帶壓開孔機的共振是指帶壓開孔機的單個部件、組合部件的自然頻率。任何一件物體的所有結構都有共振頻率,如果使用足夠的力敲擊結構,結構會以自然頻率振動。
一個物體或物體結構在它的三個方向上都會有共振頻率(水平、垂直、軸向)。由於激振力在共振頻率附近,共振會放大振動。需要注意的是,帶壓開孔機的共振現象只是放大了這種振動,而不是振動源。共振故障主要有兩種形式,臨界轉速-當一個部件以其自然頻率旋轉時,會發生。
1.臨界轉速
1.1臨界轉速理解起來很簡單,就是讓旋轉速度(rpm)與鑽杆或與帶壓開孔刀切割管道時的自然頻率(cpm)相同。
1.2以臨界轉速旋轉時,帶壓開孔機鑽杆很小的剩餘不平衡量,對管道或帶壓開孔機本身足夠產生很大的振動。
1.3帶壓開孔機的液壓馬達通過啟機或停機,可以得到鑽杆或帶壓開孔刀的臨界轉速。
1.4帶壓開孔機的變速箱的臨界轉速可能不好測試,這是很常見。以其共振頻率(或者在共振頻率附近)旋轉時會產生很大振動,導致其它故障。例如,變速箱的自然頻率和液壓馬達的轉速相同時,變速箱體會產生共振現象。
1.5如果液壓馬達的轉速很高,1.2以及1.3臨界轉速會產生。
在帶壓開孔的機械共振中,常見的激勵有液壓馬達直接作用的交變力、支承或鑽體的振動與旋轉件的不平衡慣性力等。共振時的激勵頻率稱為共振頻率,近似等於帶壓開孔機系統的固有頻率。
對於單自由度系統(例如:變速箱體、液壓工作泵站等),共振頻率只有一個。對於多自由度線性系統,有多個共振頻率,會相應地在帶壓開孔機系統中出現多個共振峰。帶壓開孔發生共振現象時,液壓工作泵站輸入系統的功與阻尼所耗散的功相平衡,共振峰的形狀與阻尼密切相關。因此,在設計帶壓開孔機系統時要充分考慮共振的現象對帶壓開孔工程施工精度存在的影響。在一般情況下共振是有害的,會引起機械和結構很大的變形和應力變化,或造成衝擊力的峰值甚造成破壞性對設備或管道的事故。
如果所有特徵都不能確認是共振故障,那麼對帶壓開孔機或管道的結構進行「敲擊測試」。雖然該測試有高科技方法,但是也有簡單的。對停止運轉設備的結構進行敲擊(設備運轉時,也可進行敲擊測試),測試其響應。
糾正共振故障,有以下幾種方法:
1.增加帶壓開孔機結構的剛度。增加了剛度顯然會抑制部件的共振發生,但這個方法會增加帶壓開孔機結構的共振頻率。
2.增加帶壓開孔機結構的質量。
3.改變激振力的頻率,改變帶壓開孔的轉速。
4.在帶壓開孔機結構上增加動態減震器。利用這個方法相對於給結構增加一個音叉。減震器會以結構的共振頻率進行振動,但是振動的相位相反,這樣就能降低結構共振產生的振動信號。應該根據激振力選擇合適大小的減震器。