Файл: Борьба с шумом в черной металлургии..pdf

Частоту собственных колебаний f0 виброизолирован­ ного механизма выбирают из условий обеспечения необ­ ходимой виброизоляции и исключения резонансов. Явление резонанса наблюдается, если частоты собственных и вы­ нужденных колебаний совпадают или отношение частот приближается к единице.

Если частота вынужденных колебаний / < /0 , то ве­ личина и незначительно отличается от единицы и примене­ ние амортизаторов практически бесполезно. При таком соотношении частот возмущающая сила действует на несу­ щую конструкцию как статическая нагрузка.

При / > /о величина коэффицента амортизации умень­ шается, возмущающая сила и колебательное смещение находятся, в противофазе, т. е. система оказывает возму­ щающей силе инерционное сопротивление и передача вибраций на несущую конструкцию резко снижается.

Значение f0 для материала виброизоляторов, имеющего динамический модуль упругости отличный от статического, определяют по формуле:

Из формулы (37) видно, что амортизирующее крепле­ ние будет тем эффективнее, чем меньше коэффициент }і. Изоляция колебаний амортизаторами достигает цели при условии, если отношение частот вынужденных и собствен­ ных колебаний ///о > 2. В практических условиях это от­ ношение принимается в пределах 2,5—5.

При колебании несущей конструкции, излучающей звук с амплитудой ах без применения виброизоляции и с ампли­ тудой а2 при ее наличии, звукоизолирующая способность

или, переходя к коэффициентам амортизации,

Основные типы амортизаторов различают по материалу и конструкции. При проектировании или выборе аморти­ заторов, помимо обеспечения достаточной вибронзоляции, необходимо" учитывать: стабильность характеристик амор­ тизаторов-в течение срока их службы; весовые и габарит-

62

ные параметры, стоимость амортизаторов; степень сложности изготовления, обслуживания, монтажа и демонтажа амор­ тизаторов; срок службы при резких колебаниях темпера­ туры и влажности воздуха; стойкость в агрессивных сре­ дах, маслостойкость; отношение динамической жесткости к статической; надежность амортизаторов при воздействии кратковременных нагрузок, превышающих номинальную статическую нагрузку.

Изготовляемые промышленностью амортизаторы с ме­ таллическим упругим элементом можно разделить на сле­ дующие основные типы:

1) пружинные с цилиндрическими (например, аморти­ затор ЛИОТ), коническими .(например, амортизаторы типов АД, АФД и др.),' призматическими и бочкообразными пру­ жинами;

2)пружинно-резиновые и пружинночіластмассовые (например, амортизаторы типов АПР, АФД);

3)рессорные;

4)плетено-проволочные.

Из всего разнообразия сварных резино-металлических амортизаторов можно выделить следующие: 1) двухпластинчатые с обычным, наклонным или угловым расположе­ нием массива; 2) с промежуточной массой (например, амор­ тизатор типа АПМ-1700); 3) корабельные со страховкой (н-апример, амортизаторы типов АК.СС-25И, AKCG-400H и др.).

Расчет различных амортизаторов, а также примеры разнообразных конструкций амортизаторов приведены в работах [7, 10, 36, 45].

Искусственное увеличение потерь колебательной энер­ гии в системе путем нанесения на вибрирующие элементы машин или ограждающие конструкции вязко-упругих мате­ риалов, которые обладают большими внутренними поте­ рями и способствуют снижению вибрации и излучаемой ис­

Ослабление колебаний присоединением к системе до­ полнительных импедансов, например введением дополни­ тельных жесткостей или масс, называется виброгашением.

Причины энергетических потерь при колебаниях раз­ деляют на внешние и внутренние. Ко внешним причинам относят трение колеблющейся системы о среду, в которой происходят колебания (воздух, газы, вода, масло и т. п.).

63

Внутреннее рассеяние энергии, в свою очередь, следует разделить на рассеяние энергии в материале упругого эле­ мента системы, подверженного циклически изменяющимся напряжениям, и на рассеяние энергии в сочленениях механической системы,, называемое конструкционным рас­ сеянием.

Независимо от природы источников энергетических по­ терь характеристикой рассеяния энергии считают отно­ сительное рассеяние энергии ф, понимая под этим отношение рассеянной за цикл колебаний энергии AW к максимальному амплитудному значению энергии W, накопленной систе­ мой в начале рассматриваемого цикла:

лено по затуханию собственных колебаний системы. С этой целью записывают виброграмму затухающих колебаний, а огибающую развертки затухающих колебаний представ­

где ak и ak+1 — две последующие амплитуды колебаний соответственно в начале и в конце (k + 1)-го периода.

64

Величина

(51)

называется логарифмическим декрементом затухания сво­ бодных колебаний. Коэффициент потерь т) связан с логариф­ мическим декрементом:

""' Учитывая, что потери в системе пропорциональны коле­ бательной скорости вибрирующей поверхности, уменьше­ ние уровня звукового давления AL в окружающей среде при нанесении на эту поверхность вибропоглощающего слоя можно найти из выражения

фициент потерь вибрирующей поверхности до нанесения

стремится к единице. Увеличение толщины покрытия больше чем в 3—5 раз по сравнению с толщиной демпфируе­ мой конструкции и нецелесообразно^ (обычно ô < 2 — 2 , 5 ) ,

так как при дальнейшем увеличении Ъ коэффициент потерь мало изменяется.

Эффективность однородных вибропоглощающих материа­ лов, кроме коэффицента потерь т), определяется так называе­ мым модулем потерь, представляющим собой произведение модуля упругости Е накоэффициент потерь т]. Чемвыше зна­ чение этих параметров материала, тем более эффективным будет применение его в качестве однородного вибропоглоща-

звуковых частотах. В данном случае на вибропоглощение, кроме внутренних потерь, большое влияние оказывает упру­ гость материала (для пластмасс она составляет 103— 1.01 кГІсмг), с увеличением которой потери колебательной энергии растут. Твердые покрытия могут быть выполнены в виде однослойных, двухслойных и многослойных кон­ струкций.

Мягкие покрытия — это мягкие резины и пластмассы,

В подобных покрытиях потери энергии колебаний опре­ деляются в основном деформациями по их толщине. Мягкие покрытия имеют малую эффективность на низких частотах, но на высоких частотах их эффективность превосходит твер-

66