Объекты виброзащиты и источники колебаний.
При решении задач виброзащиты в механической системе выделяют две подсистемы:
В подсистеме 1, называемой источником колебаний, происходят генерирующие вибрацию процессы. Подсистема 2 называется объектом виброзащиты. Эту часть механической системы необходимо защитить от вибрации, то есть уменьшить ее колебания. В связи С между подсистемами возникают вибрационные воздействия, вызванные силовыми и кинематическими факторами. Эти воздействия являются вибрационными процессами. Силовые воздействия характеризуются функциями времени генерирующих вибрацию сил F(t)и моментов M(t) в связях С. Кинематические возбуждения характеризуются перемещениями s(t), скоростями v(t) и ускорениями a(t) в точках связи с объектом виброзащиты.
Методы виброзащиты.
Целью виброзащиты является уменьшение интенсивности колебаний объекта виброзащиты, что достигается а) снижением виброактивности источника колебаний, б) уменьшением потока вибрационной энергии в связи источника и объекта и в) подавления колебаний самого объекта. Для снижения влияния вибраций используют различные методы борьбы с вибрацией. Классификация методов виброзащиты в соответствии с этим подразделением приведена на рис. 5.10
Рис.5.10
Изменение конструкции машин ориентировано на исключение из механизмов и процессов, активно генерирующих вибрации, отдельных элементов и структуры в целом. При этом стараются избегать механизмов возвратно-поступательного действия, заменять механизмы ударного действия безударного, быстроходные кулачковые механизмы рычажными. Особое внимание уделяется исключению резонансов на рабочих режимах.
Уменьшение виброактивности технологическими методами достигается посредством облегчения звеньев (за счет изготовления из легких сплавов и пластмасс); динамической балансировки роторов; повышения точности изготовления подвижных соединений и применения смазок, уменьшающих трение.
Виброизоляция – классический метод виброзащиты – осуществляется путем установки в связях между источником и объектов виброизоляторов – упругих элементов, обычно заключенных в корпус. Таким образом, достигается ослабление этих связей и уменьшение потока притекающей к объекту энергии за счет изменения амплитудно-частотных характеристик системы.
Вибропоглощение колебаний в связях, осуществляемое в целях демпферирования колебательной энергии, позволяет существенно уменьшать поток энергии вибровозбуждения на частотах, близких к резонансным. В этой области частот амплитудно-частотные характеристики имеют наивысшие значения, и при увеличении коэффициента затухания колебаний γ их значения существенно изменяются, что обеспечивает значительное снижение вибрационного возбуждения объекта.
Динамическое гашение колебаний осуществляется путем присоединения к объекту специального устройства (антивибратора), поглощающего вибрационную энергию за счет действия на объект динамической нагрузки в противофазе с вибрационным возбуждением.
Демпферирование заключается в присоединении к объекту демпфера, (поглотителя колебаний) с вязким или сухим трением, в которых вибрационная энергия присоединенного объекта преобразуется в работу силы трения.
Таким образом, применяемые виброзащитные (динамические гасители колебаний) устройства по методу снижения вибрации можно разделить на две группы:
инерционные динамические гасители или антивибраторы, в которых опасные резонансные колебания устраняются изменением соотношения между собственными частотами системы и частотами возмущающих сил;
поглотители колебаний или виброизоляторы, (динамические гасители диссипативного типа) в которых за счет упругих или демпфирующих свойств (диссипативных сил) уменьшается амплитуда колебаний как на резонансных и нерезонансных режимах.
Поглотили колебаний бывают с вязким и сухим трением, широко используют для гашения как прододольных, так и крутильных колебаний.
