Защита от вибрации

Нормы локальной вибрации по всем направлениям

Нормы уровней виброскорости общей вибрации

f ср, Гц Тип вибрации						31.5
1 по оси Z
1 по осям X и Y
	-
3а	-
3б	-
3в	-
3г	-

f ср, Гц			31.5
Lv, дБ

Выбор мероприятий защиты от вибрации основан на анализе решения уравнения колебательного процесса. Амплитуда виброскорости:

где: F_m – амплитуда силы, вызывающей вибрацию, н; f - частота вибрации, Гц; μ - коэффициент сопротивления системы, н-с /м; С - коэффициент жесткости, н/м; m - масса системы, кг

- импеданс -полное механическое cопротивление, которое оказывает система переменной силе F_m.

Различают 5 способов борьбы с вибрацией:

1. снижение вибрации в источнике;

2. вибродемпфирование;

3. виброгашение;

4. виброизоляция;

5. применение индивидуальных средств защиты.

Снижение вибрации в источнике (F_m). Уменьшение силы, вызывающей вибрацию – основной способ борьбы с вибрацией. Производится путем:

- балансировки движущихся частей;

- смазки и увеличения чистоты обработки трущихся поверхностей;

- замене подшипников качения на подшипники скольжения;

- применения косозубых и шевронных зубчатых передач. Пониженные вибрации создают колеса с малым модулем, большой высотой зуба и максимально возможным количеством зубьев.

m=d_a/n, где d_a- диаметр дел.окр., n – число зубьев

Вибродемпфирование (повышение m). При этом энергия колебаний рассеивается в виде тепла при деформации конструкции. Осуществляется:

- использование материалов с высоким коэффициентом внутреннего трения и коэффициентом потерь η. Это конструкционные материалы, чугун с малым содержанием C и Si. Чугун с небольшим количеством Mg имеет вибрационную прочность в 100 раз больше, чем у алюминиевых сплавов и в 20 раз лучше, чем у легированной стали;

- нанесением на колеблющиеся механизмы различных мастик: например, мастика «Антивибрит». Наносится напылением. Эффективно при высоких частотах вибрации; применением сплавов Cu–Ni, Ni–Co, пластмассы, резины, стеклоизола, гидроизола, которые приклеиваются к вибрирующей поверхности. Эффективно при низких частотах вибрации.

Виброгашение (увеличение m или С). Осуществляется:

- увеличением m – массивные фундаменты применяют под прессы, насосы, вентиляторы. Эффективно при высоких f;

- увеличением С – увеличение ребер жесткости. Эффективно при низких f;

- динамическое гашение, которое осуществляется путем установки на защищаемый объект дополнительной колебательной системы. Наибольший эффект достигается при f=f₀, т.е. когда собственная частота совпадает с частотой виброгасителя, но направление противоположное.

Виброизоляция. Это уменьшение передачи колебаний от источника возмущения защищаемому объекту за счет упругой связи, помещаемой между ними (за счет отстройки собственной частоты колебаний f₀). Основой виброизоляции служат пружинные и резиновые виброизоляторы.

Вентилятор

Резина Амортизаторы

Виброзащищаемый объект

При установке амортизаторов колебания самого вентилятора останутся, даже могут быть больше, но на основание передается меньше.

Эффективность виброизоляции характеризуется коэффициентом передачи K_п. При незначительном трении в системе

К_п =

К_п

3

1.5

1

0.1

0

0.5 1 2 3 f/f₀

где: f – частота вынужденных колебаний;

f_o - собственная частота колебаний объекта;

К_п < 1 должен быть. Из графика следует:

- при f = f₀ имеет место резонанс, т. е. f/f₀ = 1, происходит резкое возрастание К_п и виброизоляция неэффективна;

- при f < f₀ К_п > 1 – виброизоляция неэффективна;

- при f>f₀ до соотношения f/f₀=К_п>1 – виброизоляция неэффективна.

Считается оптимальным: f/f₀ = 3…4

Для оценки виброизоляции используется зависимость:

DL = 20 lg (1/ К_п), дБ

В качестве виброизоляторов используют упругие материалы: пружины, резины, пробки, войлок. Выбор того или иного материала определяется величиной требуемого статического прогиба и условиями, в которых будет работать виброизолятор.

Резина имеет малую плотность, хорошо крепиться к деталям, ей легко придать любую форму и она обычно используется для виброизоляции машин малой и средней массы (ДВС, электродвигатели). В виброизоляторах резина работает на сдвиг или сжатие.

Металлические пружины применяют, когда требуется большой статический прогиб или когда невозможно применение резины по параметрам микроклимата, химической агрессивности среды и т.д. Пружины можно применять для виброизоляции оборудования, работающего на любой частоте. Большое применение находят конические дисковые пружины (тарелки – навстречу друг другу).

Пробку используют при нагрузке 50…150 кПа (2…15 см). увеличение толщины пробкового слоя не целесообразно, т.к. ведет к потере устойчивости. Пробку не применяют в области низких частот. С течением времени пробка сжимается от нагрузки. Нефть и вода не оказывают существенного влияния на рабочие характеристики пробки.

Войлок толщиной 1..1.5 см эффективен на резонансных частотах. Обычно войлок применяют в частотном диапазоне свыше 40 Гц.

Индивидуальная защита от вибрации. Для защиты рук работающих с ручным инструментом, создающим вибрации, применяют виброизолирующие рукавицы, перчатки, прокладки. При передаче вибрации на ноги используют виброзащитную обувь с виброизолирующими подошвами и стельками.

Контроль характеристик вибрации осуществляется с помощью виброизмерительной аппаратуры: измерители шума и вибрации ИШВ, ВИП-2 и др.

Дата добавления: 2014-01-14