Pochopenie rastúcej rezonancie

Zariadenia

Prenosný vyvažovač a analyzátor vibrácií Balanset-1A

$2,358.31

Diely

Senzor vibrácií

$107.47

Diely

Optický senzor (laserový tachometer)

$148.07

Zariadenia

Balanset-4

$8,123.32

Diely

Magnetický stojan Insize-60-kgf

$54.93

Diely

Reflexná páska

$11.94

Zariadenia

Dynamický balancer "Balanset-1A" OEM

$2,071.73

Definícia: Čo je to narastajúca rezonancia?

Rastúca rezonancia je rezonancia stav, pri ktorom montážny systém – vrátane izolátorov vibrácií, montážnych koľajníc, konzol, lyžín alebo celej zostavy zariadenia na jeho podperách – vibruje v jednej zo svojich poloh prirodzené frekvencie v reakcii na budenie z rotujúceho stroja. To vytvára situáciu, keď celý namontovaný stroj poskakuje, kýva sa alebo kmitá ako tuhé teleso na svojich úchytoch s amplitúdami ďaleko prevyšujúcimi to, čo by sa stalo pri pevnom uložení.

Montážna rezonancia je obzvlášť bežná v zariadeniach používajúcich systémy na izoláciu vibrácií, ale môže sa vyskytnúť aj v konvenčných pevne namontovaných inštaláciách, ak montážna konštrukcia nemá dostatočné tuhosť. Tento jav je kľúčovým faktorom pri návrhu izolácie vibrácií a je potrebné sa mu starostlivo vyhnúť alebo ho riadiť správnym výberom izolátora a návrhom montážneho systému.

Montážny systém Vlastné frekvencie

Módy tuhého telesa na izolátoroch

Zariadenia na vibračných izolátoroch majú šesť vlastných frekvencií tuhého telesa:

Translačné režimy (3)

• Vertikálny odraz: Pohyb hore a dole, typicky najnižšia frekvencia (5 – 15 Hz pre typickú izoláciu)
• Horizontálne posuny (X a Y): Pohyby zo strany na stranu, zvyčajne 1,5-2× vertikálna frekvencia

Rotačné režimy (3)

• Rolka: Rotácia okolo pozdĺžnej osi
• Výška tónu: Rotácia okolo priečnej osi
• Zvrátenie smeru: Rotácia okolo zvislej osi
• Frekvencie: Typicky 10 – 30 Hz, v závislosti od rozmerov zariadenia a umiestnenia ťažiska

Spriahnuté režimy

• Ak izolátory nie sú symetrické alebo ťažisko nie je vycentrované, módy sa spájajú
• Translácia a rotácia prebiehajú súčasne
• Vytvára zložité pohybové vzory
• Ťažšie analyzovať a opraviť

Keď dôjde k narastajúcej rezonancii

Rezonancia izolačného systému

Najbežnejší scenár montážnej rezonancie:

• Zámer dizajnu: Izolátory vybrané tak, aby mali vlastnú frekvenciu na úrovni 1/3 až 1/5 rýchlosti chodu stroja
• problém: Ak stroj pracuje pod projektovanou rýchlosťou alebo počas spúšťania prekročí oddeľovaciu frekvenciu
• Príznak: Silné vibrácie pri rýchlostiach blízkych vlastnej frekvencii izolátora
• Trvanie: Vyskytuje sa iba v určitom rozsahu rýchlostí

Rezonancia koľajníc alebo šmykov

• Montážne lišty alebo lyžiny zariadení majú vlastné režimy ohybu
• Typické frekvencie: 15 – 50 Hz v závislosti od rozpätia a tuhosti
• Celá zostava zariadenia sa kymáca na koľajniciach
• Bežné v modulárnych balíkoch zariadení

Rezonancia konzoly alebo podpery

• Nástenné alebo stropné zariadenia na konzolách
• Konzola alebo nosné rameno má vlastnú frekvenciu
• Pohyb zariadenia sa zosilní, keď sa frekvencia zhoduje
• Môže prenášať vibrácie do stavebnej konštrukcie

Diagnostická identifikácia

Kľúčové ukazovatele

• Zosilnenie: Vibrácie na držiaku >> vibrácie na zariadení
• Hojdanie/Poskakovanie: Viditeľný pohyb celého stroja
• Citlivý na rýchlosť: Silné iba v úzkom rozsahu rýchlostí
• Nízka frekvencia: Typický rozsah 5 – 30 Hz pre izolované systémy
• Fázové vzťahy: Všetky montážne body sa pohybujú synchronne (režim odrážania) alebo mimo fázy (režim hojdania)

Diagnostický postup

1. Identifikujte rezonančnú frekvenciu: Z adresy vibračné spektrum vrchol
2. Držiaky na nárazové testy: Bump test na určenie vlastnej frekvencie montáže
3. Porovnajte: Ak rezonančná frekvencia ≈ vlastná frekvencia montáže → potvrdená rezonancia montáže
4. Meranie viacerých miest: Skontrolujte fázové vzťahy medzi bodmi pripojenia
5. Posúdiť tvar režimu: Určite, či ide o režim odrážania, hojdania alebo spriahnutia

Riešenia

Pre rezonanciu izolačného systému

Zmena tuhosti izolátora

• Tuhšie izolátory: Zvyšuje prirodzenú frekvenciu nad prevádzkovú rýchlosť
• Mäkšie izolátory: Znižuje frekvenciu pod rozsah spustenia (ak to zariadenie toleruje)
• Výber: Frekvencia izolátora by mala byť < 1/3 minimálnej prevádzkovej rýchlosti

Pridať tlmenie

• Používajte izolátory so zabudovaným tlmením (elastomérové vs. oceľové pružiny)
• Pridajte viskózne tlmiče alebo trecie tlmiče
• Znižuje amplitúdu rezonančného píku, aj keď zostáva frekvenčná zhoda

Zlepšite inštaláciu izolátora

• Uistite sa, že všetky izolátory sú správne nabité (nie sú napnuté alebo zaseknuté)
• Overte, či sú izolátory vhodné pre skutočnú hmotnosť zariadenia
• Skontrolujte, či nie sú zaseknuté alebo poškodené izolátory
• Zabezpečte symetrické umiestnenie vzhľadom na ťažisko

Pre rezonanciu pri konštrukčnej montáži

Vystužte montážnu konštrukciu

• Pridajte výstuže na koľajnice alebo lyžiny
• Zväčšite hrúbku konzoly alebo pridajte výstuhy
• Skráťte nepodopreté rozpätia
• Spojte montážne body k sebe

Zmena konfigurácie montáže

• Pridajte medziľahlé podpery na zmenšenie rozpätí
• Premiestnite montážne body na pevnejšie miesta
• Použite robustnejší montážny materiál

Prevádzkové riešenia

• Obmedzenie rýchlosti: Vyhnite sa prevádzke pri rezonančných rýchlostiach
• Rýchle zrýchlenie: Rýchly prechod rezonanciou počas štartu
• Znížte vzrušenie: Zlepšiť zostatok minimalizovať pôsobenie sily na rezonančnej frekvencii

Osobitné úvahy

Návrh izolácie vibrácií

Správna konštrukcia izolačného systému zabraňuje rezonancii pri montáži:

• Frekvenčný pomer: f_izolátor < 0,3 × f_{minimálna prevádzková}
• Prenosnosť: Pri rezonancii môže byť prenosnosť > 10 (zosilnenie, nie izolácia)
• Prevádzkový rozsah: Pre účinnú izoláciu zabezpečte, aby všetky prevádzkové frekvencie boli > 2-3 × frekvencia izolátora
• Úvaha o založení spoločnosti: Akceptujte vysoké vibrácie prechádzajúce rezonanciou, ak sú krátke

Pripojené zariadenie

Zariadenia poháňané motorom na spoločnej základovej doske:

• Celá zostava má režimy tuhého telesa na držiakoch
• Vibračné spojenie motora a poháňaného zariadenia cez základovú dosku
• Rezonanciu môže vybudiť ktorýkoľvek zo strojov
• Vyžaduje sa zaobchádzanie ako s kompletným systémom, nie s jednotlivými strojmi

Nástroje na meranie a analýzu

Modálna analýza

• Kompletná charakterizácia všetkých režimov montážneho systému
• Identifikuje frekvenciu, tlmenie a tvar módu pre každý mód
• Poskytuje údaje pre úpravy dizajnu
• Môže sa to vykonať experimentálne alebo pomocou metódy konečných prvkov (FEA).

Prevádzkový tvar vychýlenia (ODS)

• Vizualizujte skutočný vzorec pohybu počas prevádzky
• Rozlišuje montážnu rezonanciu od rezonancie rotora
• Zobrazuje, ktorý režim je aktívny (skákanie, hojdanie atď.)
• Sprievodcovia umiestnením úprav výstuže

Montážna rezonancia môže spôsobiť silné vibrácie aj v dobre udržiavaných a správne vyvážených strojoch. Pochopenie vlastných frekvencií montážnych systémov, najmä systémov na izoláciu vibrácií, a zabezpečenie primeraného frekvenčného oddelenia od prevádzkových rýchlostí je nevyhnutné pre úspešnú kontrolu vibrácií v inštaláciách rotačných zariadení.

---

← Späť na hlavný index