Меры борьбы с шумом и вибрацией. Меры борьбы с производственными шумами и вибрациями Воздействие вибрации на человека

Общими методами снижения вибрации являются;

ослабление вибрации в источнике их образования за счет конструктивных, технологических и экспериментальных решений (технический метод);

снижение интенсивности вибраций на пути их распространения (технологический метод);

Устранение причин возникновения вибрации в машинах и механизмах конструктивными и технологическими решениями является наиболее рациональной мерой (устранение дисбаланса, люфтов, зазоров, замена кривошипно-шатунных механизмов на кулачковые и т.д.). Ослабление вибрации в источнике их образования осуществляется при изготовлении оборудования.

Снижение интенсивности вибрации на пути распространения можно осуществить демпфированием, динамическим гашением и виброизоляцией.

Виброизоляция - способ защиты от вибрации, заключающийся в уменьшении передачи вибрации от источников возбуждения защищаемому объекту при помощи дополнительных устройств упругой связи - фундаментов и виброизоляторов, помещаемых между ними. Эта упругая связь может использоваться для ослабления передачи вибрации от основания на человека либо на защищаемый агрегат.

Виброизоляторы бывают пружинными, резиновыми и комбинированными. Пружинные виброизоляторы по сравнению с резиновыми виброизоляторами имеют рад преимуществ, так как могут применяться для изоляции как низких, так и высоких частот, а также дольше сохраняют упругие свойства. В случае пропускания виброизоляторами высших частот (из-за малых внутренних потерь сталей), их устанавливают на прокладки из резины (комбинированный виброизолятор). Цельные резиновые прокладки должны иметь форму ребристых или дырчатых плит для обеспечения деформации в горизонтальной плоскости.

Виброизоляция также осуществляется применением гибких вставок в коммуникациях воздуховодов, несущих конструкциях зданий, в ручном механизированном инструменте.

Основным показателем, определяющим виброизоляции машины, агрегата, установленной на виброизоляции с определенной жесткостью и массой, является коэффициент передачи или коэффициент виброизоляции. Он показывает, какая доля динамической силы или ускорения от общей силы или ускорения действующих со стороны машины, передается виброизоляторами фундаменту или основанию.

где f = ω/2π - частота возмущающей силы; в случае неуравновешенности ротора машины (электродвигателя, вентилятора и т.д.).

f =nm/60, где n - частота вращения, об/мин., m - номер гармоник (m = , 2, 3, …) могут бить и другие частоты возмущающих сил.

Частота собственных колебаний машины

где x c тат = mg/c - статическая осадка виброизолятора (пружины, резины) под действием собственной массы М машины, см. Ее можно определить – x c тат = g /(2πf 0)².

Чем больше статическая осадка, тем ниже собственная частота и тем эффективнее виброизоляция.

Изоляторы - амортизаторы начинают приносить эффект (КП<1)лишь при частоте возмущения f эф > f =

При f ≤
виброизоляторы передают полностью вибрации фундаменту (КП=1)или даже усиливают их (КП>1). Эффект виброизоляции тем выше, чем больше отношение f/f0.

Следовательно, для лучшей виброизоляции фундамента от вибрации машин при известной частоте возмущающей силы f необходимо уменьшить частоту собственных колебаний машины на виброизоляторах f 0 для получения больших отношений f/f 0 , что достигается либо увеличением массы машины [M], либо снижением жесткости виброизоляции "c". При известной же собственной частоте f 0 - эффект виброизоляции будет выше, чем больше возмущающая частота f по сравнению с частотой f 0 .

Виброизоляция будет эффективней, если фундамент, на котором монтируется агрегат, обладает достаточной массивностью. Это требование выполняется в тех случаях, когда выполняется условие

(f p 2 /f 2 - 1)M/4m > 10,

где fp - ближайшая к частоте вынуждающей силы собственная частота колебаний фундамента; М - масса фундамента (кг); m - масса изолирующего агрегата (кг).

Значение КП для эффективной изоляции колеблется в пределах 1/8  1/6 при отношении вынужденной частоты к собственной частоте системы, равном 3 - 4.

Для изоляции человека от вибрирующего оборудования используют виброгашение. Под виброгашением понимают уменьшение уровня вибрации защищаемого объекта при введении в систему дополнительных реактивных сопротивлений. Чаще - это достигается при установке агрегатов на виброгасящие основания. 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.

Ослабление передачи вибрации на фундамент обычно характеризуется величиной виброизоляции (ВИ).

ВИ = ∆Z = Z 01 -Z 02 =

Но чаще в качестве критерия параметра вибрации используется амплитуда колебания. Она используется для ограничения вибрации агрегатов и фундаментов - определяет действующие динамические силы.

ВИ = ∆Z =

где знак "1" - относится к параметрам вибрации до мероприятий, а "2" - после мероприятий, после виброзащиты.

ВИ = ∆Z =

Если известен уровень колебательной скорости агрегата и нормированное значение уровня виброскорости Z норм, то можно определить потребную величину снижения логарифмического уровня виброскорости ∆Z = Z - Z нор.

Вибродемпфирование - вибропоглощение - процесс уменьшения уровня вибрации защищаемого объекта путем превращения энергии механических колебаний колеблющейся системы в тепловую энергию в процессе рассеяния энергии в окружающее пространство, а также в материале упругих элементов. Эти потери вызываются силами трения – диссипативными силами, на преодоление которых непрерывно и необходимо расходуется энергия источника вибрации.

Если рассеяние энергии происходит в вязкой среди, то диссипативная сила прямо пропорциональна виброскорости и носит название демпфирующей.

Вибродемпфирование заключается в уменьшении уровня вибрации защищаемого объекта за счет превращения энергии механических колебаний колеблющейся системы в тепловую.

связь между виброскоростью и вынуждающей силой, где F m - вынуждающая сила;

μ - коэффициент сопротивления, активная составляющая сопротивления вибрации;

(mω - с/ω)- реактивная часть сопротивления;

mω - инерционное сопротивление (масса на угловую частоту);

с/ω - упругое сопротивление (коэффициент жесткости на угловую частоту);

- механический импеданс системы.

Вибродемпфирование определяется коэффициентом сопротивления системы "μ", с изменением которого изменяется механический импеданс системы. Чем выше , тем большего эффекта вибродемпферования можно достичь.

Для вибродемпфирования используются материалы с большим внутренним трением (пластмассы, дерево, резина и др.). На вибрирующие поверхности накосятся упруговязкие материалы - мастики.

Для борьбы с акустической вибрацией систем вентиляции и кондиционирования воздуха воздуховоды присоединяются к вентиляторам через гибкие вставки, при переходе через строительные конструкции на воздуховоды надеваются амортизирующие муфты и прокладки.

Вибродемпфирование осуществляется:

Путем изготовления колеблющихся объектов из материалов с высоким коэффициентом потерь, т.е. из композиционных материалов: двухслойных - "сталь-алюминий", из сплавов Cu – Ni, Ni – Co, а также на металле пластмассовые покрытия и т.д. Вибродемпфирующие материалы характеризуются коэффициентом потерь "η": сплавы "Cu - Ni" - 0,02-0,1; слоистых материалов - 0,15-0,40; резин, мягких пластмасс – 0,05 - 0,5; мастик - 0,3 - 0,45.

Нанесением на колеблющиеся объекты материалов с высоким коэффициентом потерь.

Действие таких покрытий основаны на ослаблении вибрации переводом колебательной энергии в тепловую при деформации покрытий.

Вибропоглащающие покрытия делятся на жесткие и мягкие покрытия.

Жесткие – рубероид, пластмасса, битомизированный войлок, стеклоизоляция.

Мягкие – мягкие пластмассы, резина, пенопластмассы.

Мастики – Антивибрит, ВД 17 – 58.

Динамическое гашение - виброгашение - ослабление колебаний посредством присоединения к системе дополнительных реактивных импедансов - дополнительная колебательная система, собственная частота, которой настроена, на основную частоту агрегата. В этом случае подбором массы и жесткости виброгасителя снижают вибрацию.

В направлении распространения вибрацию снижают, используя дополнительные устройства, встраиваемые в конструкцию машины, применяя демпфирующие покрытия, а также используя антифазную синхронизацию двух или нескольких источников возбуждения.

Средства динамического виброгашения по принципу действия подразделяются на динамические (пружинные, маятниковые, действующие в противофазе к колебательной системе) и ударные (пружинные, маятниковые - как глушители шума).

Динамическое виброгашение осуществляется также при установке агрегата на массивном фундаменте.

Виброгаситель жестко крепится на вибрирующем агрегате, поэтому в каждый момент времени возбуждаются колебания, находящиеся в противофазе к колебаниям агрегата.

Без учета трения должно выполняться условие:

где f - частота собственных колебаний машины (агрегата); f 0 - возбуждающаяся частота.

Недостатком динамического гашения является то, что гасители действует только по определенной частоте, соответствующей его резонансному режиму колебания: маятниковые или ударные виброгасители для гашения колебаний с частотой 0,4 - 2,0 Гц; пружинные - 2,0 - 10,0 Гц; плавающие – выше 10 Гц.

Борьба с вибрацией состоит из организационных, технических и лечебно-профилактических мер.

Организационные и технические меры. Организационные меры идентичны тем, которые проводятся при борьбе с шумом.

Технические меры принимаются по нескольким направлениям:

Уменьшение или устранение неуравновешенных сил;

Уход от резонанса динамическим виброгашением;

Применение вибродемпфирования;

Виброизоляция оборудования;

Виброзащита.

Уменьшение или устранение неуравновешенных сил в источнике возникновения вибрации производится за счет применения современных конструктивных решений, например, заменой кулачковых и кривошипно-шатунных механизмов гидроприводом механизмов.

Уход от резонанса динамическим виброгашением состоит в правильном подборе масс или жесткости элементов колеблющейся системы. Для гашения вибрации на современных автомобилях используют специальный генератор колебаний, который создает колебания частотой, совпадающей с гасимой, но находящейся с ней в противо-фазе. Для устранения вибрации автомобильных колес производят их балансировку. В конструкции перфораторов вводят качающиеся виб-рогасящие рукоятки.

Применяют вибродемпфирование или вибропоглощение с помощью массивных фундаментов (рис. 3.4), а также превращение механической энергии вибрации в тепловую путем использования материалов с большим внутренним трением (пластмасс, дерева, резины, битуминизированного войлока со слоем фольги), нанесение на вибрирующие поверхности упруговязких покрытий.

Рис. 3.4. Установка силового агрегата на вибропоглощающий массивный фундамент в грунте

В последних технических проектах современных локомотивов принято многоступенчатое вибродемпфирование всей кабины резинометалличе-скими амортизаторами. В результате этого на современных тепловозах и электровозах достигнуто снижение параметров вибрации до уровней ПДУ.

Виброизоляция оборудования чаще всего осуществляется установкой виброизолирующих опор — упругих прокладок или пружин (рис. 3.5—3.7).

Рис. 3.5. Установка агрегата на фундамент через виброизолирующую прокладку: 1 — фундамент; 2 — виброизолирующая прокладка; 3 — виброизолирующая втулка; 4 — анкерный болт с гайкой; 5 — плита; 6 — опорная конструкция силового агрегата

Рис. 3.6. Виброизолирующая резиновая опора

Рис. 3.7. Схема виброизоляции рабочего места: а — общий вид; б — виброизолятор в разрезе; 1 — опорная плита; 2 — опорная тарелка; 3 — корпус виброизолятора; 4 — пружина; 5 — стакан; 6—упор; 7—виброизолированный пол рабочего места; 8—подвижная крышка корпуса

На транспортных средствах достаточно часто используют именно виброизоляцию, например, на виброизолирующие опоры устанавливают двигатели. В строительстве разделяют упругими элементами перекрытия и несущие конструкций зданий, устраивают «плавающие» полы.

Средствами виброзащиты могут быть и гибкие вставки в коммуникациях воздуховодов.

Гигиенические и лечебно-профилактические меры. Основой для оценки условий труда по вибрационным факторам и защиты работающих от последствий превышения их допустимых уровней, отнесения условий труда к тому или иному классу вредности и опасности по уровню их воздействия на работника является документ «Руководство по гигиенической оценке факторов рабочей среды и трудового процесса. Критерии и классификация условий труда» Р 2.2.2006-05.

В соответствии с положением о режиме труда работников виброопасных профессий общее время контакта с вибрирующими машинами, вибрация которых соответствует санитарным нормам, не должно превышать 2/3 длительности смены.

К работе с вибрирующими машинами и оборудованием допускаются лица не моложе 18 лет, получившие соответствующую квалификацию и прошедшие медицинское освидетельствование.

Работа с вибрирующим оборудованием, как правило, должна проводиться в отапливаемых помещениях. При невозможности создания подобных условий (работа на открытом воздухе, подземные работы и т.п.) для периодического обогрева должны быть предусмотрены специальные отапливаемые помещения с температурой воздуха не ниже 22 °С.

Снижению уровня отрицательного воздействия вибрации на здоровье способствует применение индивидуальных средств защиты от вибрации (гасящие вибрацию перчатки, рукавицы и специальная обувь).

Борьба с вибрацией охватывает в настоящее время самые различные направления работ. Часть работ связана с уменьшением вибрации в источни­ке ее возникновения, другие работы направлены на уменьшение вибрации на путях ее распространения, значительная часть работ связана с измерением параметров вибрации и обработкой измерительной информации.

Одним из видов борьбы с вибрацией в источнике ее возникновения яв­ляется устранение неуравновешенности вращающихся деталей машин. Для этого в настоящее время начали применять балансировку составных много­опорных роторов и роторов в рабочих опорах в процессе эксплуатации.

Известно, что ротор, составленный из предварительно отбалансирован­ных деталей, получает технологический дисбаланс. Как правило, отбалан­сировать такой ротор в рабочих опорах затруднительно, так как для этого необходимо оснащение рабочих опор измерительными средствами. Поэто­му применяют предварительную балансировку составного ротора на спе­циальном станке с имитацией рабочих опор.

В более ответственных случаях применяют балансировку роторов в ра­бочих опорах в процессе эксплуатации, когда положение корректирующих масс в пространстве делают изменяемым. Применение микропроцессор­ного управления балансировкой позволяет программно реализовать различ­ные алгоритмы оптимизации поиска положения корректирующих масс.

К этому направлению следует отнести борьбу с вибрацией редукторов - самого распространенного механизма в машинах, зубчатые колеса кото­рого являются источником вибрации. Уменьшение вибрации редукторов требует осуществления ряда мероприятий, таких, как исследование точ­ности зубофрезерных станков, контроль кинематической погрешности зубчатых колес и передач, испытание редукторов.

Кинематическая погрешность зубофрезерных станков ведет к погреш­ности изготовляемых зубчатых колес и в последующем является причиной вибраций. Поэтому создание измерительных систем для оценки кинемати­ческой погрешности зубофрезерных станков и зубчатых колес является очень важным делом.

Окончательно виброактивность зубчатых передач проверяется на спе­циальных стендах для испытаний переборных и планетарных редукторов.

Уменьшению вибрапии на путях ее распространения служит создание виброизолирующих опор соединительных элементов валов.

Широкое применение должен найти симметрично-консольный вибро­изолятор, относящийся к классу пассивных упругоинерционных виброза - щитных устройств. Достоинства этого виброизолятора в том, что его рабо­чая частота определяется не только собственными параметрами виброизо­лятора, но и видом возбуждения его промежуточной массы.

Большая перспектива для создания виброизолирующих опор открывает­ся в связи с появлением металластика (материала с существенной упру­гой анизотропией) - тонкослойных резинометаллических элементов. Они отличаются от традиционных резино-технических изделий повышенными удельными нагрузками (на 1-2 порядка) при малых габаритах.

На основе этих элементов разработана компактная виброизолирую­щая опора с возможностью регулировки в большом диапазоне соотношения жесткостей по трем осям. В конструкции опоры использовано наклонное расположение элементов, работающих только на сжатие при знакоперемен­ных внешних нагрузках.

Для проверки динамических свойств виброизоляторов в условиях статического нагружения создан специальный стенд. Важным для зада­чи виброизоляции служит создание вибродемпфирующих муфт, полу­чаемых посредством метода намотки многослойных торсионов, в кото­рых за счет трения происходит гашение колебаний.

Борьба с вибрацией неразрывно связана с задачами измерений. Работы этого направления охватывают, в частности, создание датчиков и усилите­лей, устройств бесконтактной передачи информации и бесконтактного измерения параметров вибрации.

Для измерения параметров вибрации в цеховых и натурных условиях разработаны помехоустойчивые пьезоакселерометры, нечувствительные к сильным электрическим и электромагнитным полям. Эти датчики имеют симметричный электрический выход и работают совместно с дифферен­циальными усилителями заряда, вычитающими сигнал помехи. Для этих же целей разработана помехоустойчивая многоканальная усилительная ап­паратура.

Для измерения вибрационных сил, передающихся от машины на фун­дамент, разработан датчик на основе металластикового элемента. Датчик встроен в опору, которая воспринимает статическую и динамическую нагрузки. Вследствие равномерного распределения нагрузки в тонком резиновом слое датчик позволяет измерять общую динамическую нагруз­ку на опору по соотношению площадей сечения опоры и воспринимающе­го столика датчика.

Отдельное направление составляют работы по созданию аппаратуры для измерения параметров вибрации вращающихся деталей. Для этих целей разработаны бесконтактный токосъемник, токовихревой измеритель пе­

ремещений, бесконтактный измеритель параметров вибрации и фотоэлект­рический датчик оборотов вращающихся деталей.

Симметрично-консольный виброизолятор (СКВ). Предназначен для снижения уровней вибрации, передаваемой работающим механизмом фундаменту.

Симметрично-консольные виброизоляторы рекомендуются к примене­нию для виброизоляции машин и механизмов, работающих при постоян­ном числе оборотов (электродвигатели, машинные преобразователи, гене­раторы и т. д.) и для которых необходимо значительное снижение уров­ней вибрации в определенном диапазоне частот, а также для обеспечения равномерного роста степени виброизоляции в области высоких частот (рис. 28). Конструкции СКВ зарегистрированы Государственным Коми­тетом по делам открытий и изобретений.

Техническая характеристика

Статическая жесткость, Н/м 9 ■ 10*

TOC o "1-5" h z Рабочая частота, Гц 50

Габариты, мм 280 X 200 X 225

Перепады уровней вибрации

диапазон частот 30-125 Гц 20-24

рабочая частота 50 Гц 34-37

Эффективность виброизоляции, дБ с 25 до 50

Рост эффективности виброизоляции иллюстрируется на рис. 29. Сим­метрично-консольный виброизолятор обладает рядом особенностей, которые отличают его от других известных пассивных виброзащитных устройств, а именно:

возможностью бесструктурного изменения частотной зависимости коэф­фициента передачи. СКВ позволяет изменением его параметров реализо­вать виброизолирующую характеристику, аналогичную любому пассив­ному виброзащитному устройству, например многокаскадной системе виброизоляции со сколь угодно большим числом каскадов или произволь­ной комбинации виброзащитных устройств разной структуры;

возможностью обеспечения виброизолирующей характеристики, имею­щей локальные минимумы коэффициента передачи в дорезонансном диапа­зоне частот.

Представляя собой виброзащитное устройство, выполненное в одном се­чении, СКВ в то же время дает возможность уменьшить габаритные разме­ры системы виброзащиты, например по сравнению с многокаскадными системами виброизоляции или их комбинации с другими виброзащитны - ми устройствами.

Виброизолирующие муфты предназначены для передачи крутящего момента и виброизоляции двигателя от крутильных и других форм коле­баний исполнительного механизма или редуктора; предлагаются к исполь­зованию в трансмиссиях судовых силовых и вспомогательных механизмов и применяются между двигателем и редуктором ГТЗА для виброизоляции редуктора от двигателя.

Муфты являются виброизолятором крутильных колебаний по линиям валопроводов и обеспечивают снижение уровней вибрации на ’’входе” и ’’выходе” до 30 дБ в широком диапазоне частот. Виброизолирующие 206

Рис. 29. Рост эффективности виброизоляции

муфты представляют собой две полумуфты, соединенные торсионом, выполняемым с помощью метода намотки тонкой стальной или титановой ленты в рулон или по винтовой спирали послойно в разных направлениях. Схематическое изображение муфты дано на рис. 30. Количество наматывае­мых слоев, параметры наматываемой ленты и угол намотки определяют­ся передаваемым крутящим моментом.

Техническая характеристика

Передаваемый крутящий момент, Н ■ м 2-Ю5

Наружный диаметр, мм 50-1000

Угол намотки,°С 60

Перепад уровней вибраций, дБ до 30

Виброизолирующие муфты с торсионом, навитым из стальной или тита­новой ленты, обладают преимуществами перед известными конструкциями в качестве виброизолятора крутильных колебаний как более технологич­ные, так как навивка торсионов не требует специального оборудования для устранения разностенности. Технология изготовления безотходная (не тре­бует механической обработки). Изменение виброизолирующих свойств муфты (жесткость, демпфирование) в широких пределах легко дости­гается варьированием параметров муфты (ширина и толщина ленты, угол и натяжение при намотке, наличие антифрикционного покрытия на ленте).

Использование виброизолирующих муфт позволяет существенно сни­жать уровни крутильных и других форм колебаний, что в конечном итоге ведет к существенному снижению шумовых характеристик, вредного воз­действия на человека и окружающую среду, динамических нагрузок и отсюда - к повышению срока эксплуатации машин. Использование таких конструкций муфт и валопроводов позволяет технологически (намотка) существенно повысить коэффициент использования материала (безотход­ная технология).

Виброизолирующие муфты могут применяться в приводах валков про­катных станов, карданных валах автомобилей, деревообрабатывающих станках, валопроводах вертолетов и других конструкциях современных ма­шин.

Тонкослойный резинометаллический (металластиковый) элемент. Ме-

талластиковые элементы изготовляются из слоистого материала в виде

чередующихся тонких слоев резины и металла с различной геометрией сре­динных слоев: плоской призматической, цилиндрической и кольцевой ци­линдрической, конической, сферической. Предназначены для обеспечения упругих, виброизолирующих связей в подвижных соединений деталей ма­шин.

Применяются как малогабаритные, надежные, с повышенной несущей способностью, существенной жесткостной анизотропией конструкционные упругие элементы машин различного назначения: виброизоляторы в мас­сивной и активной виброзащитной системах, опорные и упорные элементы, муфты, шарниры, направляющие, компенсаторы.

Новые физико-механические свойства достигаются использованием сжи­маемости резины в тонком слое, а также за счет различия характеристик элемента вдоль и поперек слоя.

Техническая характеристика

Рис. 32. Станок для многоплоскостной балансировки составных многоопорных ро­торов

1 - шестерня степени II, 2 - торсионный вал, 3 - колесо ступени I, 4 - поводок, 5 - балансировочный станок МС9. 04-1-5, 6 - дополнительные опоры, 7 - штатные

опоры станка

зуется в машиностроении для виброизоляции машин и оборудования и предназначена для работы при знакопеременной нагрузке.

Опора (рис. 31) состоит из нижнего 1 и верхнего 2 оснований и кони­ческого корпуса 3, в которые встроены цилиндрические упругие элемен­ты 4. Элементы расположены равномерно по окружности под углом к про­дольной оси опоры и образуют два пояса по три в каждом: между верхним основанием и корпусом, между корпусом и нижним основанием. При та­ком расположении в процессе деформирования половина упругих эле­ментов смещается навстречу другой, вызывая в элементах смежных поясов деформации различных знаков. Для устранения деформации растяжения в опоре с помощью болтов 5 и регулировочных шайб 6 дается необходимая величина начального поджатая.

Отличительная особенность - высокая несущая способность при малых габаритах, равножесткость по трем осям опоры, повышенная виброизоля­ции на высоких частотах, высокая надежность и ресурс, возможность соз­дания стандартизованного ряда опор различной жесткости и под разную номинальную нагрузку (5 103-5 104 Н) при неизменных внешних

габаритах. Вариации жесткости в больших пределах заложены в оригиналь­ной конструкции замкового типа за счет изменения поджатая, угла накло­на упругих элементов и их геометрических параметров (толщина слоев ре­зины и металла при той же высоте всего пакета).

Техническая характеристика

Тип опоры

Номинальная нагрузка, Н Собственная частота при номинальной нагрузке, Гц

Коэффициент динамической жест­кости

Вариация жесткости при изменении стати­ческого поджатая, %

Упругий элемент - цилиндрический ТРМЭ с плоскими слоями, шт.

20 X 24 140 X 38 50-60 0-60

Габариты, мм

диаметр элемента диаметр опоры Допустимые температуры, ° С Диапазон изменения угла наклона эле­ментов, град

Технико-экономическая эффективность упругой опоры обеспечивает­ся ее компактностью, высокой надежностью, малой металлоемкостью.

Станок для многоплоскостной балансировки составных многоопорных роторов. Предназначен для снижения технологического дисбаланса составных многоопорных роторов, например состоящих из колеса и ше­стерни, соединенных торсионным валом, узлов типа ротор-муфта-шестер­ня или в другом сочетании (рис. 32). Такие роторы применяются в судо­строении и других отраслях машиностроения.

Техническая характеристика

ся повышенным количеством измерительных опор и соответствующей ап­паратурой.

Технологический дисбаланс составного ротора, появляющийся после сборки, может в 5-7 раз превосходить допуск на балансировку входящих деталей. Его устранение приводит к значительному уменьшению уровня вибраций на оборотной частоте. Особое значение имеет балансировка на дан­ном станке составных роторов, которые по конструктивным или другим причинам не могут быть отбалансированы на месте установки.

Устройство для подбалансировки роторов в рабочих опорах. Предназна­чено для динамической подбалансировки в рабочих опорах роторов энер­гетического, транспортного и другого оборудования (редукторов, турбин, электрических машин и т. д.) на эксплуатационных режимах.

Техническая характеристика

Характер изменения корректирующей массы Дискретный по гар­монической оги­бающей

Устраняемый дисбаланс, г ■ см 0-530

Частота вращения балансируемого ротора, 0-3000

Минимальная рабочая частота вращения 600

устройства, об/мин

Привод Гидравлический

с использованием момента трения жид­кости

Масса подбалансировочного устрой - 25

Устройство позволяет осуществить подбалансировку роторов различ­ных машин во время эксплуатации без разборки. Управление уст­ройством осуществляется во время работы машины дистанционно. Может быть использован автоматический принцип управления и осуществлен при­вод дисков с корректирующими массами за счет вязкого трения любой жидкости, механического трения, гидродинамического (турбинного эффек­та) и электрической энергии. Устройство имеет шариковый механизм фик­сации и храповой механизм дискретного перемещения дисков.

Программируемое балансировочное устройство (ПБУ). Предназначено для минимизации уровней дисбалансов жестких роторов машин и меха­низмов в процессе их эксплуатации в диапазоне рабочих частот вращения 5-50 с-1 с интервалом времени поиска минимальных значений дисбалан­сов 30-120 с.

Состоит ПБУ из исполнительного механизма перемещения корректи­рующих масс на балансируемом роторе и электронной системы, которая служит для обработки сигнала, поступающего с датчика, в целях выявле­ния информативных признаков, характеризующих дисбаланс, и состоит из четырех идентичных каналов, каждый из которых включает в себя: уси­литель зарядов; блоки интегрирования; нелинейного и аналогоцифрово­го преобразования сигналов; синхронноследящий фильтр; блок суммато­ров; микроЭВМ ”Электроника-60М”; блок согласования выхода ЭВМ с исполнительным устройством; блок питания; электропривод, осущест­вляющий привод исполнительного устройства.

Исполнительный механизм перемещения корректирующих масс вы­полнен в виде двух дифференциалов, размещенных в едином корпусе. Однако центральное зубчатое колесо каждого дифференциала жестко свя­зано с электроприводом, а другое - с эксцентричным зубчатым колесом, установленным соосно с балансируемым ротором (так, чтобы сохранялась возможность вращения колеса вокруг своей оси). Сателлиты установле­ны на общем для них водиле, а корпус приводится во вращение от балан­сируемого ротора с помощью зубчатой передачи.

В предлагаемом устройстве использован новый способ оценки неурав­новешенного состояния роторов, характеризуемый суммой ортогональ­ных составляющих вибрации, возникающей в опорах балансируемых рото­ров. Кроме того, устройство имеет возможность гибкого программиро­вания различных алгоритмов оптимизации поиска положения корректирую­щих масс. Устройство обеспечивает снижение уровня вибрации роторов от­носительно максимального значения на 30-35 дБ.

Устройство можно использовать в машиностроении, энергетике, элек­тротехнической промышленности и т. п.

Способ уравновешивания роторов. Предназначен для снижения динами­ческих нагрузок, передающихся с ротора на корпус через опоры. Приме­няется в роторных машинах и механизмах с опорами скольжения любой отрасли машиностроения (турбины, двигатели внутреннего сгорания, ре­дукторы и т. п.).

Основан на измерении динамического давления в опорах скольжения ро­тора встроенными в опоры датчиками давления, обработке сигналов дат­чиков, расчете и установке на ротор соответствующих корректирующих масс, обеспечивающих оптимальную траекторию движения цапф ротора и минимизацию динамических сил, передающихся на корпус через масля­ный клин опор. Уравновешивание ротора осуществляется на полностью соб­ранной машине (механизме), и отличительными особенностями способа являются простота используемых средств измерения, высокая чувствитель­ность, точность и возможность контроля степени уравновешивания ротора в процессе эксплуатации.

Датчик вибрационной силы на основе металпастикового элемента. ТРМЭ-датчик (рис. 33), состоит из тонкослойного резинометаллического элемента и встроенного во фланец пьезоэлемента, предназначен для изме­рения нагрузок в диапазоне вибрации.

Применяется в деталях и сочленениях машин, станков и оборудования для контроля динамических нагрузок, диагностических целей, в активных виброзащитных системах как упругий и измерительный элемент.

Возможность измерения обеспечивается равномерным распределением напряжений гидростатического сжатия в тонком резиновом слое и одномер­ностью канала распространения вибрационной энергии за счет перепада жесткостей в ортогональных направлениях элемента, что позволяет также без практического изменения жесткости опорного узла в осевом направле­нии существенно снизить жесткость в боковом направлении.

Техническая характеристика

5-200 0,1-100 10-100 40-150 15-50 102-103

Диапазон частот измеряемого усилия, Гц Измеряемая динамическая нагрузка, Н Допустимая удельная статическая нагрузка, МПа Габаритные размеры в плане, мм Высота, мм

Перепад жесткостей в осевом и боковом направлениях

Одно компонентный пьезоаксеперометр с симметричным выходом ОСПА-1. Предназначен для помехоустойчивого преобразования высоко­частотной прямолинейной вибрации в электрические сигналы совместно с дифференциальным согласующим устройством. Акселерометр ОСПА-1

применяется для измерения вибрации различных машин и механизмов в местах с большими динамическими деформациями при нормальных усло­виях.

ных схем дифференциальных пьезоакселерометров преобразователь ОСПА-1 отличается тем, что в целях повышения чувствительности по заря­ду изолятор выполнен из пьезокерамического материала.

Пьезоакселерометр ОСПА-1 может быть использован в машино-, судо - и станкостроении, а также в авиационной промышленности.

Однокомпонентный пьезоакселерометр с симметричным выходом ОСПА-2. Предназначен для помехоустойчивого преобразования высоко­частотной прямолинейной вибрации в электрические сигналы совместно с дифференциальным согласующим устройством. Акселерометр ОСПА-2

Рис. 34. Схема пьезоаксеперометра а - ОСПА-1, б - ОСПА-2, в - ОСПА-3

применяется для измерения вибраций различных машин и механизмов в нормальных условиях.

Техническая характеристика

Рабочий диапазон частот, Гц, 2-20 10s

TOC o "1-5" h z Резонансная частота закрепленного акселеро - 60

метра, кГц

Чувствительность симметрического выхода, 0,65

пКл/м ■ с*3

Относительная поперечная чувствительность, % 3

Максимальное измеряемое ускорение, М" с*3 50 000

Габариты, мм 12 X 18,5

Масса, кг 0,006

От известных схем дифференциальных пьезоакселерометров преобразо­ватель ОСПА-2 отличается тем, что в целях повышения чувствительности по заряду изолятор выполнен из пьезоэлектрического материала (см. рис. 34, б).

Пьезоакселерометр ОСПА-2 также может быть использован в машино-, судо - и станкостроении, в авиационной промышленности.

Однокомпонентный пьезоакселерометр с симметричным выходом ОСПА-3. Предназначен для помехоустойчивого преобразования низко­частотной прямолинейной вибрации в электрические сигналы совместно с дифференциальным согласующим устройством. Акселерометр ОСПА-3 применяется для измерения вибрации различных машин и механизмов в нормальных условиях.

Техническая характеристика

Рабочий диапазон частот, Гц 1 - 1 - 10Э

TOC o "1-5" h z Резонансная частота закрепленного акселерометра, кГц 5

Чувствительность симметричного выхода, пКл/ (м с-2) 100

Относительная поперечная чувстви­тельность, % 2

Максимальное измеряемое ускорение, м ■ с"2 500

Крепление к объекту Резьбовое М5

Габариты, мм 32 X 45

Масса, кг 0,27

Схема пьезоакселерометра изображена на рис. 34, в. От известных схем дифференциальных пьезоакселерометров преобразователь ОСПА-3 отли­чается тем, что в целях повышения чувствительности по заряду изоля­тор выполнен из пьезоэлектрического материала.

Пьезоакселерометр ОСПА-3 может быть использован в машино-, судо - и станкостроении, в авиационной промышленности.

Стенд для испытаний виброизоляторов. Предназначен для исследова­ния мощных управляемых пневматических и гидравлических виброизо­ляторов, а также для прочностных и ресурсных испытаний материалов и элементов конструкций в условиях мощного статико-динамического нагружения.

Техническая характеристика

Частота нагружения, Гц 0,05-400

Основными особенностями являются наличие мощной несущей кон­струкции, возможность независимого возбуждения от электромагнит­ного и гидравлического вибраторов, наличие контроля режимов по пе­ремещениям и ускорениям (рис. 35).

Шестнадцатиканальный дифференциальный усилитель для измерения вибраций БДУ-16М предназначен для усиления и фильтрации электри­ческих сигналов с дифференциальных пьезоакселерометров и дальней­шей регистрации их на многоканальный измерительный магнитофон.

Число каналов, шт.

Выход (дифференциальный), мОм Частотный диапазон, Гц Интегральный шум в полосе, мкВ Коэффициент подавления синфазной помехи, дБ

Коэффициент усиления (через 5 дБ,

ступенями), дБ

Сопротивление выхода, Ом

Встроенные сменные ФНЧ и ФВЧ со

спадом частотной характеристики,

дБ/октава

Габариты, мм Масса, кг

Примечание. Прибор имеет встроенные индикаторы перегрузки на светодио­дах и цифровые указатели коэффициента усиления, автоматическую систему ре­гистрации коэффициента усиления при записи на измерительный магнитофон.

Ьлок-схема одного канала усилителя приведена на рис. 36. Прибор не имеет аналогов промышленных образцов. Новизна - 16 каналов в одном малогабаритном блоке типа ’’вишня”. Все функциональные блоки выполнены на отдельных сменных модулях с применением современных интегральных микросхем, что позволяет быстро устранить неисправность или произвести дальнейшую модернизацию функционального модуля. В приборе имеются цифровая индикация положения коэффициента уси­ления и регистрация ее при записи на магнитофон, что исключает ошиб­ки при измерениях уровней вибраций.

Многоканальность позволяет проводить комплексные виброакусти - ческие испытания различных типов машин, механизмов, строительных конструкций и других изделий.

Бесконтактный дистанционный измеритель амплитуды и частоты виб­рации конструкций ВВО-333. Предназначен для измерения параметров вибраций методом пространственной модуляции луча ОКГ.

Прибор состоит из излучателя (ОКГ), приемника отраженного излу­чения, механических систем крепления и наведения излучателя и прием­ника излучения и измерительного блока.

Техническая характеристика

Диапазон измеряемых двойных амплитуд От 0,1 до 5,0 вибрации, мм

Диапазон измеряемых частот, Гц От 10 до 2000

Погрешность измерения амплитуд и Не хуже ±10

Питание - (сеть переменного тока)

TOC o "1-5" h z частота, Гц 50

Напряжение, В 220

Универсальный стенд для исследования моделирования колебаний.

Предназначен для исследования различных колебательных систем и ripo - 15. Зак. 2 217

цессов, моделирования и имитации колебательных систем и процессов, возникающих в элементах машин разного функционального назначения, обучения студентов по программе теории колебаний в машинах (рис. 37).

Преимуществами стенда являются: возможность реализации всех ти­пов колебаний и классов смешанных колебаний (смешанных типов ко­лебаний) в случае различных колебательных систем с дискретными и распределительными параметрами; возможность варьирования парамет­рами стенда, характеризующими параметры колебательных систем и воз­действий (масса, жесткость, амплитуда и частота периодической силы, глубина и частота модуляции жесткости, радиус контактирования фрик­ционных элементов) ; одновременное возбуждение различных колебатель­ных процессов с помощью одного источника энергии или нескольких источников энергии; быстрое и легкое создание фрикционных пар, поз­воляющих генерировать фрикционные автоколебания; реализация коле­баний с широким диапазоном уровня и частот.

Блок-схема стенда представлена на рис. 38. Стенд состоит из основного и вспомогательного (подвижного) корпусов, на которых расположены 1, V и 1" электрические двигатели; 2 - вал с фрикционным диском и шестерней; 3 - вал с двумя шестернями и эксцентриковым кулачком; 4 - толкатель-опора; 5 - вал с шестерней и кривошипом; 6 - колеба­тельное звено.

Техническая характеристика

Габариты основного корпуса, мм 500 X 400 X 300

Электродвигатели постоянного тока с ре - До 7000

гулируемыми частотами вращения, об/мин Максимальный уровень колебаний в одну сторону, мм

TOC o "1-5" h z системы с дискретными параметрами 20

системы с распределенными пара­метрами 100

Максимальное изменение радиуса 40

контакта, мм

Диапазон изменения эксцентрика 0-6

кулачка, мм

Диапазон изменения радиуса кривошипа, 0-6

Виброиспытательный комплекс на базе электрогидравлического стенда ЭГВ 10/100 и УВМ СМ-1. Предназначен для определения амплитудно-частот­ной и фазочастотной характеристик испытуемых объектов и построения из графиков, получения временных и частотных характеристик измеряе­мых случайных процессов, испытания объектов на ступенчатое воздей­ствие и анализ переходных процессов, обработки результатов полевых испытаний, записанных на магнитограф.

При выполнении этих задач предусматривается генерация и подача на стенд ЭГВ 10/100 аналоговых и дискретных управляющих сигналов и управление процессом испытаний в диалоговом режиме.

Функциональная схема виброиспытательного комплекса ЭГВ 10/100 - УВМ СМ-1 (рис. 39): ОИ - объект испытаний, ПЭГ-200 - преобразова­тель электрогидравлический, Д1-ДЗ - датчики ускорений (акселерометры), БПД - блок питания датчиков, СУ - стойка управления, СВВв - согла - сователь ввода-вывода типа А151-6, ТМР - таймер, ДЗМ - устройство печати, ДМ-2000 - дисплей, ПКТ - преобразователь код-ток, БК - быстро­действующий коммутатор, УВвПЛ - устройство ввода, МВвИС - устрой­ство ввода инициативных сигналов.

Техническая характеристика

Масса испытуемого объекта, т Частотный диапазон работы комплекса в автоматическом режиме, Гц Уровень возбуждения (по ускорению, мм/с2), дБ

Примечание. В области частот 0,5 -1,6 Гц допустимый уровень ускорений уменьшается в связи с предельным ходом штока вибровозбудителя + 100 мм.

Задание частоты: а) по таблице, ввод значений ручной, б) с некоторо­го начального значения частоты /0, с шагом Д/ до величины/к (конечное);

вывод результата - протокол испытаний (текстовая пояснительная часть), таблица результатов и график;

при испытаниях на ступенчатое воздействие максимальное перемещение потока возбудителя + 80 мм, задание величины подъема а) ручное, б) ав­томатическое, по программе.

В программное обеспечение комплекса входит также решение задачи сравнения уровней ускорений на испытуемом объекте с нормативными значениями ГОСТа при испытаниях объекта при случайном возбуждении. В качестве входного случайного процесса используется реализация, полу­ченная в натурных испытаниях (например, вибрация пола кабины транспортного средства при испытаниях сидений водителя).

Сиденье оператора с пневматической подвеской и механизмом преоб­разования движения. Предназначено для применения на ’’неподрессорен - ных” машинах с широкопрофильными пневматическими шинами: сельско­хозяйственных, комбайнах, строительно-дорожных, колесных тракто­рах и т. д.

Преимуществом частотной характеристики данного типа сиденья явля­ется особо качественная виброзащита оператора в опасной для здоровья человека полосе частот 2-3 Гц. В этой зоне сосредоточена основная состав­ляющая мощности вибрационного возбуждения на полу кабины неподрес - соренных машин.

Рис. 40. Сиденье оператора с пневмо­подвеской и регулятором уровня

Техническая характеристика

Масса оператора, кг Давление воздуха на входе, МПа Частота собственных колебаний, Гц Коэффициент усиления на резонансе Зона гашения, Гц Частота ’’провала”, Гц Максимальное (на 2,5 Гц) снижение вибраций

Время наполнения пневмосистемы сиденья (при давлении на входе 0,5 МПа), с Динамический ход, мм

Сиденье оператора с пневмоподвеской и регулятором уровня. Предназ­начено для применения на большегрузных автомобилях, геологоразве­дочных фибрапионных комплексах, сельхозмашинах, железнодорожном транспорте, горнодобывающих машинах и т. д. (рис. 40).

Техническая характеристика

Масса оператора, кг До 130

Давление воздуха на входе, МПа 0,6

Частота собственных колебаний, Гц 1,7 -1,9

Коэффициент усиления на резонансе 2,2-2,8

Зона гашения От 2,5 и выше

Максимальное снижение вибраций на В 2-4 раза

частоте 5 Гц

Время наполнения пневмосистемы 12-15

сиденья при давлении на входе, с

Динамический ход, мм ± 75

Наличие регулятора уровня позволяет обойтись без ручной регулировки сиденья под вес оператора (рис. 41), поддерживает постоянную высоту сиденья над полом независимо от позы водителя или наличия небольших утечек воздуха в пневмосистеме. Нелинейность упругой характеристики пневматической подвески обеспечивает практическую независимость частоты собственных колебаний от изменения массы водителя. Отсутствие гидравлического демпфера в подвеске удешевляет сиденье и упрощает

технологию его изготовления. Сиденье с пневмоподвеской и регулятором уровня состоит из направляющего механизма пневмобаллона, демпферной камеры и регулятора уровня.

Вибрация - это колебательный процесс, при котором отдельные элементы механических и других систем периодически проходят через положение равновесия.

Причиной вибрации являются неуравновешенные силы воздействия.

Основными источниками вибраций являются электрические приводы, рабочие органы машин ударного действия, вращающиеся массы, подшипниковые узлы, зубчатые зацепления и т.д.

По источнику возникновения вибрации, подразделяется на транспортную, возникающую в результате движения машин; транспортно-технологическую, когда одновременно с движением машина выполняет технологический процесс; технологическую, возникающую при работе стационарного оборудования и машин.

Ощущение вибрации воспринимается человеком посредством воздействия колебательных движений на кожный покров, нервно-мышечную и костную ткань.

Вибрация может оказывать двоякое воздействие на организм. При высокой интенсивности и продолжительном воздействии, она может вызвать тяжелое заболевание. При небольших интенсивностях и продолжительности, вибрация может снизить утомляемость, повысить обмен веществ, тонус и т.п.

По способу передачи на человека вибрация подразделяется на общую, передающуюся через опорные поверхности на тело сидящего или стоящего

человека, и локальную, передающуюся через руки человека. Общие вибрации, воздействуя на нервную и сердечно-сосудистую системы, вызывают головные боли, тошноту, появление внутренних болей, ощущение тряски внутренних органов, расстройство аппетита, нарушение сна и др. Местные (локальные) вибрации приводят к спазмам сосудов, которые развиваются с концевых фалангов пальцев и через кисть и предплечье охватывают сосуды сердца, ухудшают периферическое кровообращение (из-за спазмов сосудов конечностей), приводят к снижению болевой чувствительности, ограничению подвижности суставов и др.

Основным направлением по защите персонала от вибраций является автоматизация и механизация производственных процессов. Однако в тех случаях, когда автоматизация и механизация невозможны, используются следующие методы и средства борьбы с вибрациями.

Снижение возможности виброгенерации в источнике. Для этого при выборе кинематических и технических схем предпочтение должно отдаваться таким схемам, где динамические воздействия и вызванные ими ускорения оказываются сниженными. С этой целью, например, заменяют: штамповку прессованием; клепку сваркой; ударную правку вальцовкой; кривошипно- шатунный механизм равномерно вращающимся; подшипники качения подшипниками скольжения; зубчатые (прямозубые) передачи специальными

(например, косозубыми). Важным в данном случае является балансировка вращающихся масс, выбор рабочих режимов, числа оборотов, качество обработки поверхностей, наличие люфтов, зазоров, смазки и т.д.

Снижение вибрации на путях ее распространения эффективно применением вибропоглощения, исключением резонансных режимов, виброгашением, виброизоляцией и др.

Вибропоглощение (вибродемпфирование) реализуется путем использования материалов с большим внутренним сопротивлением (сплавы цветных металлов, полимерные и резиноподобные материалы), а также применением вибропоглощающих листовых и мастичных покрытий (с большим внутренним трением) вибрирующих поверхностей. Листовые покрытия выполняются из резинообразных материалов (вини-пор). Мастичные покрытия являются более прогрессивными.

Исключение резонансных режимов производится путем изменения массы т или жесткости системы q:

где f 0 - собственная частота системы.

Виброгашение реализуется путем установки машин и агрегатов на индивидуальные основания (фундаменты), увеличением жесткости системы

(например, за счет ребер жесткости), установки на систему динамических виброгасителей (для дискретного спектра).

Виброизоляция достигается введением в колебательные системы упругой связи, препятствующей передаче вибраций от машин к основанию, смежным элементам конструкции или к человеку. С этой целью используются различные виброизоляторы - пружинные, резиновые, комбинированные, а также гибкие вставки в коммуникации воздуховодов, разделение перекрытий и несущих конструкций гибкой связью и др.

Организационно-профилактические мероприятия включают в себя требования к персоналу (возраст, медицинское освидетельствование, инструктаж), ограничение времени работы с виброисточником (виброинструментом), проведение работ в помещении с температурой более 16°С, теплые водные процедуры для рук, специальная производственная гимнастика, витаминопрофилактика (ежедневный прием витаминов В и С),

перерывы в работе (через каждый час 10-15 мин.) и др.

Важной мерой профилактики виброболезней работающих является ограничение времени воздействия вибрации, которое осуществляется путем

установления для лиц виброопасных профессий внутрисменного режима труда.

Режим труда устанавливается при превышении вибрационной нагрузки на

оператора не менее 1 дБ (в 1,12 раза), но не более 12 дБ (4 раза).

машины, генерирующие такую вибрацию.

Зависимость между амплитудой колебательной скорости V K и возмущающей силой F выражается формулой

где F – возмущающая сила, Н;

μ – коэффициент вязкого трения, Н · с/м;

f – частота колебаний, Гц;

m – масса системы, кг;

с – коэффициент жесткости системы, Н/м.

Знаменатель этого выражения представляет полное механическое сопротивление, которое оказывает система возмущающей переменной силе F.

Величина μ в выражении (7.8) составляет активную часть сопротивления, измеряемую в Н · с/м, а величина – реактивную. Реактивная составляющая сопротивления состоит из инерционного га и упругогосопротивлений.

На основе анализа формулы (7.8) можно утверждать, что для уменьшения V K необходимо:

явление резонанса.

Различают шесть способов борьбы с вибрацией: снижение вибрации в источнике, отстройка от режима резонанса, виброгашение, виброизоляция, вибродемпфирование, применение средств индивидуальной защиты.

Снижение вибрации в источнике (уменьшение возмущающей силы F) – основной способ борьбы с вибрацией. Он производится путем проведения статической и динамической балансировки вращающихся частей машины, замены подшипников качения на подшипники скольжения; применения конструкционных материалов с повышенным внутренним трением. Применение специальных видов зацепления и чистоты поверхности шестерен позволяет снизить уровень вибрации на 3-4 дБ.

Отстройка от режимов резонанса достигается либо изменением характеристик системы (массы и жесткости) и соответственно собственной частоты колебаний машины, либо изменением угловой скорости и соответственно частоты возмущающей силы. Жесткостные характеристики системы изменяются введением в конструкцию ребер жесткости или изменением ее упругих характеристик.

Собственная частота f 0 вибрирующей системы определяется по формуле

(7.9)

Виброизоляция. Между источником вибрации и ее приемником, являющимся одновременно объектом защиты, устанавливают упругодемпфирующее устройство – виброизолятор (рис. 7.2).

Рис. 7.2. Виброизолирующие опоры: а – пружинные; б – резиновые виброизоляторы

Цель защиты при виброизоляции заключается в уменьшении передаваемого смещения. Степень реализации этой цели характеризуют динамическим коэффициентом передачи К п, который можно определить из выражения

где F OCH – сила, действующая на основание, Н;

F маш – возмущающая сила, создаваемая машиной, Н.

Чем меньше К п, тем выше виброизоляция. Хорошая виброизоляция достигается при К п = 1/8 ... 1/15.

Эффективность виброизоляции можно оценивать в децибелах, пользуясь формулой

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

Виброгашение (увеличение т) реализуется при увеличении эффективной жесткости и массы корпуса машины за счет их объединения в единую замкнутую систему с фундаментом с помощью анкерных болтов или цементной подливки (рис. 7.3).

Другим способом подавления вибраций является установка динамических виброгасителей, представляющих собой дополнительную колебательную систему с массой и жесткостью C 1 , собственная частота колебаний которой определяется по формуле

Динамический виброгаситель крепится на вибрирующий агрегат, поэтому в нем в каждый момент времени возбуждаются колебания, находящиеся в противофазе к колебаниям агрегата.

Недостаток динамического виброгасителя заключается в том, что он подавляет колебания только определенной частоты, соответствующей его собственной.

Рис. 7.3. Установка агрегатов на виброгасящем основании: а – на фундаменте и грунте; б – на перекрытии

Вибродемпфирование (увеличение μ) – это снижение вибрации объекта путем превращения ее энергии в другие виды (в конечном счете в тепловую).

Вибродемпфирование может быть реализовано в машинах с интенсивными динамическими нагрузками применением материалов с большим внутренним трением: чугун с малым содержанием углерода и кремния, сплавы цветных металлов.

Используются вибродемпфирующие покрытия для снижения колебаний, распространяющихся по трубопроводам, воздуховодам. К таким материалам относят: покрытия мастичные (пластик, мастика, пластикат, антивибрит и др.); покрытия листовые (пенопласт, волосяной войлок, поролон, минераловатная плита, губчатая резина, винипор, фольгоизол, стеклоизол, гидроизол и др.). Толщина покрытий берется равной 2-3 толщинам демпфируемого элемента конструкции. Хорошо демпфируют колебания смазочные масла.

Вибродемпфирование реализуется применением поверхностного трения (например, рессоры, пачка листов железа), установкой специальных демпферов (амортизаторов).

Использование средств индивидуальной защиты. Средства индивидуальной защиты от вибрации рук и ног отличаются от обычных образцов спецодежды и спецобуви наличием в них специальных упругодемпфирующих элементов, поглощающих вибрацию.

Защиту рук от контактной вибрации обеспечивают с помощью виброзащитных рукавиц и перчаток. Их либо полностью изготавливают из упругодемпфирующего материала, либо прикрепляют к ладонной стороне рукавицы демпфирующий элемент, который изготавливается из поролона, пенопласта, губчатой резины, эластично-трубчатых элементов и др. Толщина прокладки должна быть минимальной, чтобы обеспечивать демпфирование и свободу движения руки, и составляет от 5 до 10 мм.

Виброзащитная обувь изготавливается с упругой подошвой, со съемными упругими каблуками и подметкой, с упругой стелькой.