УМЕНЬШЕНИЕ ВИБРАЦИИ В ИСТОЧНИКЕ ОБРАЗОВАНИЯ И ПО ПУТИ РАСПРОСТРАНЕНИЯ

V

Амплитуда скорости вибрации (виброскорости) т может быть определена по формуле

F и

где т - амплитуда возмущающей вибросилы, Н; ~ - коэффициент

сопротивления, Нс/м; f - частота вибрации, Гц; ^ - масса системы, кг; С - коэффициент жесткости системы, Н/м.

На основе анализа формулы (13.1) можно сделать следующие

V

выводы: для уменьшения виброскорости т необходимо снижать си-

F

лу т (снижать виброактивность машины) и увеличивать знамена-

U

тель, а именно - повышать сопротивление системы г и не допускать,

чтобы . При равенстве этих членов наступает явление резонанса и уровень вибрации резко возрастает.

Таким образом, для защиты от вибрации в источнике и по пути её распространения следует использовать следующие методы: сниже-

F

ние виброактивности машин (уменьшение силы т ); отстройку от резонансных частот ( ); вибродемпфирование

(увеличение ^); виброгашение (увеличение ^) - для высоких и

средних частот; повышение жесткости системы (увеличение ^ ) - для низких и средних частот; виброизоляцию.

Снижение виброактивности машин достигается изменением технологического процесса, применением машин с такими кинематическими схемами, при которых динамические процессы, вызываемые ударами, резкими ускорениями и т. п. были бы исключены или предельно снижены (например, замена клепки сваркой); хорошей динамической и статической балансировкой механизмов, смазкой и чистотой обработки взаимодействующих поверхностей; применением кинематических зацеплений пониженной виброактивности (например, использование шевронных и косозубых зубчатых колес вместо прямозубых); заменой подшипников качения на подшипники скольжения; применением конструкционных материалов с повышенным внутренним трением.

Отстройка от резонансных частот заключается в изменении режимов работы машины и соответственно частоты возмущающей вибросилы; собственной частоты колебаний машины путем изменения

жесткости системы ^ (например, установка ребер жесткости) или изменения массы m системы (например, закрепление на машине дополнительных масс).

f

Собственная частота J ° вибрирующей системы определяется по формуле

Вибродемпфирование - это метод снижения вибрации путем усиления в конструкции процессов внутреннего трения, рассеивающих колебательную энергию в результате необратимого преобразования ее в теплоту при деформациях, возникающих в материалах, из которых изготовлена конструкция. Вибродемпфирование осуществляется нанесением на вибрирующие поверхности слоя упруговязких материалов, обладающих большими потерями на внутреннее трение, - мягких покрытий (резина, покрытие «Агат», пенопласт ПХВ-9, мастики ВД17-59, «Антивибрит») и жестких (листовые пластмассы, стеклоизол, гидро- изол, листы алюминия); применением поверхностного трения (например, использование прилегающих друг к другу пластин, как у рессор), установкой специальных демпферов. Примером таких демпферов могут являться амортизаторы автомобилей, которые подавляют раскачку машины.

Виброгашение осуществляют путем установки агрегатов на массивный фундамент (рис. 13.2).

Как следует из (13.1) виброгашение наиболее эффективно при средних и высоких частотах вибрации. Этот способ нашел широкое применение при установке тяжелого оборудования (молотов, прессов, вентиляторов, насосов и т. п.).

Одним из способов подавления вибраций является установка динамических виброгасителей, представляющих собой дополнительную

Ш С

колебательную систему с массой 1 и жесткостью 1 собственная

/

частота которой где J - частота

вибрации, уровень которой необходимо снизить.

Установка агрегатов на виброгасящем основании

Рис. 13.2 Установка агрегатов на виброгасящем основании: а - на фундаменте и грунте; б - на перекрытии

Схема динамического виброгасителя показана на рис. 13.3.

Динамический виброгаситель крепится на вибрирующем агрегате, поэтому в нем в каждый момент времени возбуждаются колебания, находящиеся в противофазе с колебаниями агрегата. Недостатком динамического виброгасителя является то, что он подавляет колебания только определенной частоты, соответствующей его собственной. Такие виброгасители применяют в агрегатах, например турбогенераторах, имеющих характерный, постоянный во времени дискретный спектр вибрации. На рис. 13.4 изображен динамический виброгаситель с двумя степенями свободы и схема установки виброгасителя на турбогенераторе. Грузики перемещаются по резьбе и фиксируются гайками. Это позволяет менять жесткость виброгасителя, а следовательно, его собственную частоту и частоту подавляемых вибраций. Такие виброгасители удобно настраивать на заданную частоту.

Повышение жесткости системы (увеличение С ), например путем установки ребер жесткости. Как видно из формулы (13.1) этот способ эффективен только при низких частотах и в ряде случаев средних.

Схема динамического виброгасителя

Рис. 13.3. Схема динамического виброгасителя

Рис. 13.4:

а - динамический гаситель с двумя степенями свободы для дизель-генератора; б - схема турбоагрегата с динамическим виброгасителем

Виброизоляция заключается в уменьшении передачи колебаний от источника возбуждения защищаемому объекту при помощи устройств, помещаемых между ними. Для виброизоляции чаще всего применяют виброизолирующие опоры типа упругих прокладок, пружин или их сочетания. На рис. 14.5 изображены типовые конструкции пружинных и резиновых виброизоляторов.

Виброизолирующие опоры

Рис. 13.5 Виброизолирующие опоры: а - пружинные; б - резиновые виброизоляторы

Эффективность виброизоляторов оценивают коэффициентом передачи, равным отношению амплитуды виброперемещения, виброскорости, виброускорения защищаемого объекта или действующей на него силы к соответствующему параметру источника вибрации:

Виброизоляция только в том случае снижает вибрацию, когда КП < 1. Чем меньше КП, тем эффективнее виброизоляция. Для виброи- золированных систем, в которых можно принебречь трением:

f f

где J - частота вынужденных колебаний; J 0 - собственная частота виброизолированной системы.

Как видно из формулы (14.3), только при КП < 1,

т. е. снижает передачу вибрации на защищаемый объект. По конструктивным и эконмическим соображениям существует оптимальное значение , что соответствует КП = 1/8... 1/15.

Собственная частота виброизолированной системы

Умножив числитель и знаменатель подкоренного выражения на ^ - ускорение свободного падения, получим

. Так как - сила тяжести машины, а

/77 С I С — X

о cm _ статическая осадка виброизоляторов под действием

силы тяжести машины, то

Т. е. чем больше статическая осадка виброизоляторов под дейст-

f

вием веса машины, тем меньше J 0, а значит меньше КП и лучше виброизоляция.

Эффективность виброизоляции в дБ можно определить по формуле

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ   След >