- •5.2 Вторая гипотеза прочности: гипотеза наибольших удлинений
- •5.3 Третья гипотеза прочности: гипотеза наибольших касательных
- •5.4 Четвертая гипотеза прочности: гипотеза потенциальной энергии
- •Билет37
- •Правила знаков для основных видов деформации
- •Билет42
- •Пределы применимости формулы Эйлера
- •Билет46 Понятие о динамическом действии нагрузки
- •11.2 Удар
- •11.3 Механические свойства материалов при ударе
- •11.5 Влияние конструктивно-технологических факторов на предел усталости
- •49Билет Свободные колебания систем с одной степенью свободы. Колебания без затухания
- •Билет50
- •12.7 Коэффициент динамичности
- •12.8 Виброактивность и виброзащита
12.8 Виброактивность и виброзащита
В процессе эксплуатации машин возникают следующие механические воздействия: перегрузки, вибрационные и ударные нагрузки.
Вибрационное воздействие может быть силовым и кинематическим. Например, силовое воздействие от неуравновешенного ротора двигателя, а кинематическое при рассмотрении динамического воздействия колебаний основания на приборы.
Способность механизмов не разрушаться при механических воздействиях от вибрации называется вибропрочностью, а нормальное функционирование – виброустойчивостью (отсутствие размыкания электрических цепей в переключателях при вибрации, отвертывание резьбовых соединений и т. д.).
Серьезное внимание необходимо уделять вредному воздействию вибрации на обслуживающий персонал, так как в промышленности и строительстве используются новые высокоэффективные машины, работающие на основе вибрационных и виброударных процессов.
В колебании машин участвует кинематическая цепь, состоящая из валов с сосредоточенными массами зубчатых колес. Выполняются расчеты собственных колебаний валов и в случае их совпадения с возмущающими силами проводятся мероприятия по устранению резонансов. Наиболее опасным является основной тон колебаний. При совпадении частот собственных изгибных колебаний валов с частотой их вращения от действия центробежных сил при дисбалансе колес наступает резонанс. Такая частота вращения называется критической. Источником возбуждения служат неуравновешенные детали. Механизм не должен работать на частоте вращения, близкой к критической.
Источники виброактивности: возбуждения от силы технологического сопротивления и силы инерции переносного движения рабочих органов. Динамические нагрузки в зацеплении зубчатых передач могут возникать из-за погрешностей изготовления и монтажа (кинематическая точность, плавность работы, боковой зазор и качество контакта), неравномерности вращения ротора (шаговые и бесконтактные двигатели постоянного тока), а также неравномерности движения рабочих органов механизма. Для уменьшения вредного воздействия виброактивности на механизмы и основания используется виброзащита.
Методы виброзащиты:
изменение конструкции объекта для изменения его собственных частот и увеличения диссипации (рассеивания) энергии;
введение виброизоляции. Для защиты объектов от вибрации используются активные и пассивные виброзащитные устройства. Активные устройства обладают независимым источником энергии и имеют элементы, выдающие силы, компенсирующие нагрузку от источника вибрации. Пассивные устройства состоят из инерционных, упругих и диссипативных элементов.
Цели виброзащиты: При силовом возбуждении F = F0 cos (t) целью виброзащиты являются:
уменьшение амплитуды реакции R0, передаваемой на неподвижное основание (оценивается коэффициентом виброзащиты KR = R0/F0, где R0, F0 – амплитуды реакции R(t) и возбуждающей силы F(t); R(t) = R0 cos (t); F(t) = F0 cos (t); – круговая частота возбуждающих колебаний; t – время);
уменьшение амплитуды А вынужденных колебаний груза от действия возбуждающей силы (оценивается коэффициентом динамичности = CA/F0, где С – коэффициент жесткости узлов подвески).
При кинематическом возбуждении U = U0 cos (t) целью виброзащиты являются:
уменьшение амплитуды абсолютного ускорения (перегрузки) W = А2 груза (оценивается коэффициентом виброизоляции KR = A/U0, где А и U0 – амплитуды абсолютного виброперемещения груза и основания);
уменьшение амплитуды относительного виброперемещения A1, груза относительно основания (оцениваемое коэффициентом динамичности = A1/U0).
Проведение конструкторских мероприятий для виброзащиты оказывает существенное положительное воздействие на динамику элементов конструкций (устраняются опасные колебания, снижаются динамические нагрузки).