ทำความเข้าใจเกี่ยวกับการสั่นสะเทือน
การสั่นพ้องของการติดตั้ง เป็น เสียงก้อง สภาวะที่ระบบการติดตั้ง — ตัวลดการสั่นสะเทือน รางติดตั้ง วงเล็บ สเกลด์ หรือชุดประกอบเครื่องทั้งหมดที่นั่งบนส่วนรองรับของมัน — สั่นสะเทือนที่หนึ่งในความถี่ธรรมชาติของตัวเอง ความถี่ธรรมชาติ อันตอบสนองต่อการกระตุ้นจากอุปกรณ์หมุนที่มันบรรทุก เมื่อสิ่งนั้นเกิดขึ้น เครื่องทั้งหมดจะเด้งกระเด็น โยก หรือม้วนเป็นวัตถุแข็งบนเมานต์ของมันด้วยแอมพลิจูดที่มากกว่าอำนาจการบังคับเดียวกันที่อาจเกิดขึ้นบนพื้นฐานแข็ง มันคุ้นเคยที่สุดในเครื่องที่มีตัวลดการสั่นสะเทือน แต่มันสามารถเกิดขึ้นได้เท่าเทียมกันกับการติดตั้งแบบเดือยลงดาวล์ตามธรรมเนียมเมื่อใดก็ตามที่โครงสร้างรองรับขาด ความแข็งไม่ว่าด้วยวิธีใด มันเป็นข้อกังวลสำคัญในการออกแบบการแยกส่วน ที่จะออกแบบออกหรือจัดการอย่างแข็งขัน แทนที่จะค้นพบในการใช้งาน
1. นิยาม: การสั่นสะเทือนของระบบติดตั้งคืออะไร
กุญแจสำคัญในการทำความเข้าใจการสั่นสะเทือนของระบบติดตั้งคือการมองเห็นเครื่องและส่วนรองรับของมันเป็นระบบมวล-สปริงในสิทธิของตัวเอง เครื่องเป็นมวล ตัวลดการสั่นสะเทือนหรือความยืดหยุ่นของโครงสร้างรองรับเป็นสปริง เช่นระบบดังกล่าวชุดประกอบนี้มีความถี่ธรรมชาติ และถ้าความเร็วรันนิ่ง — หรือหนึ่งในความสัมพันธ์ของมัน — ตรงกับหนึ่งในนั้น การสั่นสะเทือนแบบบังคับ จะถูกขยาย สิ่งที่ทำให้การสั่นสะเทือนของระบบติดตั้งแตกต่างจากการสั่นสะเทือนของโรเตอร์หรือเพลาคือว่าเครื่องทั้งหมดเคลื่อนไหวมากหรือน้อยตามหน่วย: การสั่นสะเทือนที่วัดได้บนเมานต์ส่วนใหญ่เกินการสั่นสะเทือนของโรเตอร์ตัวเอง ลายเซ็นนั้นเป็นเงื่อนงำว่าปัญหาอยู่ในส่วนรองรับ ไม่ใช่โรเตอร์ มันมีความเกี่ยวข้องอย่างใกล้ชิดกับ การสั่นพ้องของโครง and การสั่นพ้องเชิงโครงสร้างซึ่งอธิบายการขยายแบบเดียวกันที่เกิดขึ้นในเฟรมเครื่องหรือโครงสร้างโดยรอบ
2. ความถี่ธรรมชาติของระบบติดตั้ง
โหมดวัตถุแข็งบนตัวลดการสั่นสะเทือน
เครื่องที่นั่งบนตัวลดการสั่นสะเทือนทำตัวเป็นวัตถุแข็งบนสปริง และวัตถุแข็งในอวกาศมีองศาอิสระหกองศา — ดังนั้นมันมีความถี่ธรรมชาติของวัตถุแข็งหกความถี่
โหมดแปล (สาม)
- เด้งแนวตั้ง: การเคลื่อนไหวขึ้นลง โดยปกติจะมีความถี่ต่ำสุด — ประมาณ 5-15 Hz สำหรับการแยกส่วนทั่วไป
- การแปลแนวนอน (X และ Y): การเคลื่อนไหวจากข้างต่อข้าง โดยทั่วไปมีความถี่ประมาณ 1.5–2 เท่าของความถี่กระเพื่อมในแนวตั้ง
โหมดการหมุน (สามรูป)
- ม้วน: การหมุนรอบแกนตามยาว
- ขว้าง: การหมุนรอบแกนตามขวาง
- หันเห: การหมุนรอบแกนตั้งฉาก
- ความถี่: โดยทั่วไป 10–30 Hz ซึ่งขึ้นอยู่กับขนาดของเครื่องจักรและตำแหน่งของจุดศูนย์ถ่วง
โหมดคู่
- หากตัวฉนวนไม่ได้วางแบบสมมาตร หรือจุดศูนย์ถ่วงไม่ได้ตั้งศูนย์กลางอยู่เหนือตัวฉนวน โหมดต่างๆ จะเชื่อมโยงกัน
- การเลื่อนตำแหน่งและการหมุนเกิดขึ้นพร้อมกัน
- ผลลัพธ์ที่ได้คือรูปแบบการเคลื่อนไหวที่ซับซ้อน
- โหมดที่เชื่อมโยงกันเช่นนี้ยากต่อการวิเคราะห์และการแก้ไขมากกว่ากรณีที่ไม่เชื่อมโยงกันที่เรียบง่าย
3. เมื่อการสั่นพ้องของเสาหรือฐานเกิดขึ้น
การสั่นพ้องของระบบฉนวน
สถานการณ์ที่พบได้บ่อยที่สุด และเป็นสถานการณ์ที่ประหลาดใจ เนื่องจากเกิดขึ้นจากตัวฉนวนที่มีวัตถุประสงค์ลดการสั่นสะเทือน
- Design intent: ตัวฉนวนถูกเลือกเพื่อให้ความถี่ธรรมชาติของมันอยู่ที่ประมาณหนึ่งในสามถึงหนึ่งในห้าของความเร็วการทำงาน ซึ่งวางเครื่องจักรอยู่ในเขตฉนวนอย่างดี
- ปัญหา: หากเครื่องจักรทำงานต่ำกว่าความเร็วออกแบบของมัน หรือเพียงแต่ผ่านความถี่ของตัวฉนวนระหว่างการเริ่มต้น แรงขับจะมาถึงความถี่ธรรมชาตินั้น
- อาการ: การสั่นสะเทือนรุนแรงที่ความเร็วใกล้ความถี่ธรรมชาติของตัวแยก
- ระยะเวลา: ถูกจำกัดให้อยู่ในย่านความเร็วที่เฉพาะเจาะจง โดยทั่วไปคือแถบความเร็วที่แคบ
การสั่นพ้องของรางหรือสไลเดอร์
- รางการติดตั้งและแท่นเครื่องจักรมีโหมดการดัดตัวเองของพวกมัน
- ความถี่ทั่วไปอยู่ที่ 15–50 Hz ซึ่งขึ้นอยู่กับช่วงและความแข็ง
- ชุดประกอบทั้งหมดแกว่งไปบนรางที่ดัดตัว
- นี่เป็นเรื่องปกติในอุปกรณ์แบบโมดูลาร์ที่บรรจุหีบห่ออยู่เป็นหน่วยเดียว
วงเล็บหรือตัวรองรับการสั่นพ้อง
- อุปกรณ์ติดตั้งบนผนังหรือเพดานที่ยึดด้วยวงเล็บนั้นสัมผัสความเสี่ยงอย่างมาก
- วงเล็บหรือแขนรองรับมีความถี่ธรรมชาติของตัวเอง
- การเคลื่อนไหวของเครื่องจักรจะขยายตัวเมื่อความเร็วในการทำงานตรงกับความถี่นั้น
- การเคลื่อนไหวที่ขยายตัวแล้วจะส่งผ่านการสั่นสะเทือนไปยังโครงสร้างของอาคารเอง
4. การระบุตัวตนเพื่อการวินิจฉัย
ตัวชี้วัดสำคัญ
- การขยายเสียง: การสั่นสะเทือนที่วัดได้บนการยึดจำหน่ายนั้นมากกว่าการสั่นสะเทือนที่เครื่องจักรมากนั้นถือเป็นลักษณะเฉพาะของสภาวะดังกล่าว
- การแกว่งหรือกระเด้น: การเคลื่อนไหวของเครื่องจักรทั้งหมดที่มองเห็นได้
- ความไวต่อความเร็ว: รุนแรงเฉพาะในช่วงความเร็วที่แคบเท่านั้น
- ความถี่ต่ำ: โดยทั่วไปคือ 5–30 Hz สำหรับระบบการปลดปล่อย
- ความสัมพันธ์ของเฟส: จุดการยึดจำหน่ายทั้งหมดเคลื่อนไหวในเฟสเดียวกันสำหรับโหมดการกระเด้น หรือกระเด้นออกจากเฟสสำหรับโหมดการแกว่ง
ขั้นตอนการวินิจฉัย
- ระบุความถี่สั่นพ้อง จากยอดสูงสุดใน สเปกตรัมการสั่นสะเทือน.
- ทดสอบการแตกกระแทกบนการยึดจำหน่าย: ก การทดสอบการกระแทก แสดงความถี่ธรรมชาติของการยึดจำหน่ายโดยอิสระจากเครื่องจักรที่ทำงาน
- เปรียบเทียบ: หากความถี่สั่นพ้องในการทำงานตรงกับความถี่ธรรมชาติของการยึดจำหน่ายที่วัดได้ การสั่นพ้องของการยึดจำหน่ายจะได้รับการยืนยัน
- วัดตำแหน่งต่างๆ เพื่อสร้างความเข้าใจ เฟส ความสัมพันธ์ระหว่างจุดติดตั้ง
- ประเมินรูปแบบการสั่น: ตัดสินใจว่าการเคลื่อนไหวเป็นแบบกระเด็น แกว่ง หรือแบบการเชื่อมต่อ
สาขาวิจารณ์ที่สำคัญในช่วงแรกคือการแยกปัญหาการรองรับจากปัญหาของโรเตอร์ ลายเซ็นข้างต้น — การเคลื่อนไหวขนาดใหญ่บนมาวนต์ การเคลื่อนไหวต่ำของโรเตอร์ และจุดสูงสุดคงที่ที่ความถี่โครงสร้างแทนที่จะติดตามความเร็ว — ชี้ไปที่มาวนต์อย่างชัดเจน ควรระมัดระวังเพื่อไม่ให้สับสนระหว่างการสั่นพ้องของมาวนต์กับ เท้านุ่มซึ่งการรองรับด้านหนึ่งไม่นั่งแบนและทำให้เฟรมบิดเบี้ยว ทั้งสองสามารถอยู่ร่วมกันได้และทั้งคู่ยกระดับการสั่น
5. Solutions
สำหรับการสั่นพ้องของระบบ Isolation
การเปลี่ยนแปลงความแข็งของตัวแยก
- ตัวแยกแข็ง ยกระดับความถี่ธรรมชาติให้สูงกว่าความเร็วในการทำงาน
- ตัวแยกนุ่ม ลดความถี่ให้ต่ำกว่าช่วงการเริ่มต้น หากอุปกรณ์สามารถทนต่อการเบิ่งตัวแบบสถิตที่ใหญ่ขึ้นได้
- กฎการเลือก: ความถี่ของตัวแยกควรอยู่ต่ำกว่าหนึ่งในสามของความเร็วในการทำงานขั้นต่ำ
เพิ่มการหน่วง
- ใช้ตัวแยกที่มีการหน่วงแรงภายใน การลดแรงสั่นสะเทือน — มาวนต์อีลาสโตเมอร์แทนสปริงเหล็กเปล่า
- เพิ่มตัวลดแรงหนืดหรือแรงเสียดทานแบบขนานกับตัวแยก
- การหน่วงแรงลดจุดสูงสุดของการสั่นพ้องแม้เมื่อไม่สามารถขจัดความบังเอิญของความถี่ได้
ปรับปรุงการติดตั้งตัวแยก
- ตรวจสอบให้แน่ใจว่าตัวแยกแต่ละตัวมีการโหลดที่เหมาะสม — ไม่มีการเอียง ติดขัด หรือไม่มีการโหลด
- ยืนยันว่าตัวแยกเหมาะสมกับน้ำหนักของอุปกรณ์จริง ไม่ใช่น้ำหนักที่สันนิษฐาน
- ตรวจหาตัวแยกที่ติดแน่นหรือเสื่อมสภาพซึ่งสูญเสียความแข็งตามแบบการออกแบบ
- ยืนยันการวางตัวแยกแบบสมมาตรสัมพันธ์กับศูนย์กลางของแรงโน้มถ่วงเพื่อหลีกเลี่ยงโหมดการเชื่อมต่อ
สำหรับการสั่นพ้องของการติดตั้งโครงสร้าง
เสริมความแข็งแกร่งของโครงสร้างการติดตั้ง
- เพิ่มการสนับสนุนเสริมให้กับราง หรือสเกด
- เพิ่มความหนาของวงเล็บ หรือเพิ่มสันเสริม
- ลดความยาวของช่วงที่ไม่มีการสนับสนุน
- เชื่อมจุดติดตั้งที่แยกจากกันเข้าด้วยกันเพื่อให้ทำงานเป็นหน่วยเดียว
เปลี่ยนการกำหนดค่าการติดตั้ง
- เพิ่มการสนับสนุนกลางเพื่อลดความยาวของช่วง
- เปลี่ยนตำแหน่งจุดติดตั้งไปยังส่วนที่แข็งแกร่งกว่าของโครงสร้าง
- ใช้ฮาร์ดแวร์ติดตั้งที่มีประสิทธิภาพมากขึ้น
เนื่องจากการเคลื่อนไหวทั้งหมดนี้ทำงานโดยการเลื่อนความถี่ธรรมชาติ โครงสร้างการสนับสนุน’s ความแข็งของฐานราก คือคันโยกที่พวกเขาดึง; a เครื่องคำนวณความถี่ธรรมชาติของฐานราก ช่วยยืนยันว่าการเปลี่ยนแปลงการเสริมความแข็งแกร่งนั้นจริง ๆ แล้วเลื่อนความถี่ออกจากความเร็วในการทำงาน
โซลูชันการดำเนินงาน
- ข้อจำกัดความเร็ว: หลีกเลี่ยงการทำงานอย่างต่อเนื่องที่ความเร็วเรโซแนนต์
- การเร่งความเร็วอย่างรวดเร็ว: ผ่านเรโซแนนซ์อย่างรวดเร็วระหว่างการเริ่มต้นเพื่อให้พลังงานสะสมน้อยลง
- ลดการรบกวน: ปรับปรุง สมดุล เพื่อลดแรงกระทำที่ความถี่เรโซแนนต์
6. การออกแบบการแยกสั่น และอุปกรณ์ที่เชื่อมต่อ
การออกแบบการแยกสั่น
การออกแบบการแยกเสียงป้องกันเรโซแนนซ์การติดตั้งตั้งแต่แรกโดยการรักษาความเร็วในการทำงานให้อยู่ห่างจากความถี่ธรรมชาติของการติดตั้ง’s
- อัตราส่วนความถี่: ความถี่ของตัวรองรับแยกควรเป็นไปตาม fตัวแยก < 0.3 × fการดำเนินงานขั้นต่ำ.
- ความสามารถในการถ่ายทอด: อยู่ที่เรโซแนนซ์พอดี ความสามารถในการแพร่กระจาย สามารถเกิน 10 — ตัวรองรับจะขยายสัญญาณแทนที่จะแยก ซึ่งตรงกันข้ามกับจุดประสงค์ของมัน
- ช่วงการทำงาน: ความถี่การทำงานทั้งหมดควรอยู่เหนือ 2–3× ความถี่ของตัวรองรับแยกเพื่อการแยกที่มีประสิทธิภาพ
- Startup: การผ่านช่วงเรโซแนนซ์ที่สั้นและมีแอมพลิจูดสูงในระหว่างการเดินของเครื่องนั้นเป็นที่ยอมรับได้ หากระยะเวลานั้นสั้น
การเลือกตัวรองรับแยกที่ตรงตามเป้าหมายเหล่านี้เป็นการออกแบบขนาดตามปกติ เครื่องคิดเลขการเลือกตัวรองรับสั่น ตรงกับความแข็งของตัวรองรับกับมวลของเครื่องจักรและความเร็ว และ เครื่องคิดเลขการแยกสั่นของเครื่องจักร ประมาณประสิทธิภาพการแยกที่เกิดขึ้น
อุปกรณ์คู่กัน
อุปกรณ์ขับเคลื่อนด้วยมอเตอร์ที่ติดตั้งบนแผ่นฐานร่วมทำให้เกิดความซับซ้อนของมันเอง:
- ชุดประกอบทั้งหมดมีโหมดเรียบง่ายของตัวหลัก (rigid-body modes) บนตัวรองรับของมัน
- มอเตอร์และเครื่องจักรที่ถูกขับเคลื่อนเชื่อมต่อการสั่นของพวกมันผ่านแผ่นฐานร่วม
- เรโซแนนซ์สามารถถูกกระตุ้นจากเครื่องจักรใดเครื่องหนึ่ง โดยไม่คำนึงถึงว่าอันไหนเป็นแหล่งกำเนิดที่ดังกว่า
- จึงต้องถือว่าเป็นระบบเดียวที่สมบูรณ์ ไม่ใช่เครื่องจักรอิสระสองเครื่อง
7. เครื่องมือวัดและวิเคราะห์
การวิเคราะห์โหมด
- การวิเคราะห์โหมด ระบุลักษณะทั้งหมดของทุกโหมดระบบการติดตั้ง
- มันระบุความถี่ การหน่วง และรูปแบบโหมดของแต่ละอันแต่ละอัน
- ข้อมูลดังกล่าวนำไปใช้โดยตรงในการปรับเปลี่ยนการออกแบบ
- สามารถดำเนินการได้ด้วยวิธีการทดลองโดยใช้ การทดสอบแรงกระแทก หรือสามารถคาดการณ์ได้ด้วยการวิเคราะห์องค์ประกอบจำกัด
รูปร่างการเบี่ยงเบนการทำงาน (ODS)
- การวิเคราะห์ ODS แสดงรูปแบบการเคลื่อนไหวจริงขณะที่เครื่องจักรทำงาน
- สามารถแยกความแตกต่างระหว่างการสั่นพ้องของการติดตั้งและการสั่นพ้องของโรเตอร์ได้อย่างชัดเจน
- It reveals which mode is active — bounce, rock or coupled.
- ชี้นำให้ทราบว่าต้องเพิ่มความแข็งที่ใดเพื่อให้ได้ผลที่มากที่สุด
ในสถานที่ติดตั้งเครื่องจักร เครื่องมือพกพาเดียวกันที่ใช้สำหรับการสมดุลแบบประจำรูปรองรับงานจำนวนมากนี้ เครื่องวิเคราะห์สองช่องสัญญาณ เช่น บาลานเซ็ต-1A จับความกว้างและเฟสที่หลายจุดบนโครงเมาท์ และความสามารถในการทดสอบการกระแทกจะวัดความถี่ธรรมชาติของโครงเมาท์โดยตรง — ให้วิศวกรสามารถยืนยันการสั่นพ้องของการติดตั้งที่สงสัย ตัดสินใจว่าวิธีแก้ไขคือการรองรับที่แข็งกว่า หรือการสมดุลที่ดีขึ้น และตรวจสอบการแก้ไขหลังจากทำเสร็จแล้ว
การสั่นพ้องของการติดตั้งสามารถสร้างการสั่นที่รุนแรงแม้บนเครื่องจักรที่ได้รับการบำรุงรักษาอย่างดีและสมดุลดี เพียงเพราะปัญหาอยู่ในโครงรองรับมากกว่าโรเตอร์ การทำความเข้าใจความถี่ธรรมชาติของระบบการติดตั้ง — โดยเฉพาะอย่างยิ่งเครื่องแยกการสั่น — และการแยกให้ห่างจากความเร็วการทำงานเป็นส่วนสำคัญของการควบคุมการสั่นที่สำเร็จในการติดตั้งเครื่องจักรหมุนใด ๆ
