Forstå monteringsresonans

Enheter

Bærbart balanse- og vibrasjonsanalyseapparat Balanset-1A

$2,358.31

Deler

Vibrasjonssensor.

$107.47

Deler

Optisk sensor (lasertakometer)

$148.07

Enheter

Balanset-4.

$8,123.32

Deler

Magnetisk stativ Insize-60-kgf.

$54.93

Deler

Reflekterende tape.

$11.94

Enheter

Dynamisk balanseringsenhet "Balanset-1A" OEM

$2,071.73

Definisjon: Hva er monteringsresonans?

Monteringsresonans er en resonans en tilstand der monteringssystemet – inkludert vibrasjonsisolatorer, monteringsskinner, braketter, meier eller hele utstyrsenheten på støttene – vibrerer på en av sine naturlige frekvenser som respons på eksitasjon fra det roterende maskineriet. Dette skaper en situasjon der hele den monterte maskinen spretter, gynger eller oscillerer som et stivt legeme på festene sine, med amplituder som langt overstiger det som ville skjedd med stiv montering.

Monteringsresonans er spesielt vanlig i utstyr som bruker vibrasjonsisolasjonssystemer, men kan også forekomme i konvensjonelle stivt monterte installasjoner hvis monteringsstrukturen ikke har tilstrekkelig stivhet. Fenomenet er en viktig faktor i design av vibrasjonsisolasjon og må unngås nøye eller håndteres gjennom riktig valg av isolator og design av monteringssystem.

Monteringssystem naturlige frekvenser

Stive kroppsmoduser på isolatorer

Utstyr på vibrasjonsisolatorer har seks naturlige frekvenser for stive kropper:

Translasjonsmoduser (3)

• Vertikal sprett: Opp-og-ned-bevegelse, vanligvis laveste frekvens (5–15 Hz for typisk isolasjon)
• Horisontale overføringer (X og Y): Side-til-side bevegelser, vanligvis 1,5–2× vertikal frekvens

Rotasjonsmoduser (3)

• Rulle: Rotasjon rundt lengdeaksen
• Tonehøyde: Rotasjon rundt tverrgående akse
• Gjepp: Rotasjon rundt den vertikale aksen
• Frekvenser: Typisk 10–30 Hz, avhenger av utstyrets dimensjoner og tyngdepunktets plassering

Koblede moduser

• Hvis isolatorene ikke er symmetriske eller CG ikke er sentrert, kobles modusene sammen
• Translasjon og rotasjon skjer samtidig
• Skaper komplekse bevegelsesmønstre
• Vanskeligere å analysere og korrigere

Når monteringsresonans oppstår

Isolasjonssystemresonans

Det vanligste scenariet for monteringsresonans:

• Designintensjon: Isolatorer valgt for å ha en naturlig frekvens på 1/3 til 1/5 av maskinens kjørehastighet
• Problem: Hvis maskinen opererer under designhastigheten eller går gjennom isolatorfrekvensen under oppstart
• Symptom: Kraftig vibrasjon ved hastigheter nær isolatorens egenfrekvens
• Varighet: Forekommer kun i et bestemt hastighetsområde

Skinne- eller meiersonans

• Monteringsskinner eller utstyrsrammer har egne bøyemoduser
• Typiske frekvenser: 15–50 Hz avhengig av spennvidde og stivhet
• Hele utstyrsenheten gynger på skinner
• Vanlig i modulære utstyrspakker

Brakett- eller støtteresonans

• Veggmontert eller takmontert utstyr på braketter
• Brakett eller støttearm har naturlig frekvens
• Utstyrsbevegelse forsterkes når frekvensen samsvarer
• Kan overføre vibrasjoner inn i bygningskonstruksjonen

Diagnostisk identifikasjon

Nøkkelindikatorer

• Forsterkning: Vibrasjon på feste >> vibrasjon på utstyr
• Gynging/Spretting: Synlig bevegelse i hele maskinen
• Hastighetsfølsom: Alvorlig kun i smalt hastighetsområde
• Lavfrekvens: Typisk 5–30 Hz-område for isolerte systemer
• Faseforhold: Alle monteringspunkter beveger seg i fase (hoppmodus) eller ute av fase (gyngemodus)

Diagnostisk prosedyre

1. Identifiser resonansfrekvens: Fra vibrasjonsspektrum topp
2. Støttestfester: Bumptest for å bestemme monteringens naturlige frekvens
3. Sammenligne: Hvis resonansfrekvens ≈ monteringens egenfrekvens → monteringsresonans bekreftet
4. Mål flere steder: Sjekk faseforhold mellom monteringspunkter
5. Vurder modusform: Avgjør om sprett-, gynge- eller koblet modus

Løsninger

For resonans i isolasjonssystem

Endre isolatorstivhet

• Stivere isolatorer: Hever den naturlige frekvensen over driftshastigheten
• Mykere isolatorer: Senker frekvensen under oppstartsområdet (hvis utstyret tåler det)
• Utvalg: Isolatorfrekvensen bør være < 1/3 minimum driftshastighet

Legg til demping

• Bruk isolatorer med innebygd demping (elastomer vs. stålfjær)
• Legg til viskøse dempere eller friksjonsdempere
• Reduserer resonanstoppamplituden selv om frekvenstilpasningen forblir

Forbedre isolatorinstallasjonen

• Sørg for at alle isolatorer er riktig lastet (ikke spente eller fastklemte)
• Verifiser at isolatorene er passende for den faktiske vekten av utstyr
• Sjekk for fastlåste eller defekte isolatorer
• Sørg for symmetrisk plassering i forhold til tyngdepunktet

For strukturell monteringsresonans

Avstiv monteringsstruktur

• Legg til avstivning på skinner eller skids
• Øk braketttykkelsen eller legg til kiler
• Forkort ustøttede spenn
• Knyt festepunktene sammen

Endre monteringskonfigurasjon

• Legg til mellomliggende støtter for å redusere spennviddene
• Flytt monteringspunktene til stivere steder
• Bruk mer robust monteringsutstyr

Driftsløsninger

• Fartsgrense: Unngå å operere ved resonanshastigheter
• Rask akselerasjon: Raskt gjennomløp av resonans under oppstart
• Reduser eksitasjon: Forbedre balansere for å minimere tvang ved resonansfrekvens

Spesielle hensyn

Vibrasjonsisolerende design

Riktig design av isolasjonssystem forhindrer monteringsresonans:

• Frekvensforhold: f_isolator < 0,3 × f_{minimum drifts}
• Overførbarhet: Ved resonans kan transmissibiliteten være > 10 (forsterkning, ikke isolasjon)
• Driftsområde: Sørg for at alle driftsfrekvenser er > 2–3 ganger isolatorfrekvensen for effektiv isolasjon
• Oppstartsvurdering: Aksepter høy vibrasjon som passerer gjennom resonans hvis kort

Tilkoblet utstyr

Motordrevet utstyr på felles grunnplate:

• Hele enheten har stive kroppsmoduser på fester
• Motor og drevet utstyrs vibrasjonspar gjennom grunnplate
• Resonans kan eksiteres av begge maskinene
• Krever behandling som et komplett system, ikke individuelle maskiner

Måle- og analyseverktøy

Modalanalyse

• Fullstendig karakterisering av alle monteringssystemmoduser
• Identifiserer frekvens, demping og modusform for hver modus
• Gir data for designendringer
• Kan gjøres eksperimentelt eller gjennom FEA

Driftsavbøyningsform (ODS)

• Visualiser faktisk bevegelsesmønster under drift
• Skiller monteringsresonans fra rotorresonans
• Viser hvilken modus som er aktiv (sprett, gyng osv.)
• Veileder plassering av avstivningsmodifikasjoner

Monteringsresonans kan skape kraftig vibrasjon selv i godt vedlikeholdte og riktig balanserte maskiner. Å forstå de naturlige frekvensene til monteringssystemer, spesielt vibrasjonsisolasjonssystemer, og å sikre tilstrekkelig frekvensseparasjon fra driftshastigheter er avgjørende for vellykket vibrasjonskontroll i installasjoner av roterende utstyr.

---

← Tilbake til hovedindeksen