Teoreetilised küsimused

Teoreetilised küsimused

Vibratsioonide summutamine või isolatsioon? Need mõisted on tihti kasutatud, kuid nende vahel on erinevusi, mida soovime siin lühidalt selgitada.

Vibratsioonide summutamine – summutamise omadused

Elastomeeridel, mis on valmistatud kummist ja polüuretaanist, on summutamise omadused, mis muudavad osa liikumisenergiast soojuseks. Vibratsioonitehnika valdkonnas kasutatakse elastomeeride omadusi vibratsioonide vähendamiseks, et vähendada keskkonnale mõjuvaid jäänud jõude vedru liikumise kaudu.

Harmooniliste või stokastiliste ergutuste puhul piiravad kummist summutamise omadused vedru liikumist, mis takistab tugevat lööki, nagu terasvedru puhul. Siiski tuleb märkida, et väga suured dünaamilised koormused suurte liikumiste ja vibratsioonide sagedustega võivad elastomeeri tugevalt kuumutada, mis võib seda kahjustada.

Vibratsioonide isolatsioon – elastsete omaduste omadused

Enamasti puudutavad elastsed kinnitusdetailid vibratsioonide isolatsiooni. Aktiivselt või passiivselt vähendatakse mehaaniliste vibratsioonide ülekandmist konstruktsioonielementide vahel või keskkonda, et vähendada negatiivset koormust inimestele ja masinatele.

Vibratsioonide isolatsioonis kasutatakse elastsete kinnitusdetailide elastsete omaduste omadusi. Hästi kavandatud vibratsioonide isolatsioon on oluline. Erakordselt oluline on suhe kinnitusdetaili sisemise sageduse ja ergutussageduse vahel.

Mis põhjustab vibratsioone?

Vibratsioonide kõige tavalisem põhjus praktikas on tasakaalustamata masside liikumine pöörlevates masinates. Tasakaalustamatus tekib siis, kui pöörlev mass ei ole ühtlaselt jaotatud pöörlemistelje ümber. Näiteks elektrimootorid on loomulikult madala tasakaalustamatusega, samas kui sisepõlemismootorid on kõrgema tasakaalustamatusega.

Tasakaalustamata liikumised põhjustavad kogu seadme vibratsiooni, mida nimetatakse harmooniliseks erutamiseks. Vibratsioonide suund on mõlemas pöörlemisplaani teljes. Näiteks vertikaalsed ja horisontaalsed tasakaalustamata liikumised tekitavad vertikaalseid ja horisontaalseid vibratsioone.

Seadme tugipunktid on täiendavalt koormatud dünaamiliste jõududega, mis tulenevad tasakaalustamata liikumise tsentrifugaaljõududest, lisaks staatilistele koormustele, mis tulenevad massist.

Vibratsiooni jõu käigu näide harmoonilise ergutuse ajal.

See dünaamiline jõud võib kanduda ümbritsevate konstruktsioonielementide kaudu kõvade ühenduste või jäikuse korral ja tihti on see peamine põhjus vibratsiooniprobleemide tekkeks, mis ilmnevad täiesti muus kohas. Vibratsioonide isolatsioon elastsete kinnitustega, õige projekteerimisega, vähendab nende dünaamiliste jõudude ülekannet.

Harmooniliste vibratsioonide iseloomulikud parameetrid:

– sagedus (tasakaalustamata pöörlemiskiirus)

– liikumisamplituudid

– vibratsiooni kiirus.

Šokki ergutamine

Masinates liikuvaid ja liikuvaid masse, mis on tugevalt kiirendatud või aeglustatud, toodavad lööki impulssi. Näiteks lõikamispressid ja lineaarjuhikud töötlemismasinates.

Vibratsiooni liikumise näide pressi tõukefunktsiooni ergutamisel

Ergutamine toimub impulsi abil kiirussuunas ruumis. Elastsete kinnitustega on võimalik isoleerida šokkide mõju, vähendades teiste jõudude ülekannet naaberstruktuuri osale elastsete kinnituste energiaabsorptsiooni omaduste kaudu.

Šokki ergutamise iseloomulikud parameetrid on:

– mass

– kiirus

– impulsi kestus

– impulsside järjekord

– impulsi kuju ja ülejäänud kiirus

Kas elastne isolaator mõjutab masina liikumisamplituudi?

Harmoonilise stimuleerimise puhul, mis tuleneb pöörlevast tasakaalustamatuse massist, sõltub liikumisamplituud ainult pöörleva massi tasakaalustamatuse suurusest ja kogu seadme massist. See ei sõltu tasakaalustamatuse pöörlemiskiirusest. Kui need väärtused on teada, saab liikumisamplituudi (või topelt amplituudi) arvutada.

Liikumise trajektoori näide harmoonilise stimuleerimise korral

Kuid see eeldus kehtib ainult siis, kui liikuva massi liikumisvõime on vaba. Seda nimetatakse ka “paigalseisvaks süsteemiks”. Vibratsioonide isolatsioon eeldab, et liikuva massi liikumisvõime on vaba. Seda efekti saavutatakse elastilise jäikuse täpsusega.

Sageduse iseloomustus

Sageduse iseloomustuses saab väga hästi näidata dünaamiliste suuruste nagu liikumisamplituud, vibratsioonide kiirus ja kiirus sõltuvalt stimuleerimise sagedusest (ehk tasakaalustamatuse pöörlemiskiirus).

Näide madala sagedusega isolatsiooni liikumisamplituudi iseloomustusest.

Näide kõrge sagedusega isolatsiooni liikumisamplituudi iseloomustusest.

Ülaltoodud graafikud näitavad liikumisamplituudi sageduse iseloomustusi elastse jäikuse puhul, millel on madal (pehme) ja kõrge (kõva) täpsustus. Madala täpsusega elastne jäikuse süsteem on projekteeritud umbes 9 Hz sisemise sagedusega, samas kui kõrge täpsusega elastne jäikuse süsteem omab umbes 50 Hz sisemist sagedust. Liikumisamplituud tasakaalustatud olekus on umbes 1,2 µm mõlemas olukorras.

Sageduse aladel, mis vastavad jäikuse sisemisele sagedusele, muudab süsteem liikumist. Siis liikumisamplituud väheneb teoreetiliselt arvutatud väärtuseni tasakaalustamatuse ja massi põhjal, seejärel see jääb selleks konstantseks. Seda tüüpilist käitumist on võimalik täheldada näiteks pesumasina tsentrifuugimise režiimi käivitamisel. Harmooniliste vibratsioonide isolatsiooni eeldus on, et süsteem peab olema võimeline vabalt liikumisvõimega liikumiseks.

Vibratsioonisüsteemi resonantssageduse täpsustamine. Mida see praktiliselt tähendab?

Elastilise jäikuse täpsustamisel on alati oluline mõju masina vibratsioonide käitumisele. Tasakaalustamatuse pöörlemisega põhjustatud vibratsioonide isolatsiooniks on alati vaja madalat (pehmet) täpsustus sagedust. Elastse jäikuse täpsustus sagedus peaks olema võimalikult madal võrreldes masina tüüpilise tööpuhangute madalaima sagedusega.

Selleks, et vältida süsteemi resonantsi, on oluline mõista täpsustamisprotsessi tähtsust, et saavutada efektiivne vibratsioonide isolatsioon.

Ten post dostępny jest także w języku: Polski (Polish) Lietuvių (Lithuanian) Latviešu (Latvian) Русский (Russian) Українська (Ukrainian) Belarussian