Основні методи віброзахисту
Основи віброзахисту машин.
Підвищення швидкохідності машин, характерне розвитку машинобудування, неминуче призводить до підвищення рівня створюваних динамічних впливів. Це проявляється у збільшення динамічних напруг в елементах машин, зниженні їхньої несучої здатності, появі втомних напруг.
Особливо складні проблеми віброзахисту в сучасних транспортних засобах (літальні апарати, колісні та гусеничні машини, морські судна тощо). Творці нових машин можуть по-різному підходити до вирішення проблеми віброзахисту. Так захищаючи водія від вібраційних впливів, конструктор може піти шляхом зниження коливань маси з усіма встановленими на ньому агрегатами, або шляхом зменшення коливань тільки одного сидіння механіка-водія. Вочевидь, що у другий випадок ефективність рішення досягається простішими технічними засобами, ніж у першому випадку.
Віброзахист - це сукупність методів та засобів, що зменшують шкідливий вплив вібрацій. Створення віброзахисних пристроїв, що дозволяють ефективно вирішувати поставлені перед ними завдання при обмежених масових і геометричних характеристиках, є складним технічним завданням, вирішення якого виявляється можливим лише при всебічному обліку характеру збурень та особливостей динаміки, створюваних систем. Все це призвело до виникнення та розвитку великого самостійного розділудинаміки машин - теорії віброзахисних систем.
Основні методи віброзахисту.
Зменшення інтенсивності коливань об'єкта може бути досягнуто такими способами:
1. Зменшенням рівнів механічних впливів, що збуджуються джерелом (такий спосіб віброзахисту називаєтьсязниженнямвіброактивності джерела). Для цього здійснюють урівноважування важільних механізмів та балансування роторів, про що ми говорили на попередніх лекціях.
2. Зміною конструкції об'єкта, при якому задані механічні дії викликатимуть менш інтенсивні коливання об'єкта або окремих його частин (цей метод називається внутрішнім віброзахистом об'єкта)
3. Приєднання до об'єкта додаткової динамічної системи, що змінює характер його коливань, Така система називаєтьсядинамічним гасителем коливань, а метод захисту, заснований на її застосуванні,- динамічним гасінням коливань.
4. Установкою між об'єктом та джерелом коливань додаткової системи, що змінює характер його коливань.
Цей метод віброзахисту називаєтьсявіброізоляцією, а пристрої, що встановлюються між джерелом та об'єктом -віброізоляторами (віброізолюючими пристроями).
Віброізоляція.
Дія віброізоляції зводиться до послаблення зв'язків між джерелом та об'єктом; при цьому зменшуються динамічні впливи, що передаються об'єкту.
Послаблення зв'язків зазвичай супроводжується виникненням деяких небажаних явищ:
- збільшенням статичних зсувів об'єкта щодо джерела;
- збільшенням амплітуд відносних коливань за низькочастотних впливів;
Тому застосування віброізоляції як методу віброзахисту, у більшості випадків пов'язане зі знаходженням компромісного рішення, що задовольняє всієї сукупності вимог.
Розгляньмо випадок віброізоляції за допомогою пружних амортизаторів.
Принципова схема вібразахисної системи представлена малюнку 12.1
1.Випадок силового збудження:
Між підставою та об'єктом, що амортизується, встановлюється пружний амортизатор (або пружні амортизатори).
До об'єкта, що амортизується, прикладена зовнішня сила (F(t)). Ставиться завдання знизити динамічні сили, що передаються на основу, за рахунок введення в систему пружних амортизаторів.
(12.1)
де m - маса амортизованого об'єкта;х- узагальнена координата;F(x)- зовнішня сила, прикладена до об'єкта; - сила, що додається до маси з боку пружного амортизатора.
Найпростішими прикладами таких впливів можуть бути:
а) гармонійна сила, що змушує
- кругова частота (рад/с);
- фаза коливання;
- Період коливань, с;
- Частота коливань, Гц.
У складніших випадках вплив на масу "m" може бути описано кінцевою (або нескінченною) сумою гармонійних компонентів. Тоді:
(12.2)