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何为共振,江苏振迪检测来为您解析!

文/ 发布于 : 2021-04-19    浏览次数:4221

共振所发生的特定的频率,我们称为共振频率共振经常发生于机械、结构、管路、视听等系统。

  一般而言我们经常会将下述名词溷为一谈,下述三种有着相同的概念,但其中却又各有差别,仍须详细探讨建立正确观念,此为进入共振的第一课题。

自然频率(NATURAL FREQUENCY)

共振频率(RESONANCE)

临界转速(CRITICAL SPEED)

 

影响自然频率的因素:

  较软的零件材料的自然频率较低,较刚性的材料或固定方式即拥有较高的自然频率;若于弹性系统中加入一个重量,将使的该系统的自然频率下降,那是因为重量位置改变造成静弯曲,改变重心位置,导致自然频率下降,换言之若使静弯曲的问题尽量降低,而自然频率即会上昇。

  补充:通常被定义为弹簧系统的东西,必定为:挠性或弯曲材料以及旋转体。

 

共振的问题讨论:

  通常共振经常被讨论的范围:

1.造纸机辊轮(通常为直径2呎以下的辊轮)

2.高速透平机和离心式压缩机(通常在设计转速时讨论共振问题)

  一般风车、鼓风机、泵浦等较少被研究共振这方面的问题,因为该类设备转速并不高且转速通常固定不变。

  例如此同一型态的设备,用于同一製程,但操作转速却经常有些微的差异,此差异极可能造成设备中某些部件的共振而产生与其他同型设备有不相同的振动量与振动方向。

  共振的产生并不仅仅发生于两个支撑架上方的机械设备或结构,亦可能发生于两个物体的结合部位,如螺丝或焊接结合处与其他连结处,如此的弹性系统均可能有各自拥有的自然频率。

  例如:某木材厂,透过马达製造厂欲改善马达共振问题而改变切台机马达的框架而造成振动过大的问题。

 

共振与多倍转速频率的关系:

  共振频率的讨论与研究经常在低转速设备被忽略,而低转速固然是低频率,但设备中其他元件(尤其是驱动元件与叶片),所造成的振动频率经常是转速的数倍或数十倍,此极可能为共振的来源。

  例如:某铣床场所生产的M-8688铣床经过测试共振频率为81HZ(4860CPM),但操作铣刀主轴转速于600RPM时发生振动过大现象导致产品精度不良。

 

  无论如何PUMP或风车的叶片频率(VANE PASS FERQUENCY)并非仅是共振所致,亦可能为流量太低或叶片偏心或变形导致,必须考虑流量问题或叶片外型问题,如流量低于最有效率流量的40%及造成流体扰流问题而产生叶片振动。

设备上的多次临界转速

  一个系统均有超过一个以上的临界转速,第一临界转速与其他更高的临界转速的关係并不一定为倍数关係,因为每个临界转速的形成掺杂许多因素,故成倍数关係的临界转速是相当罕见的。

  一般临界转速的关系如下说明:

1.以一个材质均匀且平直的樑两端固定或平面轴承支撑的材质与直径均匀的

  转轴,假设第一临界转速为1,而其第二、第三、第四临界转速分别为:

  5 2 / 3 2、7 2/ 3 2、9 2/ 3 2。

2.以一个材质均匀且平直的樑两端浮动支撑或两端半径较小的滚动元件的滚

  动轴承支撑的材质与直径均匀的转轴,假设第一临界转速为1,而其第二、

  三、第四临界转速分别为2 2 、3 2、4 2。

 

共振与相位的关系

  设备在低于共振频率以下的转速运转时,其运转相位不变,当转速持续上昇,接近共振频率时相位开始改变,当转速与共振频率重合时相位正好改变90度,若转速持续增加且远离共振频率将产生与原相位180度差的相位变化。

  共振相位改变的原因与旋转中心与轴心及质心的改变有关。

 

临界转速与振动幅度的关系:

图片1.png 

临界转速与振动幅度的关係

 

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