Розуміння наростаючого резонансу

Пристрої

Портативний балансир та віброаналізатор Balanset-1A.

$2,353.83

Деталі

Датчик вібрації</trp-post-container

$107.26

Деталі

Оптичний датчик (лазерний тахометр)</trp-post-container

$147.78

Пристрої

Balanset-4</trp-post-container

$8,107.90

Деталі

Магнітна підставка Insize-60-kgf</trp-post-container

$54.82

Деталі

Світловідбиваюча стрічка</trp-post-container

$11.92

Пристрої

Динамічні ваги "Балансет-1А" OEM</trp-post-container

$2,067.80

Визначення: Що таке наростаючий резонанс?

Наростаючий резонанс є резонанс стан, за якого система кріплення, включаючи віброізолятори, монтажні рейки, кронштейни, полозки або весь вузол обладнання на його опорах, вібрує в одному зі своїх власні частоти у відповідь на збудження від обертового механізму. Це створює ситуацію, коли вся встановлена машина підстрибує, хитається або коливається як тверде тіло на своїх кріпленнях, з амплітудами, що значно перевищують ті, що відбувалися б при жорсткому кріпленні.

Монтажний резонанс особливо поширений в обладнанні, що використовує системи віброізоляції, але також може виникати в звичайних жорстко змонтованих установках, якщо монтажна конструкція має недостатню жорсткість. Це явище є ключовим фактором при проектуванні віброізоляції та його необхідно ретельно уникати або контролювати шляхом правильного вибору ізолятора та проектування системи кріплення.

Власні частоти системи кріплення

Моди твердого тіла на ізоляторах

Обладнання на віброізоляторах має шість власних частот твердого тіла:

Трансляційні режими (3)

• Вертикальний відскок: Рух вгору-вниз, зазвичай найнижча частота (5-15 Гц для типової ізоляції)
• Горизонтальні переміщення (X та Y): Рухи з боку в бік, зазвичай 1,5-2× вертикальна частота

Обертальні режими (3)

• Рулон: Обертання навколо поздовжньої осі
• Крок: Обертання навколо поперечної осі
• Низкання: Обертання навколо вертикальної осі
• Частоти: Зазвичай 10-30 Гц, залежить від розмірів обладнання та розташування центру ваги

Зв'язані режими

• Якщо ізолятори не симетричні або центральна грань не центрована, моди з'єднуються
• Переміщення та обертання відбуваються одночасно
• Створює складні рухові патерни
• Складніше аналізувати та виправляти

Коли виникає резонанс нарощування

Резонанс системи ізоляції

Найпоширеніший сценарій резонансу кріплення:

• Мета дизайну: Ізолятори, вибрані з власною частотою від 1/3 до 1/5 швидкості обертання машини
• проблема: Якщо машина працює нижче розрахункової швидкості або перевищує частоту ізолятора під час запуску
• Симптом: Сильна вібрація на швидкостях, близьких до власної частоти ізолятора
• Тривалість: Трапляється лише в певному діапазоні швидкостей

Резонанс рейки або полозка

• Монтажні рейки або опори обладнання мають власні режими згинання
• Типові частоти: 15-50 Гц залежно від діапазону та жорсткості
• Весь вузол обладнання хитається на рейках
• Поширені в модульних комплектах обладнання

Резонанс кронштейна або опори

• Настінне або стельове обладнання на кронштейнах
• Кронштейн або опорний важіль має власну частоту
• Рух обладнання посилюється при збігу частоти
• Може передавати вібрацію в конструкцію будівлі

Діагностична ідентифікація

Ключові показники

• Посилення: Вібрація на кріпленні >> вібрація на обладнанні
• Гойдалка/Підстрибування: Видимий рух усієї машини
• Чутливий до швидкості: Важкий лише у вузькому діапазоні швидкостей
• Низька частота: Типовий діапазон 5-30 Гц для ізольованих систем
• Фазові зв'язки: Усі точки кріплення рухаються синфазно (режим підстрибування) або антифазно (режим гойдання)

Діагностична процедура

1. Визначте резонансну частоту: Від спектр коливань пік
2. Кріплення для випробувань на удар: Випробування на ударну напругу для визначення власної частоти кріплення
3. Порівняйте: Якщо резонансна частота ≈ власна частота монтажу → підтверджено резонанс монтажу
4. Вимірювання кількох місць розташування: Перевірте фазові співвідношення між точками монтування
5. Оцінити режим форми: Визначте, чи є режим відскоку, гойдання чи зв'язку

Рішення

Для резонансу ізоляційної системи

Зміна жорсткості ізолятора

• Жорсткіші ізолятори: Підвищує власну частоту вище робочої швидкості
• М'якші ізолятори: Знижує частоту нижче діапазону запуску (якщо обладнання може це витримувати)
• Вибір: Частота ізолятора повинна бути < 1/3 мінімальної робочої швидкості

Додати демпфування

• Використовуйте ізолятори з вбудованим демпфуванням (еластомерні пружини проти сталевих)
• Додайте в'язкі або фрикційні амортизатори
• Зменшує амплітуду резонансного піку, навіть якщо зберігається відповідність частоти

Покращення встановлення ізолятора

• Переконайтеся, що всі ізолятори належним чином заряджені (не зведені та не заклинені)
• Перевірте відповідність ізоляторів фактичній вазі обладнання
• Перевірте наявність заклинених або пошкоджених ізоляторів
• Забезпечте симетричне розташування відносно центру ваги

Для резонансу структурного монтажу

Зміцнення монтажної конструкції

• Додайте кріплення до рейок або полозів
• Збільште товщину кронштейна або додайте косинки
• Скоротіть непідтримувані прольоти
• Зв'яжіть точки кріплення разом

Зміна конфігурації кріплення

• Додайте проміжні опори для зменшення прольотів
• Перенесіть точки кріплення в більш жорсткі місця
• Використовуйте більш міцні монтажні елементи

Операційні рішення

• Обмеження швидкості: Уникайте роботи на резонансних швидкостях
• Швидке прискорення: Швидке проходження резонансу під час запуску
• Зменшення збудження: Покращити баланс мінімізувати вплив на резонансній частоті

Особливі міркування

Конструкція віброізоляції

Правильне проектування системи ізоляції запобігає монтажному резонансу:

• Співвідношення частот: ф_{ізолятор} < 0,3 × f_{мінімальний робочий}
• Передаваність: При резонансі коефіцієнт передачі може бути > 10 (посилення, а не ізоляція)
• Робочий діапазон: Для ефективної ізоляції переконайтеся, що всі робочі частоти > 2-3× частота ізолятора
• Розгляд стартапу: Приймати високу вібрацію, що проходить через резонанс, якщо вона короткочасна

Зчеплене обладнання

Обладнання з моторним приводом на спільній опорній плиті:

• Вся збірка має режими жорсткого тіла на кріпленнях
• Вібраційний зв'язок двигуна та приводного обладнання через опорну плиту
• Резонанс може бути збуджений будь-якою машиною
• Потрібно розглядати як цілісну систему, а не окремі машини

Інструменти вимірювання та аналізу

Модальний аналіз

• Повна характеристика всіх режимів монтажної системи
• Визначає частоту, затухання та форму моди для кожної моди
• Надає дані для модифікації дизайну
• Може бути виконано експериментально або за допомогою методу скінченних елементів (МСЕ)

Робоча форма прогину (ODS)

• Візуалізуйте фактичну картину руху під час роботи
• Відрізняє монтажний резонанс від резонансу ротора
• Показує, який режим активний (підстрибування, гойдання тощо)
• Направляє розміщення модифікацій елементів жорсткості

Монтажний резонанс може створювати сильну вібрацію навіть у добре обслуговуваних, належним чином збалансованих механізмах. Розуміння власних частот монтажних систем, зокрема систем віброізоляції, та забезпечення належного розділення частот від робочих швидкостей є важливим для успішного контролю вібрації в установках обертового обладнання.

---

← Назад до головного індексу