Методы защиты от вибрации вытекающие из анализа уравнения колебательного процесса (4 видео)

Содержание

Механические колебания. Защита от вибрации.
МЕТОДЫ И СРЕДСТВА ЗАЩИТЫ ОТ ВИБРАЦИИ
Защита от вибрационных колебаний
📽️ Видео

Видео:Курс БЖД. Вибрация.Скачать

Механические колебания. Защита от вибрации.

Механические колебания– это периодически повторяющиеся движения, вращательные или возвратно-поступательные. Любой процесс механических колебаний можно свести к одному или нескольким гармоническим синусоидальным колебаниям, которые характеризуются амплитудой, равной максимальному отклонению от положения равновесия; скоростью колебаний; ускорением; периодом колебаний, равным времени одного полного колебания; частотой колебаний, равной числу полных колебаний за единицу времени.

Разновидностью механических колебаний является вибрация– это малые механические колебания, возникающие в упругих телах под воздействием переменных сил, которые идеально уравновесить практически невозможно. Например, вибрация по земле распространяется в виде упругих волн и вызывает колебания зданий и сооружений.

Вибрация машин может приводить к нарушению функционирования техники и вызывать серьезные аварии.Она является причиной 80 % аварий в машинах, так как приводит к накоплению усталостных эффектов в металлах, появлению трещин.

При воздействии вибрации на человеканаиболее существенно то, что тело человека в данном случае является сложной динамической системой, которая меняется в зависимости от позы человека, его состояния (расслабленности или напряженности) и других факторов. Для такой системы существуют опасные, резонансные частоты, и если внешние силы воздействуют на человека с частотами, близкими или равными резонансным, то резко возрастает амплитуда колебаний как всего тела, так и отдельных его органов. Для тела человека в положении сидя резонанс наступает при частоте 4–6 Гц, для головы – при 20–30 Гц, для глазных яблок – при 60–90 Гц. При этих частотах интенсивная вибрация может привести ктравматизации позвоночника и костной ткани, расстройству зрения, у беременных женщин вызвать преждевременные роды.

Колебания вызывают в тканях организма переменные механические напряжения, которые улавливаются множеством рецепторов и трансформируются в энергию биоэлектрического и биохимического процессов. Информация о действующей на человека вибрации воспринимается вестибулярным аппаратом, который располагается в височной кости черепа и состоит из преддверия и полукружных каналов, расположенных во взаимно перпендикулярных плоскостях. Вестибулярный аппарат обеспечивает анализ положений и перемещений головы в пространстве, активизацию тонуса мышц и поддержание равновесия тела.

Для защиты от вибрации применяют следующие методы: снижение виброактивности машин; отстройка от резонансных частот; вибродем- пфирование; виброизоляция; виброгашение, а также индивидуальные средства защиты.
Снижение виброактивности машин (уменьшение Fm) достигается изменением технологического процесса, применением машин с такими кинематическими схемами, при которых динамические процессы, вызываемые ударами, ускорениями и т. п. были бы исключены или предельно снижены, например, заменой клепки сваркой; хорошей динамической и статической балансировкой механизмов, смазкой и чистотой обработки взаимодействующих поверхностей; применением кинематических зацеплений пониженной виброактивности, например, 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 с например установкой ребер жесткости или изменения массы системы (например путем закрепления на машине дополнительных масс).
Вибродемпфирование — это метод снижения вибрации путем усиления в конструкции процессов 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, пенопласт ПХВ-9, мастика ВД17-59, мастика «Анти-вибрит») и жестких (листовые пластмассы, стеклоизол, гидроизол, листы алюминия); применением поверхностного трения (например, прилегающих друг к другу пластин, как у рессор); установкой специальных демпферов.
Виброгашение (увеличение массы системы) осуществляют путем установки агрегатов на массивный фундамент. 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.).
Повышение жесткости системы, например путем установки ребер жесткости. Этот способ эффективен только при низких частотах вибрации.
Виброизоляция заключается в уменьшении передачи колебаний от источника к защищаемому объекту при помощи устройств, помещаемых между ними. Для виброизоляции чаще всего применяют виброизолирующие опоры типа упругих прокладок, пружин или их сочетания. Эффективность виброизоляторов оценивают коэффициентом передачи КП, 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

Видео:Методы защиты от вибрацийСкачать

МЕТОДЫ И СРЕДСТВА ЗАЩИТЫ ОТ ВИБРАЦИИ

Методы и средства защиты от вибрации базируются на анализе уравнений, описывающих колебания машин и агрегатов в условиях производства. Эти уравнения сложны, так как любой вид технологического оборудования, так же его отдельные элементы, является системой со многими степенями подвижности и обладает рядом резонансных частот.

Если для простоты анализа принять, что на систему воздействует переменная возмущающая сила, изменяющаяся по синусоидальному закону, то амплитуда виброскорости может быть определена по формуле:

где F_m — амплитуда возмущающей вибросилы, Н; р — коэффициент сопротивления, Н с/м;/— частота вибрации, Гц; т — масса системы, кг; с — коэффициент жесткости системы, Н/м.

В приведенной формуле знаменатель характеризует сопротивление, оказываемое системой возмущающей силе. Это сопротивление называется полным механическим импедансом колебательной системы.

Величина коэффициента сопротивления (ц) составляет активную, а величина (2nfm — c/(2nf)) — реактивную часть сопротивления колебательной системы.

Реактивное сопротивление, в свою очередь, состоит из упругого (с/(2л/)) и инерционного (2nfm) сопротивления.

Анализируя данную формулу, можно сделать следующие выводы: для уменьшения виброскорости необходимо снижать возмущающую силу F_m, повышать сопротивление системы цине допускать резонанса, т.е. равенства 2nfm = c/<2nf).

Таким образом, основными методами защиты от вибрации машин и оборудования являются:

— снижение вибраций посредством снижения или ликвидации возмущающих сил;
— отстройка от режима резонанса путем рационального выбора массы или жесткости колеблющейся системы;
— вибродемпфирование — увеличение сопротивления колебательной системы;
— динамическое гашение колебаний — присоединение к защищаемому объекту системы, реакции которой уменьшают размах вибрации объекта;
— изменение конструктивных элементов и строительных конструкций для повышения жесткости системы.

Классификация методов и средств защиты от вибрации представлена на рис. 12.4.

Снижение вибраций посредством снижения возмущающих сил достигается:

— изменением технологического процесса (например, замена ковки и штамповки на прессование, пневматической клепки и чеканки — гидравлической клепкой и сваркой);

Рис. 12.4. Классификация методов и средств защиты от вибрации

— хорошей динамической и статической балансировкой механизмов, смазкой и чистотой обработки взаимодействующих поверхностей;
— применением кинематических зацеплений пониженной виброактивности (например, использование шевронных и косозубых зубчатых колес, более плавно входящих в зацепление, вместо прямозубых);
— заменой подшипников качения на подшипники скольжения;
— применением конструкционных материалов с повышенным внутренним трением.

Отстройка от резонансных частот (2л fm Ф с/(2л/)). Для ослабления вибраций существенное значение имеет исключение резонансных режимов работы, т.е. отстройки собственных частот агрегата и его отдельных частей от частоты возбуждающей силы.

Собственная частота вибрирующей системы определяется по формуле

При резонансе 0% = 1,0) реактивное сопротивление равно нулю. При этом система оказывает сопротивление вынуждающей силе только за счет активного сопротивления. Амплитуда колебаний резко увеличивается.

На рис. 12.5 приведены кривые, показывающие амплитуды смещения (А_т = 2jifV_m) в режиме вынужденных колебаний при различных значениях активного сопротивления (р). Чем больше трение, тем слабее выражен максимум на резонансной частоте. При частотах ниже резонансной полное сопротивление системы возмущающей силе при небольшом трении практически оказывается равным упру-

Рис. 12.5. График зависимости амплитуды вибросмещения от частоты колебаний при различных значениях активного сопротивления (р) тому сопротивлению c/(2nf). Следовательно, на этих частотах система оказывает упругое сопротивление, как при действии статической силы.

Если частота возмущающей силы значительно выше резонансной, то 2nfm » c/ <2nf).При малом трении (р « 2nfm) система будет оказывать только инерционное сопротивление. С увеличением частоты сопротивление системы возрастает и виброскорость снижается. Система как бы стремится к неподвижности.

Резонансные режимы при работе технологического оборудования устраняют двумя путями: изменением характеристик системы (массы или жесткости) и установлением нового рабочего режима. Второй метод осуществляют на стадии проектирования. Жесткость системы изменяют введением в конструкцию ребер жесткости или изменением ее упругих характеристик.

Вибродемпфирование — это метод снижения вибрации путем превращения энергии механических колебаний данной колеблющейся системы в тепловую энергию. Эффект вибродемпфирования определяется коэффициентом сопротивления (р) системы.

Увеличение потерь энергии в системе может производиться:

— использованием в качестве конструкционных материалов с большим внутренним трением;
— нанесением на вибрирующие поверхности слоя упруговязких материалов, обладающими большими потерями на внутреннее трение, — мягких покрытий (резина, покрытие «Агат», пенопласт ПХВ-9, мастики ВД17-59, «Антивибрит») и жестких (листовые пластмассы, стеклоизол, листы алюминия и др.);
— применением поверхностного трения (например, при колебаниях изгиба двух скрепленных и плотно прилегающих друг к другу пластин);
— переводом механической колебательной энергии в энергию токов Фуко или электромагнитного поля.

Большим затуханием колебаний обладают сплавы марганца с содержанием 15. 20% меди и магниевые сплавы. Для вибродемпфирования могут использоваться композиционные материалы. Хорошо демпфируют колебания смазочные материалы.

Динамическое гашение вибрации осуществляется путем установки агрегатов на массивные фундаменты (рис. 12.6). Массу фундамента подбирают таким образом, чтобы амплитуда колебаний подошвы фундамента не превышала 0,1. 0,2 мм, а для особо ответственных сооружений 0,005 мм. Для небольших объектов между основанием и агрегатом устанавливают массивную опорную плиту.

Одним из способов подавления вибраций является установка динамических виброгасителей (рис. 12.7), представляющих собой дополнительную колебательную систему с массой т_х и жесткостью с_<.

Рис. 12.Б. Установка агрегатов на виброгасящем основании: а — на фундаменте и грунте: б — на перекрытии

Собственная частота динамического виброгасителя f₀ настроена на основную частоту колебаний/данного агрегата. Подбором массы и жесткости виброгасителя обеспечивается выполнение условия

Динамический виброгаситель жестко крепится на вибрирующем агрегате. При работе агрегата в динамическом виброгасителе в каждый момент времени возбуждаются колебания, находящиеся в противофазе с колебаниями агрегата.

Недостатком динамического виброгасителя является то, что он действует только при определенной частоте, соответствующей его резонансному режиму колебаний.

Для снижения вибраций возможно использование ударных виброгасителей, в которых кинетическая энергия относительного движения контактирующих элементов переходит в энергию деформации, распространяющейся из зоны контакта по взаимодействующим элементам. В результате энергия, распределяясь по объему соударяющихся элементов виброгасителя, вызывает их колебания. И вместе с этим происходит рассеяние энергии.

Ударные виброгасители колебаний подразделяются на: маятниковые, пружинные и плавающие. Тип виброгасителя выбирают в зависимости от частоты колебаний, которые должны быть снижены.

Виброизоляция заключается в уменьшении передачи колебаний от источника вибрации защищаемому объекту при помощи устройств, помещаемых между ними. Для этого в колебательную систему вводят дополнительную упругую связь, которая препятствует передаче вибрации от машины — источника колебаний к основанию или смежным конструкциям.

В промышленности получили применение следующие виды опорных и подвесных однозвенных и двухзвенных виброизоляторов (рис. 12.8):

Рис. 12.8. Однозвенная схема виброизоляции: а — опорный материал: б — подвесной вариант с виброизоляторами на сжатие: в — то же на растяжение: 7 — машина: 2 — железобетонная плита;

3 — виброизоляторы: 4 — фундамент
а) в виде отдельных опор (примеры на рис. 12.9):
- — пружинные виброизоляторы, основным рабочим элементом которых являются одна или несколько стальных винтовых пружин, цилиндрических или конических; параллельно с пружинами иногда устанавливают демпферы колебаний;
- — резиновые или резинометаллические виброизоляторы, основным рабочим элементом которых является резиновое тело;
- — пневматические виброизоляторы;
- — виброизоляторы из тонкой прессованной стальной проволоки и

б) в виде слоя упругого материала, укладываемого между машиной и фундаментом;
в) в виде пола на упругом основании (рис. 12.10). Обычно применяется в сочетании с другими виброизоляторами при установке машин на перекрытиях зданий.

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

Коэффициент передачи в системах, где можно пренебречь трением, может быть рассчитан по формуле: где / — частота вынужденных колебаний;/₀ — собственная частота виб- роизолированной системы.

Анализируя данную формулу, видим: чем ниже собственная частота по сравнению с частотой возмущающей силы, тем выше эффективность виброизоляции.

При/«/₀ вынуждающая сила действует как статическая и целиком передается основанию.

При/ = /₀ наступает резонанс, сопровождающийся резким возрастанием ур овня вибраций.

При / > yjljQ режим резонанса не осуществляется, передача вибрации на защищаемый объект снижается.

Существует оптимальное соотношение между частотой возбуждения и собственной частотой колебаний системы.

Оно составляетf/f₀ = 3. 4, что соответствует КП А-” /15-

Собственная частота виброизолированной системы:

Рис. 12.9. Виброизолирующие опоры: а — пружинные; б — резиновые виброизоляторы

Рис. 12.10. Схема виброизоляции машины с применением пола на упругом основании:

7 — плита пола;
2- упругое основание пола; 3 — несущая плита перекрытия

где Х_ст — статическая осадка системы на виброизоляторах под давлением собственной массы Х_ст = mg/c; mg — сила тяжести машины; с — коэффициент жесткости системы.

Любая машина, поставленная на виброизоляторы, имеет шесть степеней свободы, она может совершать колебания в трех взаимно перпендикулярных плоскостях пространства, а также совершать вращательные движения в тех же плоскостях. В практике виброизоляции машин ограничиваются расчетом только вертикальных колебаний.

Расчет виброизоляторов сводится к определению необходимой жесткости резиновых прокладок или пружин и определению их параметров: диаметра, числа витков и радиуса витка пружины; высоты, площади и числа резиновых прокладок; проверке на отсутствие в них резонансных явлений и устойчивости.

Для резиновых прокладок рассчитывают потребную высоту виброизоляторов:

где Е — динамический модуль упругости, Па; а — допустимая нагрузка на сжатие для материала прокладки, Па.

Из формулы видно, чем больше статическая осадка виброизоляторов под действием веса машины, тем меньше/₀, соответственно меньше КП и лучше виброизоляция.

Эффективность виброизоляции в дБ можно определить по формуле:

Виброизоляция будет эффективной, если фундамент (или перекрытие), на котором производится монтаж виброизоляторов, имеет достаточную массивность. Это требование выполняется при условии:

где f — собственная частота колебаний перекрытия (или фундамента), ближайшая к частоте возмущающей силы, Гц;/— частота возмущающей силы, Гц; М — масса фундамента, кг; т_н — масса вибро- изолируемого агрегата, кг.

Для определения площади прокладки используют формулу: где т — масса агрегата, кг; N — число прокладок.

Расчет пружинного виброизолятора сводится к определению диаметра пружины d (м) и числа витков i по формулам:

где q — комлексная жесткость виброизолятора, Н/м; г_пр— средний радиус пружины, м; R_s — допустимое напряжение на кручение (для стали — 4,22-10 6 Па); G— модуль сдвига.

Видео:Технич меры защиты от вибрацииСкачать

Защита от вибрационных колебаний

Вибрация представляет собой механические колебательные движения гармонического вида в механической системе. Причиной вибрации являются возникающие при работе машин и механизмов неуравновешенные силовые воздействия.

Основными параметрами вибрации являются частота (Гц); амплитуда смещения (м или см); виброскорость (м/с); виброускорение (м/с); период колебаний (с).

В практике виброакустики весь диапазон частот вибрации разбивается на октавные диапазоны. В каждом октавном диапазоне верхняя граничная частота в два раза выше нижней, а средняя частота диапазона равна квадратному корню из произведения верхней и нижней частот. Средние геометрические частоты октавных диапазонов нормированы и находятся в интервале от 1 до 2000 Гц (всего 12 среднечастотных диапазонов).

По способу передачи принято различать локальную вибрацию, передаваемую через руки, и общую вибрацию, передаваемую через опорные поверхности сидящего или стоящего человека.

Наиболее опасны для человека частоты колебаний 6. 9 Гц, так как они совпадают с собственной частотой колебаний внутренних органов человека.

Нормирование вибрации. Различают санитарно-гигиеническое и техническое нормирование производственных вибраций. При санитарно-гигиеническом нормировании вибрации по ГОСТ 12.1.012-90 «Вибрационная безопасность. Общие требования» и Санитарным нормам СН 2.2.4/2.1.8.556-96 «Производственная вибрация, вибрация в помещениях жилых и общественных зданий» производится ограничение параметров производственной вибрации рабочих мест и поверхностей контакта виброопасных механизмов с руками работающего, исходя из физиологических требований. При техническом нормировании осуществляется ограничение уровня вибраций с учетом технически достижимого уровня защиты от вибраций. Санитарно-гигиенические нормы вибраций устанавливаются по стандарту ССБТ и Санитарным нормам для длительности рабочей смены 8 ч.

Требования ГОСТ 12.1.012-90 распространяются на рабочие места, на которых человек подвергается воздействию вибрации, машины, оборудование и технологические процессы, являющиеся источниками вибрации. Показатели вибрационной нагрузки начелове- ка-оператора формируются из следующих параметров: виброускорение (виброскорость); диапазон частот; время воздействия вибрации.

При оценке вибрационной нагрузки на человека-оператора предпочтительным параметром является виброускорение.

Логарифмические уровни виброускорения (L_a), дБ, определяют по формуле

(19.23)

где а — среднее квадратическое значение виброускорения, м · с -2 .

Логарифмические уровни виброскорости (L_v), дБ, определяют по формуле

(19.24)

где ν — среднее квадратическое значение виброскорости, м · с -1 .

При интегральной оценке по частоте нормируемым параметром является корректированное значение виброскорости и виброускорения (U) или их логарифмические уровни (LU).

При интегральной оценке вибрации с учетом времени ее воздействия по эквивалентному (по энергии) уровню нормируемым параметром является эквивалентное корректированное значение виброскорости или виброускорения (U_экв) или их логарифмический уровень (L_U_экв).

Предельно допустимые величины нормируемых параметров производственной локальной вибрации при длительности вибрационного воздействия 480 мин (8 ч) приведены в табл. 19.5.

Таблица 19.5. Предельно допустимые знамения производственной локальной вибрации

Среднегеометрические частоты октавных полос, Гц

Предельно допустимые значения по осям Х_п, Y_n, Z_n

Корректированные и эквивалентные значения и их уровни

В соответствии с нормами СН 2.2.4/2.1.8.556-96 допустимый уровень вибрации в жилых и общественных зданиях — это уровень фактора, который не вызывает у человека значительного беспокойства и существенных изменений показателей функционального состояния систем и анализаторов, чувствительных к вибрационному воздействию. Допустимые значения нормируемых параметров вибрации в жилых помещениях приведены в табл. 19.6.

Таблица 19.6. Допустимые знамения вибрации в жилых помещениях

Среднегеометрические частоты полос, Гц

Допустимые значения по осям Х₀, У₀, Z_a

Корректированные и эквивалентные корректированные значения и их уровни

Примечание. В дневное время в помещениях допустимо превышение уровней на 5 дБ.

Санитарно-гигиеническая оценка постоянной и непостоянной вибрации, воздействующей на человека, производится следующими методами: частотным (спектральным) анализом нормируемого параметра; интегральной оценкой по частоте нормируемого параметра; интегральной оценкой с учетом времени вибрационного воздействия по эквивалентному (по энергии) уровню нормируемого параметра.

Вибрационные системы состоят из элементов массы, упругости и демпфирования. В такой системе действуют силы инерции, трения, упругости и вынуждающие.

Сила инерции равна произведению массы М на ее ускорение dv/dt.

(19.25)

где v — виброскорость.

Сила F_M направлена в сторону, противоположную ускорению. Сила действия упругого элемента, т. е. восстанавливающая сила, будет направлена в противоположную сторону и равна

(19.26)

где G — коэффициент жесткости упругого элемента, Н/м; х = х₁ — x₀ — смещение конца упругого элемента, м.

При вибрации упругих систем происходит рассеяние энергии в окружающую среду, а также в материале упругих элементов и в местах соединений деталей конструкции. Эти потери вызываются силами трения (диссипативными силами), на преодоление которых необратимо рассеивается энергия источника вибрации.

Если рассеяние энергии происходит в элементе демпфирования, т.е. вереде с вязким сопротивлением, то диссипативная демпфирующая сила Fs прямо пропорциональна виброскорости ν:

(19.27)

где S — импеданс (сопротиаление) элемента демпфирования, Н · м/с.

Импеданс вибросистемы складывается из импедансов элемента демпфирования, массы и упругости. Импеданс вибросистемы имеет минимальное значение в резонансной области, где он определяется импедансом элемента демпфирования. Вне резонансной области импедансом S можно пренебречь. В диапазоне высоких частот движение определяется вибрирующей массой Л/, а в диапазоне низких частот — жесткостью системы G.

Коэффициент потерь энергии с учетом импеданса составит

(19.28)

Защита от вибрации осуществляется воздействием на источник вибрации путем снижения вибрации на пути ее распространения с использованием следующих методов:

уменьшение или ликвидации возмущающих сил в источнике. Это достигается путем исключения возможных ударов и резких ускорений;

изменение частоты собственных колебаний машины или установки для исключения резонанса с частотой возмущающей силы;

вибродемпфирование или вибропоглощение путем превращения энергии колебаний системы в тепловую энергию (использование материалов с большим внутренним трением: древесина, резина, пластмассы);

виброгашение путем введения в колебательную систему дополнительных масс или увеличения жесткости системы путем установки агрегатов на фундамент;

виброизоляция путем ввода в систему дополнительной упругой связи для ослабления передачи вибрации смежному элементу конструкции или рабочему месту.

При проектировании технологических процессов и производственных зданий и сооружений должны быть: выбраны машины с наименьшей вибрацией;

зафиксированы рабочие места (зоны), на которых работающие могут подвергаться воздействию вибрации;

определены требования вибробезопасности по санитарным нормам с учетом временных ограничений воздействия вибрации, заложенных в технологический процесс и зафиксированных в проектной документации;

разработаны схемы размещения машин с учетом создания минимальных уровней вибрации на рабочих местах;

произведена и указана в проектно-технологической документации оценка ожидаемой вибрационной нагрузки на оператора;

выбраны строительные решения оснований и перекрытий, обеспечивающие выполнение требований вибрационной безопасности труда;

выбраны и рассчитаны необходимые средства виброзащиты для машин или рабочих мест, обеспечивающие вместе со строительными решениями выполнение требований вибробезопасности труда.

Весьма эффективный метод снижения вибрации в источнике — исключение резонансных режимов работы оборудования. В этом случае даже при малых значениях дисбаланса и относительно небольших возбуждающих воздействиях уровень вибрационных параметров резко возрастает. Для снижения уровня производственных вибраций важно исключить резонансные режимы работы технологического оборудования. При проектировании это достигается выбором рабочих режимов с учетом собственных частот машин и механизмов. В процессе эксплуатации возможно уменьшить жесткость агрегатов, а в некоторых случаях и их массы, что приводит к изменению значения собственных частот. Возможно изменение рабочих режимов оборудования. Все это следует учитывать, если машины и механизмы в процессе эксплуатации со временем становятся источником вибраций.

Виброгашение реализуется при увеличении эффективной жесткости и массы корпуса машин или станин станков за счет их объединения в единую замкнутую систему с фундаментом.

Виброизоляция является средством уменьшения динамических сил, передаваемых с виброактивной системы на другую, защищаемую от вибрации. Цель виброизоляции механизмов — создание таких условий на пути распространения колебаний, которые увеличили бы необратимые потери и тем самым уменьшили передаваемую от источника колебательную энергию.

В основе метода вибродемпфирования (вибропоглощения) лежит увеличение активных потерь в колебательных системах. Искусственное увеличение потерь колебательной энергии в системе значительно уменьшает амплитуды колебаний особенно в резонансных областях.

Это достигается выбором материалов и конструкции с малой жесткостью и большим внутренним трением; использованием прокладок с малым значением модуля Юнга в местах сочленения отдельных элементов конструкции; искусственным демпфированием вибрирующей поверхности различными покрытиями. Вибропоглощение заключается в нанесении упруговязких материалов, обладающих большими внутренними потерями, на вибрирующие элементы машины, причем вибропоглощающий материал должен быть плотно скреплен с колеблющейся поверхностью.

К основным характеристикам виброзащитных систем относятся собственная частота системы, механический импеданс и коэффициенты, определяющие процессы затухания вибраций и рассеяния энергии.

Свободная вибрация (Ft = 0) в отсутствие сил трения (F_s = 0) с течением времени не затухает.

При условии F_M + FG, = 0 определяется собственная частота колебаний вибросистемы:

(19.29)

При наличии сил трения (F_s ≠ 0) свободная вибрация (Ft = 0) заглухает. Амплитуда виброскорости при этом стечением времени убывает.

Отношение потока энергии на входе в защитное устройство и на выходе из него W+/W- называют силовым коэффициентом зашиты при виброизоляции:

(19.30)

Степень защиты характеризуется также динамическим коэффициентом защиты k_х, равным отношению амплитуды смещения источника к амплитуде смещения приемника.

Энергетический коэффициент защиты можно выразить в виде

(19.31)