ทำความเข้าใจเกี่ยวกับการสั่นสะเทือนแบบบังคับ

อุปกรณ์

Portable balancer & Vibration analyzer Balanset-1A

$2,358.31

อะไหล่

Vibration sensor

$107.47

อะไหล่

Optical Sensor (Laser Tachometer)

$148.07

อุปกรณ์

Balanset-4

$8,123.32

อะไหล่

Magnetic Stand Insize-60-kgf

$54.93

อะไหล่

Reflective tape

$11.94

อุปกรณ์

Dynamic balancer “Balanset-1A” OEM

$2,071.73

คำจำกัดความ: การสั่นสะเทือนแบบบังคับคืออะไร?

การสั่นสะเทือนแบบบังคับ คือการเคลื่อนที่แบบสั่นที่เกิดจากแรงภายนอกเป็นคาบที่กระทำต่อระบบเชิงกล การสั่นสะเทือนเกิดขึ้นที่ความถี่ของแรงที่กระทำ (ความถี่แรงบังคับ) และแอมพลิจูดจะแปรผันตามขนาดของฟังก์ชันแรงบังคับ และแปรผกผันกับความต้านทานการเคลื่อนที่ของระบบที่ความถี่นั้น การสั่นสะเทือนส่วนใหญ่ การสั่นสะเทือน ในเครื่องจักรที่หมุนจะมีแรงสั่นสะเทือนแบบบังคับ โดยมีแหล่งบังคับทั่วไป ได้แก่ ความไม่สมดุล (แรงเหวี่ยงหมุน), การจัดตำแหน่งที่ไม่ถูกต้อง (แรงเชื่อมโยง) และการสั่นของอากาศพลศาสตร์/ไฮดรอลิก.

การสั่นสะเทือนแบบบังคับมีความแตกต่างกันโดยพื้นฐานจาก การสั่นสะเทือนที่เกิดจากการกระตุ้นตนเอง (โดยที่ระบบสร้างการสั่นแบบต่อเนื่องของตัวเอง) และการสั่นสะเทือนอิสระ (การตอบสนองชั่วคราวหลังจากแรงกระตุ้น) การทำความเข้าใจหลักการการสั่นสะเทือนแบบบังคับเป็นสิ่งสำคัญ เพราะจะอธิบายได้ว่าแอมพลิจูดของการสั่นสะเทือนเกี่ยวข้องกับความรุนแรงของความผิดพลาดอย่างไร และจะควบคุมการสั่นสะเทือนได้อย่างไรโดยการลดแรงบังคับหรือปรับเปลี่ยนการตอบสนองของระบบ.

ลักษณะของการสั่นสะเทือนแบบบังคับ

การจับคู่ความถี่

• ความถี่การสั่นสะเทือนเท่ากับความถี่การบังคับ
• หากบังคับที่ 30 Hz ให้สั่นที่ 30 Hz
• ต่างจากการสั่นสะเทือนที่เกิดจากการกระตุ้นตัวเองซึ่งเกิดขึ้นที่ความถี่ธรรมชาติ
• ความถี่ที่คาดการณ์ได้จากแหล่งบังคับ

สัดส่วนแอมพลิจูด

• แอมพลิจูดการสั่นสะเทือนแปรผันตามขนาดของแรง
• แรงสองเท่า → แรงสั่นสะเทือนสองเท่า (ระบบเชิงเส้น)
• ถอดแรงบังคับ → หยุดการสั่นสะเทือน
• ควบคุมได้โดยการลดแรง

ความสัมพันธ์ของเฟส

• แน่นอน เฟส ความสัมพันธ์ระหว่างแรงและการตอบสนอง
• เฟสขึ้นอยู่กับความถี่ที่สัมพันธ์กับความถี่ธรรมชาติ
• ต่ำกว่าการสั่นพ้อง: การสั่นสะเทือนในเฟสที่มีแรง
• ที่เรโซแนนซ์: ความล่าช้าเฟส 90°
• เรโซแนนซ์ด้านบน: ความล่าช้าของเฟส 180°

เสถียรภาพ

• ระบบมีเสถียรภาพ—มีขอบเขตการสั่นสะเทือน
• ไม่เติบโตไร้ขอบเขต
• แอมพลิจูดจำกัดโดยการบังคับและการตอบสนองของระบบ
• ตรงกันข้ามกับการสั่นสะเทือนที่เกิดจากการกระตุ้นตนเองที่ไม่เสถียร

ฟังก์ชันการบังคับทั่วไปในเครื่องจักร

1. ความไม่สมดุล (1× การบังคับ)

• บังคับ: แรงเหวี่ยงหมุนจากความเยื้องศูนย์กลางของมวล
• ความถี่: หนึ่งครั้งต่อรอบ (ความเร็วเพลา 1×)
• ขนาด: F = m × r × ω² (เป็นสัดส่วนกับความเร็วกำลังสอง)
• ที่พบบ่อยที่สุด: แหล่งกำเนิดการสั่นสะเทือนหลักในอุปกรณ์หมุนส่วนใหญ่

2. การจัดตำแหน่งที่ไม่ถูกต้อง (2× การบังคับ)

• บังคับ: แรงคัปปลิ้งจากการชดเชยเชิงมุม/ขนาน
• ความถี่: สองครั้งต่อรอบ (ความเร็วเพลา 2 เท่า)
• ลักษณะเด่น: ส่วนประกอบแกนสูง

3. อากาศพลศาสตร์/ไฮดรอลิก (การส่งผ่านใบพัด/ใบพัด)

• บังคับ: การเต้นของแรงดันจากปฏิสัมพันธ์ระหว่างใบพัดกับสเตเตอร์
• ความถี่: จำนวนใบพัด × ความเร็วเพลา
• ตัวอย่าง: พัดลม ปั๊ม คอมเพรสเซอร์

4. แรงของเฟืองเกียร์

• บังคับ: การยึดเกาะของฟันทำให้เกิดการโหลดเป็นระยะ
• ความถี่: จำนวนฟัน × ความเร็วเพลา
• ขนาด: เกี่ยวข้องกับแรงบิดที่ส่งผ่านและคุณภาพฟัน

5. แรงแม่เหล็กไฟฟ้า

• บังคับ: การเต้นของสนามแม่เหล็กในมอเตอร์/เครื่องกำเนิดไฟฟ้า
• ความถี่: ความถี่สาย 2× (120/100 เฮิรตซ์)
• เป็นอิสระ: ของความเร็วเชิงกล (การบังคับแบบอะซิงโครนัส)

การตอบสนองต่อการบังคับ: พฤติกรรมของระบบ

ต่ำกว่าความถี่ธรรมชาติ (ควบคุมความแข็ง)

• แอมพลิจูดการสั่นสะเทือน ≈ แรง / ความแข็ง
• การตอบสนองแบบอินเฟสด้วยการบังคับ
• แอมพลิจูดจะเพิ่มขึ้นตามความเร็วสำหรับแรงที่ขึ้นอยู่กับความเร็ว
• ภูมิภาคการทำงานทั่วไปสำหรับโรเตอร์แบบแข็งส่วนใหญ่

ที่ความถี่ธรรมชาติ (การสั่นพ้อง)

• แอมพลิจูดการสั่นสะเทือน ≈ แรง / (การหน่วง × ความถี่ธรรมชาติ)
• แอมพลิจูดที่ขยายโดยปัจจัย Q (โดยทั่วไปคือ 10-50×)
• ความล่าช้าของเฟส 90°
• แรงเล็กๆ ก่อให้เกิดแรงสั่นสะเทือนขนาดใหญ่
• การลดแรงสั่นสะเทือนเป็นเพียงปัจจัยจำกัดเท่านั้น

เหนือความถี่ธรรมชาติ (ควบคุมด้วยมวล)

• แอมพลิจูดการสั่นสะเทือน ≈ แรง / (มวล × ความถี่²)
• ความล่าช้าของเฟส 180° (การสั่นสะเทือนตรงข้ามกับทิศทางแรง)
• แอมพลิจูดจะลดลงเมื่อความถี่เพิ่มขึ้น
• ภูมิภาคปฏิบัติการสำหรับโรเตอร์แบบยืดหยุ่นที่ความเร็วเหนือวิกฤต

การสั่นสะเทือนแบบบังคับเทียบกับแบบอื่น

การสั่นสะเทือนแบบบังคับและแบบอิสระ

• บังคับ: การบังคับอย่างต่อเนื่อง การสั่นสะเทือนคงที่ ที่ความถี่การบังคับ
• ฟรี: การตอบสนองต่อแรงกระตุ้น การสั่นสะเทือนสลายตัวที่ความถี่ธรรมชาติ
• ตัวอย่าง: การทดสอบการกระแทกทำให้เกิดการสั่นสะเทือนแบบอิสระ เครื่องที่กำลังทำงานทำให้เกิดการสั่นสะเทือนแบบบังคับ

การสั่นสะเทือนแบบบังคับกับแบบกระตุ้นตัวเอง

• บังคับ: แรงภายนอก แอมพลิจูดแปรผันตามแรง เสถียร
• ตื่นเต้นในตัวเอง: แหล่งพลังงานภายใน แอมพลิจูดจำกัดด้วยความไม่เป็นเชิงเส้น ไม่เสถียร
• ตัวอย่าง: ความไม่สมดุลถูกบังคับ; กระแสน้ำวนน้ำมัน ตื่นเต้นกับตัวเอง

การควบคุมและบรรเทาผลกระทบ

ลดการบังคับ

• Balancing: ลดการบังคับที่ไม่สมดุลโดยตรง
• Alignment: ลดแรงที่เกิดจากการจัดตำแหน่งที่ไม่ถูกต้อง
• ข้อบกพร่องในการซ่อมแซม: แก้ไขปัญหาทางกลที่สร้างแรง
• มีประสิทธิผลมากที่สุด: กำจัดหรือลดแหล่งบังคับให้เหลือน้อยที่สุด

ปรับเปลี่ยนการตอบสนองของระบบ

• เปลี่ยนความแข็ง: เลื่อนความถี่ธรรมชาติออกจากความถี่บังคับ
• เพิ่มการหน่วง: ลดการขยายเสียงเรโซแนนซ์
• การเปลี่ยนแปลงมวล: ปรับเปลี่ยนความถี่ธรรมชาติ
• การแยกตัว: ลดการส่งผ่านแรงสู่โครงสร้าง

หลีกเลี่ยงการสั่นพ้อง

• ตรวจสอบให้แน่ใจว่าความถี่การบังคับไม่ตรงกับความถี่ธรรมชาติ
• ระยะขอบแยกโดยทั่วไปคือ ±20-30%
• การวิเคราะห์ในระยะการออกแบบเพื่อตรวจสอบ
• การจำกัดความเร็วหากไม่สามารถหลีกเลี่ยงเสียงสะท้อนได้

ความสำคัญในทางปฏิบัติ

การสั่นสะเทือนของเครื่องจักรส่วนใหญ่มักเกิดจากแรงกด

• ความไม่สมดุล การจัดตำแหน่งที่ไม่ถูกต้อง เฟืองเกียร์ไม่เข้ากัน—การสั่นสะเทือนที่ถูกบังคับทั้งหมด
• คาดการณ์ได้และควบคุมได้โดยการบังคับลดการ
• การดำเนินการบำรุงรักษาตามมาตรฐาน (สมดุล จัดตำแหน่ง) การบังคับที่อยู่

แนวทางการวินิจฉัย

• ระบุความถี่การบังคับจากสเปกตรัม
• ตรงกับแหล่งบังคับที่ทราบ (1×, 2×, เฟืองเกียร์ ฯลฯ)
• วินิจฉัยแหล่งที่มาของการบังคับ
• ลดการบังคับโดยการบำรุงรักษาอย่างเหมาะสม

การสั่นสะเทือนแบบบังคับเป็นการสั่นสะเทือนพื้นฐานในเครื่องจักรหมุน ซึ่งเกิดจากแรงภายนอกที่กระทำต่อระบบเป็นระยะ การทำความเข้าใจหลักการสั่นสะเทือนแบบบังคับ เช่น การจับคู่ความถี่ สัดส่วนแอมพลิจูด และลักษณะการตอบสนอง จะช่วยให้สามารถวินิจฉัยแหล่งกำเนิดการสั่นสะเทือนได้อย่างถูกต้อง ดำเนินการแก้ไขที่เหมาะสม (การลดแรงกระตุ้นหรือการปรับเปลี่ยนการตอบสนอง) และการออกแบบกลยุทธ์ที่ช่วยลดการสั่นสะเทือนให้น้อยที่สุดผ่านการลดแรงกระตุ้นและการหลีกเลี่ยงการสั่นพ้อง.

---

← กลับสู่ดัชนีหลัก