Резонанс конструкции вентилятора
В данной статье рассмотрен очередной дефект проекта/монтажа вентилятора, приведший к повышенной вибрации. Определяем причину и находим решение проблемы.
Пригласили на вентилятор для поиска постороннего шума от него. Источником было касание вибрирующей улитки о подшипниковый щит электродвигателя, с этим быстро разобрались. Но при измерении вибрации обнаружили ее повышенный уровень (>4,5 мм/с).
Данные измерений (СКЗ виброскорости в диапазоне 10-1000 Гц):
Спектр виброскорости в горизонтальном направлении:
Как видим, вибрация на оборотной частоте 24,2 Гц. Достаточно большая разница амплитуд в вертикальном и горизонтальном направлениях может свидетельствовать о большем вкладе резонанса, чем дисбаланса. Проверяем на наличие резонанса. Даю команду на отключение агрегата, а сам в это время в режиме без усреднений наблюдаю за амплитудой вибрации на выбеге. Сразу после отключения амплитуда виброскорости вырастает до 11 мм/с и резко падает до 1,6 мм/с, затем еще один рост и резкое падение. Очень похоже, что мы в области резонанса. Дождавшись окончания выбега измеряю собственные часто тестом на удар.
Спектр собственных частот подтверждает, что при номинальной частоте вращения мы находимся в области резонанса, так же виден еще один пик в районе 15 Гц, который мы всегда проходим при разгоне-выбеге.
Осматривая крепление рамы агрегата вижу проектный или монтажный дефект. Основание из швеллеров, к которому должна крепиться рама вентилятора, не соответствует размеру рамы. При этом, опорная часть рамы вентилятора сделана из П-образного профиля, а прилегание к основанию должно быть "ножками" этого профиля. Из-за несоответствия размеров П-образный профиль находился на швеллере лишь одной своей стороной, что уменьшало жесткость всей конструкции.
В связи с этим просто напрашивалась дополнительная опора под висящую в воздухе часть рамы. Было принято решение использовать имитацию домкрата в виде шпильки с накрученными на ее концы гайками.
Включаю прибор в режим измерения без усреднений и регулирую положение гайки на шпильке. В начальный момент происходит резкий рост вибрации до 18 мм/с, вся конструкция вентилятора начинает дребезжать. Это и логично, увеличивая жесткость мы смещаем собственную частоту в сторону оборотной и при их полном совпадении получаем максимальную вибрацию. Тут главное не бояться и не задерживаясь на пике резонанса продолжать увеличивать жесткость, задача - перепрыгнуть собственной частотой через оборотную и отвести ее как можно дальше. В результате было сделано не более 5 оборотов гайкой, а вибрация значительно упала.
Данные вибрации после установки и регулировки дополнительной опоры:
Домкраты оставлять после себя - плохой тон, поэтому в протоколе владельцу оборудования указал, что виброналадка будет окончена после установки дополнительной опоры под раму в виде уголка.
При этом крепление уголка (болтовое соединение или сварка) выполнять под моим контролем, так как необходимо обеспечить требуемую жесткость.