Шта је присилна вибрација? Одговор на спољашњу побуду • Преносни балансер, анализатор вибрација "Balanset" за динамичко балансирање дробилица, вентилатора, малчера, пужева на комбајнима, вратила, центрифуга, турбина и многих других ротора Шта је присилна вибрација? Одговор на спољашњу побуду • Преносни балансер, анализатор вибрација "Balanset" за динамичко балансирање дробилица, вентилатора, малчера, пужева на комбајнима, вратила, центрифуга, турбина и многих других ротора

Шта је присилна вибрација? Одговор на спољашње побуђивање

Објавио admin на

Разумевање присилних вибрација

Дефиниција: Шта је присилна вибрација?

Присилне вибрације је осцилаторно кретање узроковано спољашњом периодичном силом примењеном на механички систем. Вибрација се јавља на фреквенцији примењене силе (фреквенција принуде), а амплитуда је пропорционална величини функције принуде и обрнуто пропорционална отпору система кретању на тој фреквенцији. Већина вибрација Код ротирајућих машина постоји принудна вибрација, са уобичајеним изворима присиљавања који укључују неравнотежа (ротациона центрифугална сила), неусклађеност (силе спрезања) и аеродинамичке/хидрауличне пулсације.

Присилна вибрација се фундаментално разликује од самопобуђене вибрације (где систем генерише сопствене континуиране осцилације) и слободне вибрације (прелазни одзив након импулса). Разумевање принципа принудних вибрација је неопходно јер објашњава како је амплитуда вибрација повезана са тежином квара и како се вибрације могу контролисати смањењем присиле или модификовањем одзива система.

Карактеристике присилних вибрација

Усклађивање фреквенција

  • Фреквенција вибрација једнака је фреквенцији присиљавања
  • Ако се присиљава на 30 Hz, вибрације на 30 Hz
  • За разлику од самопобуђених вибрација које се јављају на природној фреквенцији
  • Предвидљива фреквенција заснована на извору присиљавања

Пропорционалност амплитуде

  • Амплитуда вибрација пропорционална величини присиле
  • Двострука сила → двоструке вибрације (линеарни систем)
  • Уклоните присилно заустављање → вибрације
  • Контролисано смањењем силе

Фазни однос

  • Дефинитивно фаза однос између силе и одговора
  • Фаза зависи од фреквенције у односу на природну фреквенцију
  • Испод резонанције: вибрације у фази са силом
  • При резонанцији: фазно кашњење од 90°
  • Изнад резонанције: фазно кашњење од 180°

Стабилност

  • Систем је стабилан - ограничен вибрацијама
  • Не расте без граница
  • Амплитуда ограничена присилом и системским одговором
  • У супротности са нестабилном самопобуђеном вибрацијом

Уобичајене функције присиљавања у машинама

1. Неуравнотеженост (1× Форсирање)

  • Сила: Ротациона центрифугална сила из масовне ексцентричности
  • Учесталост: Једном по обртају (1× брзина вратила)
  • Величина: F = m × r × ω² (пропорционално квадрату брзине)
  • Најчешћи: Примарни извор вибрација у већини ротирајуће опреме

2. Неусклађеност (2× Форсирање)

  • Сила: Силе спрезања од угаоног/паралелног померања
  • Учесталост: Два пута по обртају (2× брзина вратила)
  • Карактеристика: Висока аксијална компонента

3. Аеродинамички/Хидраулични (пролазак лопатица/крила)

  • Сила: Пулсације притиска услед интеракције лопатице и статора
  • Учесталост: Број лопатица × брзина вратила
  • Примери: Вентилатори, пумпе, компресори

4. Силе мреже зупчаника

  • Сила: Захватање зуба ствара периодично оптерећење
  • Учесталост: Број зубаца × брзина вратила
  • Величина: Повезано са пренетим обртним моментом и квалитетом зубаца

5. Електромагнетне силе

  • Сила: Пулсације магнетног поља у моторима/генераторима
  • Учесталост: 2× мрежна фреквенција (120/100 Hz)
  • Независан: Механичке брзине (асинхроно присиљавање)

Одговор на присиљавање: Понашање система

Испод природне фреквенције (контролисана крутост)

  • Амплитуда вибрација ≈ Сила / Крутост
  • Одговор у фази са форсирањем
  • Амплитуда се повећава са брзином за силе зависне од брзине
  • Типично радно подручје за већину крутих ротора

На природној фреквенцији (резонанција)

  • Амплитуда вибрација ≈ Сила / (Пригушење × Природна фреквенција)
  • Амплитуда појачана Q-фактором (типично 10-50×)
  • Фазно кашњење од 90°
  • Мале силе стварају велике вибрације
  • Пригушење је једини ограничавајући фактор

Изнад природне фреквенције (контролисано масом)

  • Амплитуда вибрација ≈ Сила / (Маса × Фреквенција²)
  • Фазно кашњење од 180° (вибрације супротне од смера силе)
  • Амплитуда се смањује са повећањем фреквенције
  • Радно подручје за флексибилне роторе изнад критичних брзина

Присилне вибрације у односу на друге врсте

Присилне наспрам слободних вибрација

  • Присилно: Непрекидно форсирање, вибрације одржаване, на фреквенцији форсирања
  • Бесплатно: Импулсни одзив, вибрације се смањују, на природној фреквенцији
  • Пример: Тест удара производи слободне вибрације; машина у раду производи принудне вибрације

Присилне наспрам самопобуђених вибрација

  • Присилно: Спољашња сила, амплитуда пропорционална сили, стабилна
  • Самоузбуђен: Унутрашњи извор енергије, амплитуда ограничена нелинеарношћу, нестабилан
  • Примери: Неравнотежа је присилна; уљни вртлог је самоузбуђен

Контрола и ублажавање

Смањите форсирање

  • Balancing: Директно смањује присиљавање неравнотеже
  • Alignment: Смањује силе неусклађености
  • Поправка недостатака: Решите механичке проблеме који стварају силе
  • Најефикасније: Елиминишите или минимизирајте извор присиљавања

Измена системског одговора

  • Промена крутости: Померите природне фреквенције даље од фреквенција присиљавања
  • Додај пригушење: Смањите појачање резонанције
  • Промена масе: Измените природне фреквенције
  • Изолација: Смањите пренос силе на структуру

Избегавајте резонанцу

  • Уверите се да фреквенције присиљавања не одговарају природним фреквенцијама
  • Маргина раздвајања типично ±20-30%
  • Анализа фазе пројектовања ради верификације
  • Ограничења брзине ако је резонанција неизбежна

Практични значај

Већина вибрација машина је присилна

  • Неуравнотеженост, неусклађеност, зупчани захват — све принудне вибрације
  • Предвидљиво и контролисано кроз смањење принуде
  • Стандардне акције одржавања (балансирање, поравнање) адресирају форсирање

Дијагностички приступ

  • Идентификујте фреквенцију присиљавања из спектра
  • Ускладите се са познатим изворима присилног дејства (1×, 2×, зупчаник итд.)
  • Дијагностикујте извор присиљавања
  • Смањите присиљавање одговарајућим одржавањем

Присилне вибрације су основни тип вибрација у ротирајућим машинама, које настају услед спољашњих периодичних сила које делују на систем. Разумевање принципа присилних вибрација - усклађивања фреквенција, пропорционалности амплитуде и карактеристика одзива - омогућава правилну дијагнозу извора вибрација, одговарајуће корективне мере (смањење присиле или модификовање одзива) и стратегије пројектовања које минимизирају вибрације смањењем присиле и избегавањем резонанције.

← Назад на главни индекс

Categories:
WhatsApp