Разумевање крутости

1. Дефиниција: Шта је крутост?

Крутост је фундаментално физичко својство које описује степен у којем се објекат или структура опире деформацији или савијању као одговор на примењену силу. У контексту vibration analysis, крутост (често означена словом 'k') је једно од три кључна својства, заједно са масом (m) и пригушење (ц), који управљају вибрационим понашањем било ког механичког система.

Компонента са високом крутошћу ће се врло мало савити под датим оптерећењем, док ће се компонента са ниском крутошћу значајно савити. На пример, дебела, кратка челична шипка има високу крутост, док дуга, танка гумена трака има веома ниску крутост.

2. Критична улога крутости у вибрацијама

Крутост система је примарни фактор у одређивању његовог природне фреквенцијеПриродна фреквенција је фреквенција на којој ће систем осциловати ако је поремећен, а затим му се дозволи да слободно вибрира. Однос је дефинисан основном формулом:

Природна фреквенција (ωn) ≈ √(k/m)

Где је 'k' крутост, а 'm' маса. Ова веза показује да:

• Повећање крутости воља повећање природна фреквенција.
• Смањење крутости воља смањење природна фреквенција.
• Повећање масе воља смањење природна фреквенција.

3. Крутост и резонанција

Овај однос је од кључне важности због феномена резонанцијаРезонанција се јавља када фреквенција присиљавања (као што је брзина трчања машине) подудара се са једном од природних фреквенција система. Када се то деси, амплитуда вибрација се драматично појачава, што често доводи до превременог хабања и катастрофалног квара.

Разумевање крутости је стога неопходно за дијагностиковање и решавање проблема резонанције:

• Дијагноза проблема: Ако је машина у резонанцији, аналитичар зна да је фреквенција присиљавања преблизу природној фреквенцији.
• Дизајн решења: Да би решио проблем, аналитичар мора да промени природну фреквенцију система. Пошто је често тешко променити масу машине или фреквенцију принуде (њену брзину рада), најчешће решење је промена крутости. Додавањем подупирача, уметка или побољшањем темеља машине, крутост система се повећава. Ово повећава природну фреквенцију, померајући је даље од фреквенције принуде и елиминишући услов резонанције. А Функција фреквентног одзива (FRF) Мерење се користи за потврду промене природне фреквенције.

4. Крутост у дијагностици машина

Промене у крутости такође могу бити директан показатељ развоја квара:

• Лабавост: Лабав монтажни вијак или пукотина која се развија у раму или темељу машине представља значајан губитак локалне крутости. То ће узроковати повећање амплитуде вибрација машине. У FFT spectrum, механичка лабавост често генерише низ хармоници (1X, 2X, 3X, итд.) брзине трчања.
• Меко стопало: Ово стање, где стопало машине не лежи равно на својој основи, ствара искривљени и нелинеарни профил крутости, што може довести до великих вибрација и отежати поравнање.
• Хабање лежајева: Како се лежај троши, зазор између котрљајућих елемената и прстенова се повећава. Ово се може посматрати као смањење укупне крутости система за ослањање ротора, што може смањити критичне брзине ротора.

← Назад на главни индекс