)

Komplett vibrasjonsdiagnostikk- og balanseringssett fra Vibromera, inkludert fire vibrasjonssensorer med kabler, en signalgrensesnittmodul, laserturteller med magnetisk stativ, digital vekt, USB-kabel og en bæreveske. Systemet er designet for feltrotorbalansering og tilstandsovervåking på industrielt utstyr.

Enheter

Magnetisk stativ Insize-60-kgf.

Deler

Dynamisk balanseringsenhet "Balanset-1A" OEM

Definisjon: Hva er rammeresonans?

Rammeresonans er en spesifikk type strukturell resonans der maskinens egen strukturelle ramme, hus, foringsrør eller innkapsling vibrerer ved en av sine naturlige frekvenser som respons på eksitasjon fra de roterende komponentene. I motsetning til fundament- eller sokkelresonanser som involverer støttestrukturen, involverer rammeresonans selve maskinens kropp – støpejerns- eller stålkonstruksjonen som omslutter de roterende elementene.

Rammeresonans er vanlig i maskiner med store, relativt lette hus som vifter, blåsere, pumper og motorer. Det manifesterer seg vanligvis som overdreven støy, synlig vibrasjon i deksler eller paneler og høy vibrasjon avlesninger på rammen som er uforholdsmessige i forhold til den faktiske rotorvibrasjonen.

Vanlige rammeresonanssituasjoner

Motor- og generatorrammer

Naturlige frekvenser: Typisk 50–400 Hz, avhengig av størrelse og konstruksjon
Eksitasjon: 1× (ubalanse), 2× nettfrekvens (120 Hz for 60 Hz motorer), elektromagnetiske krefter
Symptomer: Rammevibrasjon mye høyere enn lagervibrasjon; hørbar summing eller summing
Alvorlighetsgrad: Kan være 5–10 ganger høyere vibrasjon på rammen enn på lagrene

Vifte- og blåsehus

Naturlige frekvenser: 20–200 Hz for typiske industrivifter
Eksitasjon: Bladpasseringsfrekvens (antall kniver × o/min)
Symptomer: Huspaneler vibrerer voldsomt; høy aerodynamisk støy
Karakteristisk: Kan bare forekomme ved spesifikke hastigheter eller strømningsforhold

Pumpehus

Naturlige frekvenser: 30–300 Hz avhengig av kabinettdesign
Eksitasjon: Lamellpasseringsfrekvens, hydrauliske pulseringer
Symptomer: Vibrasjon i foringsrøret, støy, potensial for utmattingssprekker
Hydraulisk kobling: Væskefylt hus kan koble rotor- og husvibrasjoner

Girkassehus

Frekvenseksitasjon for girnett
Rammefrekvenser for naturlige frekvenser overlapper ofte med mesh-frekvenser
Karakteristisk høy girhvining ved resonans

Vibrasjonssignatur og -deteksjon

Karakteristiske symptomer

Avhengig av sted: Vibrasjonen varierer dramatisk på tvers av rammeoverflaten (10 ganger forskjeller er vanlige)
Lager vs. ramme: Rammesvingning >> lagervibrasjon (kan være 3–10 ganger)
Frekvensspesifikk: Kun ved resonansfrekvens; andre frekvenser normale
Hastighetsfølsom: Alvorlig i smalt hastighetsområde (±10-20% resonanshastighet)
Visuell bevegelse: Rammebevegelse ofte synlig for det blotte øye

Diagnostiske tester

Støttest (støttest)

Slå på rammen med gummihammer eller instrumenthammer
Mål respons med akselerometer
Identifiser rammens naturlige frekvenser fra topper i frekvensresponsen
Sammenlign med driftsfrekvenser (1×, 2×, bladpassering osv.)

Roving Accelerometer-undersøkelse

Mål vibrasjoner på mange punkter over rammen under drift
Lag vibrasjonskart som viser høye og lave områder
Mønster avslører modusform (bøying, vridning, panelbøyning)
Identifiserer antinoder (maksimal bevegelse) og noder (minimal bevegelse)

Måling av overføringsfunksjon

Mål koherens mellom lagervibrasjon (input) og rammevibrasjon (output)
Høy koherens ved spesifikk frekvens bekrefter resonans
Overføringsfunksjonen viser forsterkningsfaktoren

Løsninger og tiltaksreduksjoner

Avstivningsmodifikasjoner

Legg til strukturelle ribber eller kiler

Øk rammens bøyestivhet
Hever naturlige frekvenser over eksitasjonsområdet
Relativt økonomisk og effektivt
Kan ettermonteres på eksisterende utstyr

Øk materialtykkelsen

Tykkere rammevegger eller paneler
Øker stivhet og frekvens betydelig
Kan kreve designendringer og nye støpegods/fabrikasjoner

Strukturelle bånd og avstivning

Koble sammen motsatte sider av rammen for å forhindre bøying
Kryssavstivning øker torsjonsstivheten
Kan legges til eksternt uten interne modifikasjoner

Massetilsetning

Lavere naturlig frekvens: Legg til masse for å redusere frekvensen under eksitasjonsområdet
Strategisk plassering: Legg til masse på antinode-steder for maksimal effekt
Stemningsfull masse: Nøye beregnet massetillegg til skiftspesifikk modus
Avveining: Økt vekt, kanskje ikke ønskelig for alle bruksområder

Dempingsbehandlinger

Begrenset lagdemping

Viskoelastisk materiale klemt mellom metalllag
Påføres store, flate overflater (paneler, deksler)
Reduserer resonanstoppamplituden med 50-80%
Effektiv i området 20–500 Hz

Fri lagdemping

Dempingsmateriale bundet direkte til vibrerende overflate
Enklere enn et begrenset lag, men mindre effektivt
Bra for applikasjoner med begrenset tilgjengelighet

Driftsendringer

Hastighetsendring: Operer med en hastighet der resonans ikke oppstår
Reduser tvang: Forbedre balanse og justering for å redusere eksitasjonsamplitude
Prosesendringer: Endre strømning, trykk eller last for å endre eksitasjonsfrekvenser

Forebygging i design

Designprinsipper

Tilstrekkelig stivhet: Designramme med naturlige frekvenser > 2× høyeste eksitasjonsfrekvens
Massedistribusjon: Unngå konsentrerte masser som skaper lavfrekvente moduser
Ribbebånd og forsterkning: Innarbeid avstivende funksjoner fra starten av
Modalanalyse: FEA under design for å forutsi og optimalisere naturlige frekvenser

Designverifisering

Prototypetesting med konsekvensanalyse
Måling av driftsavbøyningsform på første enheter
Endre design før produksjon hvis det oppdages resonanser

Eksempel på sak

Situasjon: 75 HK motor driver sentrifugalviften, overdreven støy og vibrasjon

Symptomer: Motorrammevibrasjon 12 mm/s; lagervibrasjon kun 2,5 mm/s
Hyppighet: 120 Hz (2× nettfrekvens for 60 Hz motor)
Støttest: Avslørt rammens naturlige frekvens ved 118 Hz
Rotårsak: Ramme som resonerer ved elektromagnetisk tvangsfrekvens
Løsning: La til fire vinkeljernsfester som forbinder motorføtter med endeklokker
Resultat: Rammens naturlige frekvens endret seg til 165 Hz, vibrasjonen falt til 3,2 mm/s
Koste: $200 i materialer vs. $8000 for motorutskifting

Rammeresonans er et vanlig, men ofte feildiagnostisert vibrasjonsproblem. Å gjenkjenne de karakteristiske symptomene (høy rammevibrasjon i forhold til lagervibrasjon, frekvensspesifikk, stedsavhengig) og bruke riktige diagnostiske teknikker (slagtesting, ODS-analyse) muliggjør målrettede løsninger som kan redusere vibrasjon dramatisk til en moderat kostnad.

← Tilbake til hovedindeksen

Hva er rammeresonans? Vibrasjon i maskinstrukturen

Publisert av admin på oktober 31, 2025 oktober 31, 2025