Teorētiskie jautājumi

Teorētiskie jautājumi

Vibrāciju slāpēšana vai vibrāciju izolācija? Abi termini tiek bieži izmantoti, tomēr pastāv atšķirības, kuras mēs vēlētos šeit īsi izskaidrot.

Vibrāciju slāpēšana – Slāpēšanas īpašības

Elastomēri, kas izgatavoti no gumijas un poliuretāna, piemīt slāpēšanas īpašības, kas pārveido daļu no kustības enerģijas siltumā. Vibrāciju tehnikā šīs elastomēru īpašības tiek izmantotas, lai samazinātu atlikušās spēka ietekmes uz apkārtni, izmantojot atsperes gājienu.

Harmoniskās vai stohastiskās uzbudinājuma gadījumā atsperes gājieni tiek ierobežoti ar gumijas slāpēšanas īpašībām rezonanses gadījumā, kas novērš spēcīgu atsitienu, kā tas notiek ar tērauda atsperi. Tomēr jāatzīmē, ka ļoti lieli dinamiskie slodzes pie augstiem gājieniem un vibrāciju frekvencēm var izraisīt elastomēra pārkaršanu, kas var to sabojāt.

Vibrāciju izolācija – Elastības īpašības

Lielākajā daļā gadījumu elastīgas piestiprināšanas tiek saistītas ar vibrāciju izolāciju. Aktīvi vai pasīvi samazinot mehānisko vibrāciju pārsūtīšanu starp konstrukcijas elementiem vai apkārtējo vidi, lai samazinātu negatīvo ietekmi uz cilvēkiem un mašīnām.

Vibrāciju izolācijā tiek izmantotas elastīgu piestiprinājumu elastības īpašības. Labi izstrādāta vibrāciju izolācija ir ļoti svarīga. Īpaši attiecības starp stīvinājuma dabisko frekvenci un uzbudinājuma frekvenci ir ļoti nozīmīgas.

Kas izraisa vibrācijas?

Visbiežāk vibrāciju cēlonis mūsu praksē ir līdzsvara trūkums rotējošās mašīnās. Līdzsvara trūkums rodas, kad rotējošā masa nav vienmērīgi sadalīta ap rotācijas asi. Piemēram, elektroenerģijas dzinējiem ir dabīgi zems līdzsvara trūkums, savukārt iekšdedzes dzinējiem ir augstāks līdzsvara trūkums.

Līdzsvara trūkumi izraisa visa iekārtas vibrācijas, kas tiek dēvētas par harmonisku vibrāciju uzbudinājumu. Vibrāciju virziens atrodas abās rotācijas plaknes asīs. Piemēram, rotējoši līdzsvara trūkumi vertikālajā un horizontālajā virzienā rada vertikālās un horizontālās vibrācijas.

Iekārtas atbalsta punkti tiek papildus slodināti ar dinamiskām spēkiem, kas rodas no līdzsvara trūkuma centrifūgālās spēka, papildus statiskajām slodzēm, kas rodas no masas.

Vibrāciju spēka piemērs harmoniskā stimulēšanā.

Šī dinamiskā spēka var tikt pārnesta uz apkārtējiem konstrukcijas elementiem kā cietas ķermeņa skaņas ar stingru savienojumu vai stīvinājumu un bieži ir galvenais vibrāciju problēmu cēlonis, kas bieži rodas pavisam citā vietā. Vibrāciju izolācija ar elastīgām piestiprinājumiem, pareizi projektējot, samazina šo dinamisko spēku pārnesi.

Harmonisku vibrāciju raksturlielumi:

– frekvence (neizlīdzinātā rotējošā masas ātrums)

– vibrāciju gājiens

– vibrāciju paātrinājums.

Trieciena uzbudinājums

Pārvietojošās un pārvietošās masas mašīnās, kuras tiek spēcīgi paātrinātas vai palēninātas, ģenerē trieciena impulsu. Piemēram, šeit ir griešanas preses un lineārie vadotnes apstrādes iekārtās.

Vibrāciju gājiena piemērs trieciena stimulēšanā ekscentra presē

Uzbudinājums rodas caur trieciena impulsu paātrinājuma virzienā telpā. Elastīgas piestiprināšanas izmantošana ļauj izolēt triecienus, samazinot atlikušos spēkus, kas iedarbojas uz blakus esošo konstrukcijas daļu, izmantojot elastīgo piestiprinājumu spēju absorbēt enerģiju.

Trieciena uzbudinājuma raksturlielumi:

– masa

– paātrinājums

– impulsa ilgums

– impulsa secība

– impulsa forma un atlikušais paātrinājums

Vai elastīgais izolators ietekmē mašīnas gājienu?

Gājiens harmoniskās stimulēšanas gadījumā, ko izraisa rotējošais līdzsvara trūkums, ir atkarīgs tikai no rotējošās masas līdzsvara trūkuma un kopējās masas vibrējošajā iekārtā. Tas nav atkarīgs no rotējošās masas ātruma. Kad abas šīs vērtības ir zināmas, var aprēķināt vibrāciju gājienu (vai divkāršo gājienu).

Vibrācijas pārvietošanās piemērs harmoniskās stimulēšanas laikā

Tomēr šī principa piemērošana ir tikai tad, ja vibrējošā masa var brīvi vibrēt. Šeit runā arī par “staigājošo sistēmu”. Vibrāciju izolācija prasa, lai vibrējošā masa varētu brīvi vibrēt. Šo efektu iegūst, pareizi noregulējot elastīguma stīvinājumu.

Frekvences raksturojums

Frekvences raksturojumā var ļoti labi attēlot dinamisko lielumu uzvedību, piemēram, gājienu, vibrāciju ātrumu un paātrinājuma vibrācijas atkarībā no stimulēšanas frekvences (t.i., rotējošā līdzsvara ātruma).

Piemērs zemfrekvences vibrāciju gājiena raksturojumam ar vāji noregulētu izolāciju.

Piemērs augstfrekvences vibrāciju gājiena raksturojumam ar stingri noregulētu izolāciju.

Iepriekšējie grafiki parāda frekvences raksturlielumus vibrāciju gājieniem elastīgās stīvināšanas gadījumā ar zemu (mīkstu) un augstu (cietu) noregulējumu. Elastīgais stīvinājums ar zemu noregulējumu tika projektēts ar dabisko frekvenci aptuveni 9 Hz, savukārt elastīgais stīvinājums ar augstu noregulējumu tam ir dabiskā frekvence aptuveni 50 Hz. Gājiena vibrācijas nostabilizētajā stāvoklī ir aptuveni 1,2 µm abos gadījumos.

Frekvencē, kas atbilst stīvinājumu dabiskajai frekvence, sistēma tiek ievadīta vibrācijās. Tad gājiens samazinās līdz vērtībai, ko teorētiski nosaka līdzsvara trūkums un masa, pēc tam vibrē ar šo nemainīgo vērtību. Šī rakstura uzvedība ir pazīstama, piemēram, no novērojumiem, kad veļas mašīna tiek paātrināta rotācijas režīmā. Lai izolētu harmoniskas vibrācijas, sistēmai ir jābūt spējīgai brīvi vibrēt.

Elastīgā stīvinājuma dabiskās frekvences noregulēšana. Ko tas praktiski nozīmē?

Elastīgā stīvinājuma noregulēšana vienmēr būtiski ietekmē mašīnas vibrāciju uzvedību. Lai izolētu vibrācijas, kas rodas no rotējošā nelīdzsvarojuma, vienmēr ir jāiestata zema (mīksta) noregulējuma frekvence. Stīvinājuma noregulēšanas frekvencei jābūt iespējami zemai, salīdzinot ar zemāko uzbudinājuma frekvenci mašīnas tipiskajā darba diapazonā.

Tādējādi kritiskā pastiprinājuma zona mašīnas paātrināšanas laikā tiek ātri pārvarēta, un nominālajā apgriezienu diapazonā ir laba vibrāciju izolācija. Laba vibrāciju izolācija vienmēr noved pie mašīnas brīvas vibrēšanas tās uzbudinājuma diapazonā. Mašīnas vibrāciju gājienu var samazināt tikai, samazinot uzbudinājuma (nelīdzsvarojuma).

Vibrāciju slāpētāju pielietojums

Termini “vibrāciju slāpētājs”, “vibrāciju izolators”, “wibroizolators” vai “elastīgais stīvinājums” attiecas uz komponentiem, kas kopumā samazina mehāniskās vibrācijas un struktūrālā skaņu.

Vibrāciju izolācija

Vibrāciju slāpētāju svarīga pielietojuma joma ir mehānisko vibrāciju izolācija starp diviem konstrukcijas elementiem. Vibrāciju izolācijā tiek izmantotas elastīgā stīvinājuma elastības īpašības. Praktiski piemēri ietver kompresoru, gaisa kondicionētāju, ventilatoru, koģenerācijas siltuma ražošanas vienību un jutīgu mērīšanas ierīču piestiprināšanu.

Vibrāciju izolācijas veidi:

Tiek izdalīta aktīvā un pasīvā izolācija. Aktīvajā izolācijā apkārtne tiek aizsargāta no vibrācijām, ko izraisa konstrukcijas elements, kamēr pasīvajā izolācijā ir pretēji.

Svarīgi mehānisko vibrāciju parametri ir šādi:

– dabiskā frekvence

– uzbudinājuma frekvence

– vibrāciju gājiens

– vibrāciju ātrums

Vibrāciju izolācijas kvalitāte tiek izteikta ar izolācijas koeficientu vai struktūrālās vibrāciju slāpēšanas koeficientu. Labi plānota un noregulēta vibrāciju izolācija ir būtiska efektīvai vibrāciju izolācijai. Īpaši svarīga ir attiecība starp stīvinājuma dabisko frekvenci un uzbudinājuma frekvenci konkrētajā projektā vai lietojumā.

Vibrāciju slāpēšana un trieciena slāpēšana

Vibrāciju slāpēšanā un trieciena slāpēšanā daļa kinētiskās enerģijas tiek pārvērsta siltuma enerģijā. Tas ļauj samazināt atlikušos spēkus trieciena vai rezonanses vibrāciju gadījumā.

Kas ir vibrāciju sistēmas projektēšana un noregulēšana?

Elastīgais stīvinājums vibrējošajai masai būtiski ietekmē vibrāciju raksturlielumus un vibrāciju pārsūtīšanu uz apkārtējo vidi. To var labi izskaidrot, iedomājoties, ka vibrējošo masu mēs piestiprinām pie stabilas grīdas. Šī masa vibrēs ar praktiski neredzamiem novirzēm. Tomēr masas vibrācijas gandrīz nemainās un tiek nodotas uz grīdu, kur tās var izraisīt vibrācijas citās vietās, piemēram, radot vibrācijas pie margām. Elastīgais stīvinājums, kas ļauj izolēt vibrācijas, padara masu brīvu tās uzbudinājumā, vienlaikus samazinot vibrāciju pārnesi uz apkārtni.

Lai elastīgais stīvinājums (wibroizolators) varētu nodrošināt vibrāciju izolāciju, ir nepieciešams pielietot atbilstošu stīvinājumu (izolatorus). Katram gadījumam ir savas robežas. Īpaša uzmanība jāpievērš tam, lai normālā darba diapazonā nenotiktu rezonanse, kas palielina vibrācijas. Vibration system project and fine tuning process involves designing and fine-tuning the vibration system.

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