Билет №31. «Средства защиты от вибрации»

«Средства защиты от вибрации»

 

В неавтоматизированных производствах осуществляют следующие методы по уменьшению вибрации: в источнике возникновения, по снижению на их путях распространения, по снижению вредного воздействия вибрации на работающих путем соответствующей организации труда, а также применение средств индивидуальной защиты и лечебно-профилактических мероприятий.

Прежде всего надо снизить вибрацию вблизи резонансов.

Основными методами борьбы с вибрациями машин и оборудования являются:

1) Снижение вибрации воздействием на источник возбуждения;

2) Отстройка от режима резонанса путем рационального выбора массы или жесткости колеблющейся системы;

3) Вибродемпфирование – увеличение механического импеданса колеблющихся конструктивных элементов путем увеличения диссипативных сил при колебаниях с частотами, близкими к резонансным;

4) Динамическое гашение колебаний – присоединение к защищаемому объекту системы, реакции которой уменьшают размах вибрации объекта в точках присоединения системы;

5) Изменение конструктивных элементов машин и строительных конструкций.

В соответствии с ГОСТ 12.4.046 – 78 методы вибрационной защиты могут быть также разделены на методы, снижающие параметры вибраций воздействием на источник возбуждения, и методы, снижающие параметры вибраций на путях ее распространения от источника.

Борьба с вибрацией воздействием на источник возбуждения. При конструировании машин и проектировании технологических процессов предпочтение должно отдаваться таким кинематическим и технологическим схемам, при которых динамические процессы, вызванные ударами, резкими ускорениями и т.д., были бы исключены или предельно снижены.

При кинематическом возбуждении вибраций применяются следующие методы борьбы, снижающие вибрацию воздействием на источник возбуждения:

1) изменение конструктивных элементов машин и строительных конструкций;

2) уменьшение неровностей профиля пути самоходных и транспортных машин;

3) повышение нивелирующей способности опорных элементов самоходных и транспортных машин.

Отстройка от режима резонанса. Для ослабления вибраций существенное значение имеет исключение резонансных режимов работы, т. е. отстройки собственных частот агрегата и его отдельных узлов и деталей от частоты вынуждающей силы. Собственные частоты отдельных конструктивных элементов определяют либо расчетным путем, либо экспериментально на специальных стендах. В первом случае расчет производится по известному значению массы т и жёсткости q системы.

Резонансные режимы при работе технологического оборудования устраняют двумя путями: либо изменением характеристик системы (массы или жесткости), либо установлением нового рабочего режима (отстройка от резонансного значения угловой частоты вынуждающей силы w). Второй метод осуществляют на стадии проектирования, так как в условиях эксплуатации режимы работы определяются условиями технологического процесса.

Вибродемпфирование. Это процесс уменьшения уровня вибраций защищаемого объекта путем превращения энергии механических колебаний данной колеблющейся системы в тепловую энергию.

Увеличение потерь энергии в системе может производиться: использованием в качестве конструкционных материалов с большим внутренним трением, нанесением на вибрирующие поверхности слоя упруговязких материалов, обладающих большими потерями на внутреннее трение, 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.

С точки зрения снижения вибраций наиболее предпочтительным является использование в качестве конструкционных материалов пластмасс, дерева, резины.

Хорошо демпфируют колебания смазочные материалы.

Динамическое гашение вибрации. Чаще всего виброгашение осуществляется путем установки агрегатов на фундаменты.

Для снижения вибрации возможно также использование ударных виброгасителей, в которых осуществляется переход кинематической энергии относительного движения контактирующих элементов в энергию деформации с распространением напряжений из зоны контакта по взаимодействующим элементам.

Изменение конструктивных элементов машин и строительных конструкций для снижения вибрации на путях ее распространения производится чаще за счет увеличения жесткости системы (введения ребер жесткости). Это в значительной мере способствует снижению уровня вибрации и сопутствующего ей шума в дорезонансной области частот (при w< w₀)

Виброизоляция. Этот способ защиты заключается в уменьшении передачи колебаний от источника возбуждения защищаемому объекту при помощи устройств, помещаемых между ними. Виброизоляция осуществляется введением в колебательную систему дополнительной упругой связи, препятствующей передаче вибраций от машины — источника колебаний к основанию или смежным элементам конструкции; эта упругая связь может также использоваться для ослабления передачи вибраций от основания на человека либо на защищаемый агрегат.

Активная виброзащита. Широкое распространение в промышленности получила активная виброзащита, которая предусматривает введение дополнительного источника энергии, осуществляющего обратную связь его от изолируемого объекта к системе виброизоляции, позволяющего регулировать по времени характеристики последней. Это приводит к быстрому затуханию колебаний в виброизоляционной системе при внешних воздействиях.

Исключение контакта с вибрирующим объектом обеспечивается использованием ограждений, сигнализации.

Индивидуальная защита. При работе с механизированным электрическим и пневматическим инструментом применяют средства индивидуальной защиты рук от воздействия вибраций. К ним относятся рукавицы, перчатки, а также виброзащитные прокладки или пластины, которые снабжены креплениями в руке. Общие технические требования к средствам индивидуальной защиты рук от вибраций определены ГОСТ 12.4.002 – 74.