haku: @instructor Puttonen, Jari / yhteensä: 9
viite: 4 / 9
| Tekijä: | Leso, Niko |
| Työn nimi: | Akseliston tuennan ja perustuksen vaikutus koneen värähtelyvasteeseen |
| The effect of axle support and foundation on machine's vibration response | |
| Julkaisutyyppi: | Diplomityö |
| Julkaisuvuosi: | 2010 |
| Sivut: | 129 [+15] Kieli: fin |
| Koulu/Laitos/Osasto: | Insinööritieteiden ja arkkitehtuurin tiedekunta |
| Oppiaine: | Talonrakennustekniikka (Rak-43) |
| Valvoja: | Puttonen, Jari |
| Ohjaaja: | Puttonen, Jari |
| OEVS: | Sähköinen arkistokappale on luettavissa Aalto Thesis Databasen kautta.
Ohje Digitaalisten opinnäytteiden lukeminen Aalto-yliopiston Harald Herlin -oppimiskeskuksen suljetussa verkossaOppimiskeskuksen suljetussa verkossa voi lukea sellaisia digitaalisia ja digitoituja opinnäytteitä, joille ei ole saatu julkaisulupaa avoimessa verkossa. Oppimiskeskuksen yhteystiedot ja aukioloajat: https://learningcentre.aalto.fi/fi/harald-herlin-oppimiskeskus/ Opinnäytteitä voi lukea Oppimiskeskuksen asiakaskoneilla, joita löytyy kaikista kerroksista.
Kirjautuminen asiakaskoneille
Opinnäytteen avaaminen
Opinnäytteen lukeminen
Opinnäytteen tulostus
|
| Sijainti: | P1 Ark Aalto | Arkisto |
| Avainsanat: | machine foundation vibration response interaction modeling precision kone perustus värähtelyvaste vuorovaikutus mallinnustarkkuus |
| Tiivistelmä (fin): | Diplomityössä selvitettiin, miten eri perustusvaihtoehdot vaikuttavat koneen värähtelyvasteeseen sekä arvioitiin koneen ja perustuksen vuorovaikutuksen mallinnustarkkuuden merkitystä. Tutkimus kohdistui koneeseen, joka oli tyypiltään keskisuuri teollisuusympäristöön sijoittuva puhallin. Tutkimukseen valitut perustusvaihtoehdot valittiin laajalta jäykkyysalueelta. Perustuksen vaikutusta värähtelyvasteeseen tutkittiin kokeellisesti ja laskennallisesti tunnetulla epätasapainomassalla puhaltimen käyntinopeusalueella 30...90 Hz ja jokaisella asennusvaihtoehdolla. Lisäksi tutkimuksessa esitettiin tutkittujen rakenteiden värähtelykäyttäytymistä kuvaava teoria. Tutkimuksessa puhallin asennettiin jäykästi massiiviselle perustukselle, jonka laatan paksuus oli 750 mm ja ohuelle perustukselle, jonka laatan paksuus oli 250 mm. Lisäksi puhallin asennettiin kumieristimillä ohuelle perustukselle. Iskumittausten tulosten perusteella massiivisen ja ohuen perustuksen määräävät ominaistaajuudet olivat 155 ja 70 Hz. Puhaltimen laakeritukien ja asennuspisteiden mitatut pystysuuntaiset maksimivasteiden amplitudit olivat massiivisella perustuksella 3,6 ja 6,7 µm ja ohuella perustuksella 3,0 ja 5,7 µm. Massiivisella perustuksella puhaltimen mitatut ja lasketut värähtelyvasteet olivat lähellä toisiaan. Ohuella perustuksella värähtelyvasteet erosivat toisistaan selvästi ja elementtimallissa laakeritukien maksimivasteen amplitudi oli 4-kertainen verrattuna mitattuun arvoon. Mallissa puhaltimen ja ohuen perustuksen yhteiset ominaismuodot olivat samassa vaiheessa, mutta todellisessa tilanteessa esiintyi myös vaihe-eroja. Tämä kertoo koneen ja perustuksen liitosalueen mallinnuksen vaikeudesta. Tutkimuksessa tehdyn moodianalyysin tulosten perusteella määritettiin puhaltimen mitattujen ja mallinnettujen pakkovärähtelymuotojen väliset yhteensopivuutta kuvaavat MAC-arvot. Massiivisella ja ohuella perustuksella puhaltimen ominaismuotojen yhteensopivuudet mitattuihin arvoihin olivat 43 - 96 % ja 39 - 50 % ja taajuuksien yhteensopivuudet 82 - 94 % ja 70 - 98 %. Kun puhallin oli asennettu kumieristimillä, ominaismuotojen ja -taajuuksien yhteensopivuudet olivat 31 ja 85 % Koneen asennus koneen runkorakenteen suhteen korkean jäykkyyden perustukselle antaa paremman mallinnusvarmuuden verrattuna joustavaan perustukseen. Korkean jäykkyyden perustuksen vaikutus koneen värähtelykäyttäytymiselle on vähäinen, koska perustuksen ominaistaajuudet ovat korkeat ja dynamiikka on yksinkertaisempi verrattuna joustavaan perustukseen. Koneen asennus joustavalle perustukselle on suositeltavaa toteuttaa esimerkiksi kumieristimillä, koska tällöin perustuksen vaikutusta värähtelyvasteeseen ei tutkitun tyyppisellä koneikolla tarvitse ottaa huomioon suunnittelussa. Kumieristimien dynaamisten ominaisuuksien tarkempi tutkimus havaittiin tärkeäksi kehityskohteeksi, jotta eristimien toiminnan mallinnustarkkuutta voidaan parantaa. |
| Tiivistelmä (eng): | The primary focus of this Master's thesis was to investigate how different foundation alternatives affect a machine's vibration response and to evaluate the importance of modeling accuracy of machine and foundation interaction. This study was restricted to a midsized fan, which is situated in an industrial environment. Foundation alternatives were selected from a wide range of stiffness. Experimental tests and calculations were performed to investigate the foundation's effect on the fan's vibration response in its operational range of 30...90 Hz and with every installation alternative. In addition, the study presented a theory describing the vibration behavior characteristics of the structures examined. The fan was installed on a massive foundation with thickness of 750 mm and on a thin foundation with thickness of 250 mm. In addition, the fan was installed on the thin foundation with rubber isolators. According to shock test results, the dominant eigenfrequencies of the massive and thin foundation were 155 and 70 Hz. The maximum vertical vibration response amplitudes of bearing supports and installation points were 3.6 and 6.7 µm on the massive foundation and 3.0 and 5.7 µm on the thin foundation. The fan's measured and calculated vibration responses were close to each other on the massive foundation. Vibration responses differed clearly on the thin foundation and the calculated maximum vibration response amplitude of the bearing supports was 7-fold compared to the measured value. The calculated joint eigenmodes of the fan and the thin foundation were in the same phase, but in reality phase difference occurred. This shows the inaccuracy of modeling a connection area between a machine and a foundation. MAC -values describing the compatibility between measured and modeled forced vibration modes were determined according to modal analysis results. On the massive and thin foundations, the fan's eigenmode compatibilities in relation to measured values were 43 - 96 % and 39 - 50 % and the frequency compatibilities were 82 - 94 % and 70 - 98 %. When the fan was installed with rubber isolators, the eigenmode and -frequency compatibilities were 31 and 85 %. A machine's installation on a foundation the stiffness of which is high in relation to the machine's frame structure, provides a better modeling reliability compared to a flexible foundation. A high stiffness foundation's effect on a machine's vibration behavior is minor because the foundation's eigenfrequencies are high and the dynamics are simpler compared to a flexible foundation. When a machine type investigated in this study is installed on a flexible foundation, it is recommended to execute the installation with rubber isolators. More in-depth research concerning isolators' dynamic properties was found to be an important development target in order to improve the modeling precision of isolator function. |
| ED: | 2010-05-03 |
INSSI tietueen numero: 39531
+ lisää koriin
INSSI