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技術(shù)文章

機(jī)械共振時(shí)的特征及其解決措施

1. 對(duì)動(dòng)平衡的努力沒(méi)有效果
一般，對(duì)于處于或接近共振的機(jī)器，想平衡好是很難的;如果機(jī)器處于共振區(qū)域，那么即使很小的轉(zhuǎn)速，也會(huì)導(dǎo)致相位發(fā)生劇烈的變化，變化幅度有可能接近180°;因此需要把動(dòng)平衡的轉(zhuǎn)子從機(jī)器上拆下來(lái)，在固定的動(dòng)平衡機(jī)上進(jìn)行動(dòng)平衡。

2. 高度定向振動(dòng)
在正交的三個(gè)方向上有一個(gè)方向與其他兩個(gè)方向相比較共振振動(dòng)在這個(gè)方向引起更大的振動(dòng)(例如，水平方向振動(dòng)可能比垂直方向或軸向方向振動(dòng)大10倍)。如果發(fā)生共振，通常共振方向的振動(dòng)比其它正交的兩個(gè)方向的振動(dòng)大5到15倍?，F(xiàn)在許多專家診斷軟件系統(tǒng)利用這一事實(shí)查找可能的共振。這也就是為什么在定期的預(yù)測(cè)維修巡檢中要在每個(gè)軸承的所有三個(gè)方向測(cè)量振動(dòng)的重要性。

3. 共振測(cè)量方向的相位特征
共振頻率將表明，在機(jī)器共振方向，相位隨轉(zhuǎn)速變化很大，因?yàn)樵谧哉耦l率處相位將變化90度，完全通過(guò)共振時(shí)相位幾乎變化180度，其與存在的阻尼值有關(guān)。另一方面，同時(shí)，非共振測(cè)量方向相位的變化可能很小，因?yàn)樗鼈兾唇?jīng)受自振頻率共振。

4. 與共振測(cè)量方向垂直的測(cè)量方向大致的相位差
如果一個(gè)徑向方向共振，振動(dòng)傳感器轉(zhuǎn)過(guò)90度測(cè)量其他方向的振動(dòng)時(shí)，相位差將接近或0度或180度，與設(shè)置振動(dòng)傳感器的側(cè)面有關(guān)(不是像在不平衡占優(yōu)勢(shì)的情況中那樣相位差約90度)。即，如果水平方向共振，則水平方向相位與垂直方向相位或是相等或是相差約180度。這是由于在自振頻率處運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)引入另外附加的90度相位變化之故。在任何一種情況下，水平與垂直方向相位差0度或180度代表共振高度定向的振動(dòng)特性(或者偏心)。

5. 共振尖峰特征形狀
通常，共振尖峰在其基礎(chǔ)處有較寬的裙圍，而非共振的尖峰的裙圍更窄。即，共振尖峰的基礎(chǔ)通常比非共振尖峰的基礎(chǔ)寬。

6. 出現(xiàn)共振時(shí)的頻率
共振不僅發(fā)生在1X轉(zhuǎn)速頻率。它可以是對(duì)與自振頻率一致的任何強(qiáng)迫振動(dòng)頻率的響應(yīng)。這些情況下，比較這個(gè)方向這個(gè)頻率的振動(dòng)幅值和其他兩個(gè)正交方向的相同頻率的振動(dòng)幅值很有用。如果共振，這個(gè)頻率應(yīng)該比這三個(gè)方向之一的振動(dòng)頻率更高。這個(gè)頻率可能是4X，5X，或6X轉(zhuǎn)速頻率處的尖峰(或者甚至更高頻率)，這些頻率相應(yīng)于葉片通過(guò)頻率(BPF)，軸承故障頻率，齒輪嚙合頻率(GMF)，或者甚至機(jī)器松動(dòng)狀態(tài)的振動(dòng)頻率。如果導(dǎo)致強(qiáng)迫振動(dòng)頻率本身振動(dòng)幅值的降低的這個(gè)激振頻率源起作用，它也可能把這個(gè)自振頻率的響應(yīng)降低到迫振動(dòng)頻率。請(qǐng)記住，共振頻率幅值=靜振幅×放大因子Q。

7. 任何共振體的過(guò)大的振動(dòng)和動(dòng)應(yīng)力
不僅必須研究機(jī)器轉(zhuǎn)子(旋轉(zhuǎn)件)的共振，還應(yīng)研究激起支承框架，基礎(chǔ)甚至連接管道的自振頻率。疲勞故障經(jīng)常發(fā)生在連接框架或管道上，這是因?yàn)樗鼈儗?duì)來(lái)自機(jī)器的強(qiáng)迫振動(dòng)頻率發(fā)生共振。解決問(wèn)題要求或是降低機(jī)器中強(qiáng)迫振動(dòng)頻率源，把共振框架體與機(jī)器隔離，改變轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速或者改變框架體本身的自振頻率。

8. 以前從未發(fā)生共振的機(jī)器長(zhǎng)期運(yùn)行中突然發(fā)生共振
多年沒(méi)有共振故障的機(jī)器沒(méi)有什么警告或先兆突然發(fā)生共振。例如，軸承磨損可能降低軸和軸承系統(tǒng)的剛性，降低自振頻率，使之與強(qiáng)迫振動(dòng)頻率一致而發(fā)生共振。還有，簡(jiǎn)單地更換滑動(dòng)軸承可以引起自振頻率的變化，如果樹(shù)軸承不恰當(dāng)?shù)刂圃旌凸蜗饕耘c軸很好地連續(xù)地接觸，使轉(zhuǎn)子發(fā)生共振。這種情況下，您適當(dāng)?shù)匕惭b軸承，檢查要求的間隙指標(biāo)和適當(dāng)?shù)貙?duì)中軸承就能解決問(wèn)題。這些影響共振的每一個(gè)項(xiàng)目的原因就是他們對(duì)剛性有直接影響。