Методы и средства вибрационной защиты

Способность виброизолятора поглощать колебательную энергию, т.е. его качество, можно оценить по разности эквивалентных корректированных уровней виброскорости до и после использования виброизолятора.

Кроме того, показателем качества какого-либо виброизолятора является коэффициент амортизации m, показывающий, какая доля динамической силы агрегата передается через амортизаторы к основанию. Виброизоляция тем лучше, чем меньше значение коэффициента амортизации.

Коэффициент амортизации определяют по формуле:

m = 1/[(f/f₀)²-1],

где f - частота возмущающей силы, Гц;

f₀ - частота собственных колебаний системы, Гц.

Эффективность амортизаторов тем больше, чем мягче пружины или прокладки и чем больше их статическая осадка. В тоже время в условиях эксплуатации выгодно, чтобы амортизаторы были достаточно жесткими для обеспечения устойчивости агрегата.

Если частота собственных и вынужденных (возмущающих) колебаний совпадает (f=f₀) или отношение частот приближается к 1, наступает резонанс, коэффициент m резко возрастает и амплитуды колебаний принимают большие значения, происходит разрушение конструкций. Система должна быть выполнена так, чтобы возможность резонанса исключалась.

Если f/f₀= , то m=1 применение амортизаторов в этом случае оказывается практически бесполезным.

Изоляция колебаний амортизаторами достигает цели при условии, когда отношение частот вынужденных и собственных колебаний f/f₀> Обычно это отношение принимают в пределах 2,5-5.

Частота возмущающей силы определяется показаниями табло генератора колебаний. Частота собственных колебаний определяется экспериментально, как частота, при которой возникает резонанс.

9.1. Классификация методов вибрационной защиты [6]

Методы защиты по отношению к источнику возбуждения вибрации подразделяют:
на методы, снижающие параметры вибрации воздействием на источник возбуждения;
методы, снижающие параметры вибрации на путях ее распространения от источника возбуждения.
Методы защиты, снижающие вибрацию воздействием на источник возбуждения, по виду возбуждения подразделяют:

на методы, снижающие силовое возбуждение вибрации;

методы, снижающие кинематическое возбуждение вибрации;

методы, снижающие параметрическое возбуждение вибрации;

методы, снижающие самовозбуждение вибрации.

Методы, снижающие силовое возбуждение вибрации, по виду реализации подразделяют:
на методы уравновешивания;

методы, снижающие возбуждение изменением конструктивных элементов источника возбуждения вибрации;

методы, снижающие возбуждение изменением частоты вибрации источника возбуждения вибрации;

методы, снижающие возбуждение изменением характера вынуждающих сил или (и) моментов, обусловленных рабочим процессом в машине.

Методы, снижающие кинематическое возбуждение вибрации, по виду реализации подразделяют:

на методы, снижающие возбуждение изменением конструктивных элементов машин и строительных конструкций;

методы, снижающие возбуждение уменьшением неровностей профиля пути самоходных и прицепных машин;

методы, снижающие возбуждение повышением нивелирующей способности опорных элементов самоходных и прицепных машин.

Методы уравновешивания по виду движения инерционных масс источника возбуждения вибрации подразделяют:

на методы уравновешивания вращающихся масс;

методы уравновешивания поступательно-движущихся масс;

методы уравновешивания сложно-движущихся масс.

Методы, снижающие передачу вибрации на путях ее распространения, по виду реализации подразделяют:

на методы, снижающие передачу вибрации использованием дополнительных устройств, встраиваемых в конструкцию машин, в строительные конструкции и сооружаемых на путях распространения вибрации;

методы, снижающие передачу вибрации изменением конструктивных элементов машин и строительных конструкций;

методы, снижающие передачу вибрации использованием демпфирующих покрытий;
методы, снижающие передачу вибрации антифазной синхронизацией двух или нескольких источников возбуждения вибраций.

Методы, снижающие передачу вибрации использованием дополнительных устройств, встраиваемых в конструкцию машин и строительные конструкции, подразделяют по принципу действия:

на методы виброизоляции;

методы виброгашения.

Методы виброизоляции подразделяют:

на методы по использованию дополнительного источника энергии,

методы пассивной виброизоляции,
методы активной виброизоляции;
по виду снижаемого динамического воздействия

методы силовой виброизоляции,

методы кинематической виброизоляции.

Методы виброгашения по использованию дополнительного источника энергии подразделяют:

на методы пассивного виброгашения;

методы активного виброгашения.

Классификация по методам защиты человека-оператора.

Методы защиты человека-оператора по организационному признаку подразделяют:
на методы коллективной виброзащиты;

методы индивидуальной виброзащиты.

Методы, снижающие вибрацию на путях ее распространения, по наличию контакта оператора с вибрирующим объектом подразделяют:

на методы, снижающие передачу вибрации при контакте оператора с вибрирующим объектом;

методы, снижающие передачу вибрации исключением контакта оператора с вибрирующим объектом.

Методы, снижающие передачу вибрации исключением контакта оператора с вибрирующим объектом, подразделяют:

на методы, использующие дистанционное управление;

методы, использующие автоматический контроль и сигнализацию;

методы, использующие ограждение.

9.2. Классификация коллективных средств вибрационной защиты

Средства виброзащиты в зависимости от принципа действия подразделяют: на средства виброизоляции и средства виброгашения.

Средства виброзащиты (СВ) по структурному признаку подразделяют: на простые и составные.

Составные СВ по порядку включения простых СВ подразделяют:
на СВ с последовательным включением простых СВ;

СВ с параллельным включением простых СВ;

СВ с комбинированным включением простых СВ.

Средства виброзащиты по использованию дополнительного источника энергии подразделяют: на пассивные и активные.

Пассивные средства виброзащиты (ПСВ) по управляемости подразделяют: на нерегулируемые и регулируемые.

Регулируемые ПСВ по типу изменяемых параметров подразделяют:
на ПСВ с изменением характеристики инерционного элемента;

ПСВ с изменением характеристики упругого элемента;

ПСВ с изменением характеристики демпфирующего элемента;

ПСВ с изменением климатических характеристик направляющего устройства;
ПСВ с изменением кинематических характеристик механизма преобразования движения инерционного элемента;

ПСВ с изменением нескольких характеристик по вышеперечисленным признакам.
Активные средства виброзащиты (АСВ) подразделяют:
по назначению:

на АСВ, предназначенные для поддерживания относительного статического положения объекта виброзащиты,
АСВ, предназначенные для поддерживания относительного статического положения и требуемых динамических характеристик объекта виброзащиты;
по принципу управляемости:

на АСВ с управлением параметрами по динамическим характеристикам источника возбуждения вибрации,
АСВ с оптимальным управлением параметрами по динамическим характеристикам объекта виброзащиты,
АСВ с управлением параметрами по допустимым значениям динамических характеристик объекта виброзащиты;
по принципу постоянства параметров:

на АСВ с постоянными параметрами и АСВ с переменными параметрами.
Регулируемые средства виброзащиты в зависимости от типа изменяемых параметров подразделяют:

на АСВ с регулированием характеристики инерционного элемента;

АСВ с регулированием характеристики упругого элемента;

АСВ с регулированием характеристики демпфирующего элемента;

АСВ с регулированием кинематических характеристик направляющего устройства;
АСВ с регулированием кинематических характеристик механизма преобразования движения инерционного элемента;

АСВ с регулированием нескольких характеристик по вышеперечисленным признакам.
Средства виброгашения по принципу действия подразделяют:
на ударные виброгасители; динамические виброгасители.

Ударные виброгасители (УВГ) подразделяют:
по числу степеней свободы инерционного элемента:

На УВГ с одной степенью свободы и УВГ с двумя и более степенями свободы;
по управляемости: на нерегулируемые и регулируемые;
по характеру действия: на УВГ с односторонними ограничителями, УВГ с двусторонними ограничителями;

по конструктивному признаку: на пружинные, маятниковые и плавающие.
УВГ с одной степенью свободы по виду вибрации инерционного элемента подразделяют:
на УВГ с поступательной вибрацией инерционного элемента и УВГ с угловой вибрацией инерционного элемента.

Динамические виброгасители (ДВГ) подразделяют по числу степеней свободы инерционного элемента:

на ДВГ с одной степенью свободы и ДВГ с двумя и более степенями свободы;
по управляемости: на нерегулируемые и регулируемые;

по конструктивному признаку: пружинные; катковые; маятниковые; эксцентриковые; гидравлические; пневматические.

ДВГ с одной степенью свободы по виду вибрации инерционного элемента подразделяют: на ДВГ с поступательной вибрацией инерционного элемента и ДВГ с угловой вибрацией инерционного элемента.

Регулируемые ДВГ подразделяют:

по типу изменяемых параметров:

на ДВГ с регулированием характеристик инерционного элемента, ДВГ с регулированием характеристик упругого элемента,

ДВГ с регулированием характеристик демпфирующего элемента,

ДВГ с регулированием нескольких характеристик по вышеперечисленным признакам,
ДВГ с регулированием кинематических характеристик направляющего устройства,
ДВГ с регулированием кинематических характеристик механизма преобразования движения инерционного элемента;

по способу изменения параметров: регулируемые вручную, регулируемые автоматически.
Регулируемые автоматически ДВГ по использованию дополнительной энергии подразделяют на: ДВГ с пассивной настройкой и ДВГ с активной настройкой.
ДВГ с активной настройкой по принципу управления подразделяют:
на ДВГ с управлением параметрами по предельным значениям динамических характеристик объекта виброзащиты и ДВГ с оптимальным управлением параметрами по динамическим характеристикам объекта виброзащиты.

9.3. Классификация составных элементов средств виброзащиты

Упругие элементы подразделяют:

по управляемости: на нерегулируемые и регулируемые;

по типу упругой характеристики: на линейные и нелинейные;

по конструктивному признаку: на металлические, полимерные, волокнистые, пневматические, гидравлические, электромагнитные.

Демпфирующие элементы подразделяют по автономности:

на автономные, элементы, встроенные в одну из составных частей простых средств;
по управляемости: нерегулируемые, регулируемые;

по характеристике демпфирования: линейные, нелинейные;

по виду демпфирования: элементы с сухим трением, элементы с вязким трением, элементы с внутренним трением;

по направлению действия диссипативной силы: односторонние, двусторонние;
по конструктивному признаку: объемно-проволочные, полимерные, волокнистые, фрикционные, пневматические, гидравлические, электромагнитные. Инерционные элементы по признаку связи с объектом виброзащиты подразделяют: жестко связанные; связанные через упругие элементы; связанные через демпфирующие элементы; связанные через направляющие устройства; связанные через механизмы преобразования движения.

Направляющие устройства подразделяют: по виду применяемого механизма: на плоские и объемные;

по числу степеней свободы объекта виброзащиты или (и)
инерционного элемента: на обеспечивающие одну степень свободы и обеспечивающие две и более степени свободы;

по конструктивному признаку: на рычажные направляющие устройства с вращательными парами, рычажные направляющие устройства с поступательными парами, направляющие устройства с поступательными парами.
Направляющие устройства, обеспечивающие одну степень свободы, подразделяют: на направляющие устройства с поступательной вибрацией объекта виброзащиты или (и) инерционного элемента;

направляющие устройства с угловой вибрацией объекта виброзащиты или (и) инерционного элемента.

Механизмы преобразования движения инерционного элемента подразделяют: по виду вибрации инерционного элемента на механизмы с поступательной вибрацией и механизмы с угловой вибрацией;

по конструктивному признаку: на механические, пневматические, гидравлические, электромагнитные.

Силовые приводы активных средств виброзащиты по конструктивному признаку подразделяют: механические; пневматические; гидравлические; электромагнитные.
Виброизмерительные преобразователи кинематических и динамических параметров подразделяют: по типу измеряемого параметра: преобразователи виброперемещения, преобразователи виброскорости, преобразователи виброускорения, преобразователи силы;

по конструктивному признаку: электрические, пневматические,
гидравлические, механические.

Регуляторы активных средств виброзащиты подразделяют: по принципу действия: на непрерывные и дискретные;

по конструктивному признаку: на механические, пневматические, гидравлические, электрические.

Средства индивидуальной защиты (СИЗ) от вибрации по месту контакта оператора с вибрирующим объектом подразделяют: на СИЗ рук оператора; СИЗ ног оператора; СИЗ тела оператора; СИЗ головы оператора (подголовники).
СИЗ рук оператора подразделяют на: рукавицы; перчатки; вкладыши; прокладки.
СИЗ ног оператора подразделяют на: обувь; подметки; наколенники.
СИЗ тела оператора по форме исполнения подразделяют: нагрудники; пояса, специальные костюмы.

Путь распространения вибрации - элементы устройств, расположенные между источником возбуждения вибрации и объектом виброзащиты, по которым распространяется вибрация.

Объект виброзащиты - вибрирующий объект, вибрацию которого необходимо снизить до требуемого уровня.

Динамические характеристики объекта виброзащиты - параметры, характеризующие состояние объекта и зависящие от свойств средств защиты

Динамические характеристики источника возбуждения вибрации - силовые и кинематические параметры, не зависящие от свойств средств виброзащиты.

Поиск по сайту: