Что понимается под таким способом виброзащиты как виброгашение

Охрана труда и БЖД

Охрана труда и безопасность жизнедеятельности

Защита от производственных вибраций. Меры снижения вибраций машин и оборудования. Виброгашение

Под виброгашением понимают уменьшение уровня вибраций защищаемого объекта путем введения в систему дополнительных реактивных импедансов.

Чаще всего виброгашение реализуется путем установки агрегатов на самостоятельные фундаменты. Массу фундамента подбирают таким образом, чтобы амплитуда колебаний подошвы фундамента в любом случае 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 (рис. 32).

Виброгаситель жестко 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 действует только при определенной частоте, соответствующей его резонансному режиму колебаний. Даже незначительные изменения частоты вибраций агрегата резко снижают эффективность действия виброгасителя, так как выводят его из резонансного режима работы. Такие виброгасители применяются в агрегатах, имеющих характерный постоянный во времени дискретный спектр вибрации, т. е. в агрегатах с возмущающим воздействием практически одной частоты. Установка такого рода устройств производилась на турбогенераторах, силовых установках в судостроении.

Так как в виброгасителях используется резонансный режим, следует в общем случае принимать во внимание силы трения в гасителе и в основной системе. У виброгасителя с трением полоса частот, в которой имеет место ослабление вибраций основной системы, значительно шире, чем у гасителя без трения, однако степень ослабления вибраций может быть несколько меньше, чем у описанного выше виброгасителя без трения.

а — акустическая; б — электрическая; в — конструктивная

Из других типов виброгасителей следует отметить гасители колебаний типа буферных емкостей для превращения пульсирующего потока газа в равномерный (рис. 34). Такого рода гасители колебаний ставятся как на всасывающей, так и на нагнетательной стороне компрессоров и способствуют значительному снижению уровня вибраций трубопроводов. Аналогичные устройства применяют для ослабления вибраций гидроприводов.

Виброгашение связано с ослаблением колебаний посредством присоединения к системе дополнительных реактивных импедансов. Поэтому оно может быть осуществлено также путем изменения упругих характеристик колебательной системы. Увеличение жесткости системы достигают соответствующим изменением конструкции и, в частности, введением ребер жесткости. В последнем случае помимо упругих свойств колебательных систем нарушается синфазность колебаний отдельных поверхностей, снижаются амплитуды смещения отдельных точек. Это в значительной мере способствует снижению уровня вибрации и сопутствующего ей шума.

Источник

Что понимается под таким способом виброзащиты как виброгашение

Лекция 7. Виброзащита машин и механизмов.

Как отмечалось ранее, при движении механической системы под действием внешних сил в ней возникают механические колебания или вибрации. Эти вибрации оказывают влияние на функционирование механизма и часто ухудшают его эксплуатационные характеристики: снижают точность, уменьшают КПД и долговечность машины, увеличивают нагрев деталей, снижают их прочность, оказывают вредное воздействие на человека-оператора. Если не удается уравновесить и сбалансировать отдельные звенья и механизм в целом, то для снижения влияния вибраций используют различные методы борьбы с вибрацией. С одной стороны при проектировании машины принимают меры для снижения ее виброактивности (уравновешивание и балансировка механизмов), с другой — предусматриваются средства защиты как машины от вибраций, исходящих от других машин (для рассматриваемой машины от среды), так среды и операторов от вибраций данной машины.

Основными способами снижения вибрации механизма являются применения:

– демпферов – устройств, предназначенных для увеличения сил сопротивлению колебаниям, зависящих от амплитуд и скорости колебаний; однако этот способ не всегда эффективен и не приводит к желаемым результатам;

– виброзащитных систем, гасящих динамические воздействия на машину путем воздействия дополнительными динамическими нагрузками.

В соответствии с этим существуют два основных способа виброзащиты : виброгашение и виброизоляция.

Виброгашение достигается тем, что к машине присоединяются дополнительные колебательные системы – динамические виброгасители (рис. 7.1).

В общем виде динамический виброгаситель состоит из виброзащищаемого объекта 1, обладающего массой и принудительно колеблющейся массы 2 величиной , соединенных упругими связями (пружинами): между собой – с жесткостью С ₂ , между защищаемой массой и рамой машины или фундаментом – с жесткостью С₁.

Как правило, . Соотношения и , С₁ и С₂ подбираются такими, чтобы собственная частота колебаний виброгасителя была равна частоте вынуждающей внешней силы , где р – частота. При этом виброгаситель должен быть настроен на частоту вынуждающей внешней силы.

Закон гармонических колебаний имеет вид . При этом период колебания , частота колебаний , где – начальная фаза; – круговая частота.

Рис. 7 .1. Принципиальная схема динамического виброгасителя

Пусть на тело массой m , колеблющееся по гармоническому закону, действуют две силы:

– восстанавливающая со стороны пружины ;

– возмущающая (например, сила инерции) ,

или .

Так как система находится в равновесии, то , или

, (1)

где круговая (угловая) частота свободных гармонических колебаний системы

При действии на массу внешней возникающей силы, описываемой законом , уравнение (1) будет иметь вид

.

Уравнение движения двухмассовой системы (при возмущающей силе, действующей на массу и равной ) имеет вид

,

где и – координаты, отсчитываемые от положения статического равновесия; и – коэффициенты жесткости пружины.

Для виброгашения массы используют явление антирезонанса , заставляя колебаться в противофазе к защищаемой массе. Для этого определяют величины и из условия .

Недостатком способа является то, что виброгаситель действует только при неизменной частоте колебаний защищаемого объекта. Изменение его частоты резко увеличивает вибрацию и требует новой настройки виброгасителя.

Чувствительность виброгасителя к изменению частоты защищаемого объекта будет не так велика, если виброизоляторы обладают значительным трением путем введения в систему демпферов (амортизаторов).

Виброизолятор состоит из упругого элемента и амортизатора (рис.7.2).

Рис. 7 .2. Принципиальная схема виброизолятора

Виброизолятор имеет коэффициент демпфирования .

Уравнение движения колеблющейся системы имеет вид

, (2)

где Q – обобщенная реакция амортизатора.

Решая уравнение (2) движения системы, находят величину Q , а по ней подбирают амортизатор с нужной характеристикой.

— Как определить в общем случае неуравновешенную силу, действующую на станину механизма?

— Как определить неуравновешенный момент сил, действующий на станину механизма?

— Что вызывают силы, возникающие при соударении колеса подвижного состава с рельсом?

— К какому виду воздействий на механическую систему относятся линейные перегрузки?

— Почему при ускоренном движении вагона элементы конструкции кузова и рамы совершают гармонические колебания?

— Назовите колебания кузова вагона, возникающие при его движении по рельсовому пути, имеющему волнообразные неровности. В чем причина этих колебаний?

— Почему при изучении вынужденных колебаний механической системы предварительно рассматривают ее собственные колебания?

— Какие дополнительные колебания возникают при перевозке сыпучих и жидких грузов? Назовите причину этих колебаний.

— Как влияет жесткость рессорного подвешивания на частоту собственных колебаний кузова вагона?

— Как влияет положение центра тяжести вагона на частоту колебаний?

— Влияет ли величина момента инерции вагона на частоту колебаний?

— Раскройте полезные и вредные свойства вибраций.

— В чем состоит явление резонанса и его опасность для механизмов и машин?

— Какими способами достигается уменьшение интенсивности колебаний объекта виброзащиты?

— Какой механизм называется уравновешенным? Цель уравновешивания механизмов?

— Расскажите о целях и методах виброзащиты машин и механизмов ?

— Проанализируйте силовое взаимодействие двух тел, к одному из которых приложена внешняя сила изменяющаяся по гармоническому закону ?

— Что означает термин «демпфирование»?

— Какие технические средства используются для принудительного гашения колебаний?

— Каково назначение и принцип работы основных типов гасителей колебаний?

— Что такое виброизоляция? Основные задачи виброизоляции?

— Определите область эффективности виброизолятора ?

— Определите область эффективности динамического гасителя ?

— Как осуществляется настройка динамического гасителя ?

Адрес: Россия, 450071, г.Уфа, почтовый ящик 21

Источник

Виброгашение

Виброгашение — это уменьшение уровня вибраций защищаемого объекта.

Одной из важнейшей тактико-технической характеристики военно-морского корабля является максимально возможная развиваемая им скорость. Наибольшее влияние на это оказывает используемая ГЭУ. Однако длительная работа на больших мощностях не возможна без защиты от вибраций, возникающих при работе гигантского дизельного двигателя внутреннего сгорания].

Причины

Основные причины возникновения больших вибраций при движении корабля:

• Работа ДВС на пределе своих возможностей
• Отсутствие необходимой жесткости конструкции
• Несовершенство формы и качество поверхности гребного винта

В некоторых случаях, все это приводило к настолько большим вибрациям корабля, что стрельба даже на среднем ходу считалась невозможной.

Способы гашения колебаний

Вибрации являются сопутствующим эффектом работы механизмов, пагубно влияющем их на состояние вплоть до разрушения. Для предотвращения этого существует ряд мер борьбы с вибрациями, а именно:

• Оптимизация конструкции, обеспечение наибольшей соосности валов и жесткости конструкции.
• Использование демпферов (от резиновых уплотнителей до динамических гасителей)
• Установка больших агрегатов на виброгасящие основания (фунтамент, грунт или перекрытия)
• Применение упругих и эластичных муфт различной конструкции

Источник