Mjet inxhinierik falas
Llogaritësi i Frekuencës Natyrore
Llogaritni frekuencën natyrore të një sistemi masë-sustë. Vendosni masën dhe ngurtësinë e sustës për të marrë frekuencën në Hz, frekuencën këndore, periudhën, RPM ekuivalente dhe deformimin statik.
Rezultatet
Frekuenca Natyrore e një Sistemi Masë-Sustë
Frekuenca natyrore e një sistemi masë-sustë me një shkallë lirie, pa shuarje:
- k — ngurtësia e sustës (N/m). Nëse jepet në N/mm, shumëzojeni me 1000.
- m — masa (kg)
Frekuenca Këndore
Periudha dhe Deformimi Statik
Ku g = 9,81 m/s² dhe k është në N/mm për rezultatin e deformimit në mm.
Shembull praktik
Të dhëna: Masa e makinës = 150 kg, Ngurtësia totale e sustës k = 300 N/mm
k në N/m = 300 × 1000 = 300 000 N/m
f_n = (1/2π) × √(300,000/150) = (1/6.2832) × 44.72 = 7.12 Hz
ω_n = 2π × 7.12 = 44.7 rad/s
T = 1/7.12 = 0.140 s
RPM Ekuivalente = 7,12 × 60 = 427 RPM
δ_static = 150 × 9.81 / 300,000 × 1000 = 4.9 mm
⚠️ Shënim: Sigurohuni që shpejtësia e funksionimit të jetë të paktën 20–30% larg frekuencës natyrore për të shmangur rezonancën. Nëse funksionimi është pranë rezonancës, shtoni shuarje ose modifikoni ngurtësinë/masën.
Frekuenca natyrore është frekuenca me të cilën një sistem lëkundet lirisht pasi është zhvendosur nga pozicioni i ekuilibrit dhe lëshuar. Për një sistem masë-susë, ajo varet vetëm nga masa dhe ngurtësia e sustës.
Çdo strukturë mekanike ka një ose më shumë frekuenca natyrore, dhe ato janë veti themelore që përdoren në analizën e dridhjeve, projektimin strukturor dhe diagnostikimin e makinave.
Njohja e frekuencës natyrore të një makine ose të komponentëve të saj është kritike, sepse nëse shpejtësia e funksionimit (frekuenca e ngacmimit) përputhet me frekuencën natyrore, ndodh rezonanca.
Rezonanca shkakton dridhje shumë të amplifikuara që mund të çojnë në konsum të tepërt, thyerje nga lodhja, dëmtim të kushinetave dhe madje shembje katastrofike të strukturës. Inxhinierët i projektojnë makinat që shpejtësitë e funksionimit të jenë mirë të ndara nga frekuencat natyrore.
Ngurtësia e sustës (konstanta) mund të matet duke aplikuar një forcë të njohur mbi susën dhe duke matur deformimin që rezulton. Ngurtësia k = Forca / Deformimi.
Për shembull, nëse një forcë 100 N ngjesh një susë me 2 mm, ngurtësia është 100/2 = 50 N/mm. Mund të përdorni edhe një makinë testimi në shtypje për rezultate të sakta, ose të konsultoni fletën teknike të prodhuesit për specifikimin e konstantes së sustës.
Kur shpejtësia e funksionimit (frekuenca e ngacmimit) përputhet me frekuencën natyrore të sistemit, ndodh rezonanca. Në rezonancë, amplitudat e dridhjeve rriten ndjeshëm — teorikisht deri në pafundësi në një sistem pa amortizim, dhe në nivele shumë të larta në sistemet reale (me amortizim të lehtë).
Kjo mund të shkaktojë dështim të shpejtë nga lodhja, zhurmë të tepërt, dëmtim të kushinetave dhe shembje të strukturës. Prandaj analiza e dridhjeve kontrollon gjithmonë afërsinë me rezonancën.
Ka disa strategji për shmangien e rezonancës:
- Ndryshoni shpejtësinë e funksionimit që të jetë të paktën 20–30% larg çdo frekuence natyrore
- Ndryshoni ngurtësinë duke shtuar mbajtëse, forcues ose duke ndryshuar konstantet e sustave
- Ndryshoni masën e komponentit që dridhet
- Shtoni amortizim me amortizues dridhjesh, izolues gome ose amortizues masë të akorduar
- Përdorni drejtues me shpejtësi të ndryshueshme për të shmangur qëndrimin në shpejtësi kritike gjatë nisjes ose ndalimit
Procedurat e përshkruara në këtë faqe u zhvilluan dhe u testuan në terren nga ekipi i Vibromera duke përdorur Balanset-1A, një balancues portativ me dy kanale dhe analizues vibrimesh për balancimin e rotorëve në vend.
Balancues portativë profesionistë, analizues vibrimesh dhe sisteme monitorimi të gjendjes, të përdorura në mbi 50 vende. Identifikoni problemet e rezonancës dhe balanconi rotorët në terren.
Nikolai Shelkovenko
Nikolai Shelkovenko është inxhinier i analizës së vibrimeve, si dhe themelues dhe drejtor ekzekutiv i Vibromera. Prej më shumë se 15 vjetësh ai balancon pajisje rrotulluese në terren dhe jo në një stend prove: mulçerë, ventilatorë industrialë, thyerës, centrifuga, boshte dhe boshte punuese. Pikërisht nga kjo punë lindën instrumentet Balanset — ato u projektuan si një mjet që specialisti mund ta marrë me vete te makina dhe ta përdorë vetë, në vend, e jo si pajisje laboratori. Vibromera u themelua në vitin 2017 dhe që nga viti 2023 e ka selinë në Porto, Portugali. Këtu zhvillohen projektimi, montimi dhe mbështetja e linjës Balanset. Instrumenti kryesor është Balanset-1A, një analizues portativ për balancim në një dhe në dy rrafshe dhe për diagnostikimin e vibrimeve. Nikolai merr pjesë personalisht në mbështetjen e klientëve, në zgjidhjen e rasteve të vështira të balancimit dhe në zhvillimin e programit. Ai punon me klientë në mbarë botën, në çdo gjuhë.
