当激励的频率等于物体固有频率时,物体振幅,激励的频率与固有频率相差越大,物体的振幅越小。激励的频率接近物体的固有频率时,受迫振动的振幅会很大,这种现象叫做共振。振动稳定性指机械零件在机器运转时避免发生共振的品质。
为了延长机器的寿命,为了避免轴和机器的损坏,应验算轴的振动稳定性,特别是高速机器的轴。振动稳定性准则要求机械零件的固有频率应与激励的频率错开,保证不发生共振。
设机器中受激励作用的零部件的固有频率为f,激励力的频率为fp,一般要求
fp<0.85f或fp>1.15f
改变机械零件的刚度和质量可以改变其固有频率。增大机械零件的刚度和减小其质量,提高其固有频率;减小机械零件的刚度和增大其质量则降低机械零件的固有频率。有时,机器运转时为了防止共振要调节转速。
轴产生共振的主要原因是:由于材料内部质量不均匀,加之制造和安装的误差,使其质心和它的旋转中心产生偏差,轴旋转时产生惯性力,这个惯性力使转子作强迫振动。轴在引起共振时的速度称为临界速度。在临界速度下,这个惯性力的频率等于或几倍于转子的固有频率,因此发生共振。