< Предыдущая		Оглавление		Следующая >

7.5. Способы борьбы с вибрацией

Зависимость между амплитудой колебательной скорости V_K и возмущающей силой F выражается формулой

(7.8)

где F Ц возмущающая сила, Н;

μ Ц коэффициент вязкого трения, Н  с/м;

f Ц частота колебаний, Гц;

m Ц масса системы, кг;

с Ц коэффициент жесткости системы, Н/м.

Знаменатель этого выражения представляет полное механическое сопротивление, которое оказывает система возмущающей переменной силе F.

Величина μ в выражении (7.8) составляет активную часть сопротивления, измеряемую в Н  с/м, а величина Ц реактивную. Реактивная составляющая сопротивления состоит из инерционного га и упругогосопротивлений.

На основе анализа формулы (7.8) можно утверждать, что для уменьшения V_K необходимо:

Х снижать силу F (виброактивность машин);

Х увеличивать знаменатель Ц повышать μ и не допускать, чтобы . При равенстве этих членов наступает

явление резонанса.

Различают шесть способов борьбы с вибрацией: снижение вибрации в источнике, отстройка от режима резонанса, виброгашение, виброизоляция, вибродемпфирование, применение средств индивидуальной защиты.

Снижение вибрации в источнике (уменьшение возмущающей силы F) Ц основной способ борьбы с вибрацией. Он производится путем проведения статической и динамической балансировки вращающихся частей машины, замены подшипников качения на подшипники скольжения; применения конструкционных материалов с повышенным внутренним трением. Применение специальных видов зацепления и чистоты поверхности шестерен позволяет снизить уровень вибрации на 3-4 дБ.

Отстройка от режимов резонанса достигается либо изменением характеристик системы (массы и жесткости) и соответственно собственной частоты колебаний машины, либо изменением угловой скорости и соответственно частоты возмущающей силы. Жесткостные характеристики системы изменяются введением в конструкцию ребер жесткости или изменением ее упругих характеристик.

Собственная частота f₀ вибрирующей системы определяется по формуле

(7.9)

Виброизоляция. Между источником вибрации и ее приемником, являющимся одновременно объектом защиты, устанавливают упругодемпфирующее устройство Ц виброизолятор (рис. 7.2).

Рис. 7.2. Виброизолирующие опоры: а Ц пружинные; б Ц резиновые виброизоляторы

Цель защиты при виброизоляции заключается в уменьшении передаваемого смещения. Степень реализации этой цели характеризуют динамическим коэффициентом передачи К_п, который можно определить из выражения

(7.10)

где F_OCH Ц сила, действующая на основание, Н;

F_маш Ц возмущающая сила, создаваемая машиной, Н.

Чем меньше К_п, тем выше виброизоляция. Хорошая виброизоляция достигается при К_п= 1/8 ... 1/15.

Эффективность виброизоляции можно оценивать в децибелах, пользуясь формулой

(7.11)

В качестве виброизоляторов используют упругие материалы: пружины, резину, пробку, войлок Выбор того или иного материала обычно определяется величиной требуемого статического прогиба и условиями, в которых будет работать виброизолятор.

Виброгашение (увеличение т) реализуется при увеличении эффективной жесткости и массы корпуса машины за счет их объединения в единую замкнутую систему с фундаментом с помощью анкерных болтов или цементной подливки (рис. 7.3).

Другим способом подавления вибраций является установка динамических виброгасителей, представляющих собой дополнительную колебательную систему с массой и жесткостью C₁, собственная частота колебаний которой определяется по формуле

(7.12)

Динамический виброгаситель крепится на вибрирующий агрегат, поэтому в нем в каждый момент времени возбуждаются колебания, находящиеся в противофазе к колебаниям агрегата.

Недостаток динамического виброгасителя заключается в том, что он подавляет колебания только определенной частоты, соответствующей его собственной.

Рис. 7.3. Установка агрегатов на виброгасящем основании: а Ц на фундаменте и грунте; б Ц на перекрытии

Вибродемпфирование (увеличение μ) Ц это снижение вибрации объекта путем превращения ее энергии в другие виды (в конечном счете в тепловую).

Вибродемпфирование может быть реализовано в машинах с интенсивными динамическими нагрузками применением материалов с большим внутренним трением: чугун с малым содержанием углерода и кремния, сплавы цветных металлов.

Используются вибродемпфирующие покрытия для снижения колебаний, распространяющихся по трубопроводам, воздуховодам. К таким материалам относят: покрытия мастичные (пластик, мастика, пластикат, антивибрит и др.); покрытия листовые (пенопласт, волосяной войлок, поролон, минераловатная плита, губчатая резина, винипор, фольгоизол, стеклоизол, гидроизол и др.). Толщина покрытий берется равной 2-3 толщинам демпфируемого элемента конструкции. Хорошо демпфируют колебания смазочные масла.

Вибродемпфирование реализуется применением поверхностного трения (например, рессоры, пачка листов железа), установкой специальных демпферов (амортизаторов).

Использование средств индивидуальной защиты. Средства индивидуальной защиты от вибрации рук и ног отличаются от обычных образцов спецодежды и спецобуви наличием в них специальных упругодемпфирующих элементов, поглощающих вибрацию.

Защиту рук от контактной вибрации обеспечивают с помощью виброзащитных рукавиц и перчаток. Их либо полностью изготавливают из упругодемпфирующего материала, либо прикрепляют к ладонной стороне рукавицы демпфирующий элемент, который изготавливается из поролона, пенопласта, губчатой резины, эластично-трубчатых элементов и др. Толщина прокладки должна быть минимальной, чтобы обеспечивать демпфирование и свободу движения руки, и составляет от 5 до 10 мм.

Виброзащитная обувь изготавливается с упругой подошвой, со съемными упругими каблуками и подметкой, с упругой стелькой.

< Предыдущая		Оглавление		Следующая >