Теоретические вопросы

Теоретические вопросы

Уменьшение вибрации или изоляция вибрации? Оба термина часто используются, однако существуют различия, которые мы хотели бы здесь кратко объяснить.

Уменьшение вибрации — Свойства демпфирования

Эластомеры, изготовленные из резины и полиуретана, обладают демпфирующими свойствами, которые преобразуют часть энергии движения в тепло. В вибрационной технике эти свойства эластомеров используются для уменьшения остаточных сил, воздействующих на окружающую среду через ход пружины.

В случае гармонических или стохастических возмущений ходы пружины ограничиваются демпфирующими свойствами резины в резонансных условиях, что предотвращает сильное выбивание, как в случае стальной пружины. Однако следует учитывать, что очень высокие динамические нагрузки при больших амплитудах и частотах вибрации могут привести к сильному нагреву эластомера, что может его повредить.

Изоляция вибрации — Упругие свойства

В большинстве случаев эластичные крепления касаются изоляции вибрации. Активно или пассивно уменьшается передача механических вибраций между конструктивными элементами или в окружающую среду с целью уменьшения негативного воздействия на людей и машины.

В изоляции вибрации используются упругие свойства эластичных креплений. Хорошо спроектированная изоляция вибрации имеет ключевое значение. Особенно важное значение имеет соотношение между собственной частотой жесткости и частотой возбуждения.

Что вызывает вибрации?

Наиболее частой причиной вибраций на практике являются вибрационные дисбалансы в вращающихся машинах. Дисбаланс возникает, когда вращающаяся масса неравномерно распределена вокруг оси вращения. Например, электрические двигатели имеют изначально низкий дисбаланс, в то время как двигатели внутреннего сгорания имеют более высокий дисбаланс.

Вибрационные дисбалансы вызывают вибрации всего устройства, что называется гармоническим возбуждением вибрации. Направление вибраций лежит в обеих осях плоскости вращения. Например, вращающиеся дисбалансы в вертикальной и горизонтальной плоскостях создают вертикальные и горизонтальные вибрации.

Точки опоры устройства дополнительно нагружаются динамическими силами, вызванными центробежной силой вибрационного дисбаланса, помимо статических нагрузок, вызванных массой.

Пример графика силы вибрации при гармоническом возбуждении.

Эта динамическая сила может передаваться на окружающие конструктивные элементы в виде звука твердого тела при жестком соединении или жесткости и часто является основной причиной проблем с вибрациями, часто возникающих в совершенно другом месте. Изоляция вибрации с помощью эластичных креплений при соответствующем проектировании снижает передачу этих динамических сил.

Характерные параметры гармонических вибраций:

— частота (скорость вращения дисбаланса)

— амплитуда вибраций

— ускорение вибраций.

Ударное возбуждение

Движущиеся и перемещающиеся массы в машине, которые сильно ускоряются или замедляются, генерируют ударный импульс. Примером могут служить резательные прессы и линейные направляющие в станках.

Пример графика хода вибраций при ударном возбуждении в кривошипном прессе.

Возбуждение происходит через ударный импульс в направлении ускорения в пространстве. Благодаря эластичному креплению возможна изоляция ударов за счет уменьшения остаточных сил, воздействующих на соседнюю часть конструкции, с помощью способности эластичных креплений поглощать энергию.

Характерные параметры ударного возбуждения:

— масса

— ускорение

— продолжительность импульса

— порядок импульсов

— форма импульса и остаточное ускорение.

Влияет ли эластичный изолятор на амплитуду машины?

Амплитуда при гармоническом возбуждении, вызванном вращающимся дисбалансом, зависит исключительно от дисбаланса вращающейся массы и общей массы вибрирующего устройства. Она не зависит от скорости вращения дисбаланса. Когда обе эти величины известны, можно рассчитать амплитуду (или удвоенную амплитуду) вибрации.

Пример графика перемещения при гармоническом возбуждении.

Однако вышеуказанный принцип применим только в том случае, если вибрирующая масса может свободно вибрировать. Говорят также об «устоявшейся системе». Изоляция вибрации, в свою очередь, требует именно того, чтобы вибрирующая масса могла свободно вибрировать. Этот эффект достигается за счет соответствующей настройки упругости жесткости.

Частотная характеристика

Частотная характеристика позволяет хорошо представить поведение динамических величин, таких как амплитуда, скорость вибрации и ускорение вибрации в зависимости от частоты возбуждения (то есть скорости вращения дисбаланса).

Пример частотной характеристики амплитуды вибрации при низконастроенной изоляции.

Пример частотной характеристики амплитуды вибрации при высоконастроенной изоляции.

Ten post dostępny jest także w języku: Polski (Польский) Lietuvių (Литовский) Eesti (Эстонский) Latviešu (латышский) Українська (Украинский) Belarussian