Способы вибрационной защиты на судах Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

Выпуск 3

УДК 629.12 М. К. Романченко,

канд. техн. наук, ГАОУ СПО НСО «Новосибирский техникум автосервиса и дорожного хозяйства»

СПОСОБЫ ВИБРАЦИОННОЙ ЗАЩИТЫ НА СУДАХ METHODS OF VIBRATION PROTECTION ON SHIPS

В статье рассмотрены существующие методы защиты от вибрации, применяемые в промышленности. Предложена уточненная классификация методов защиты.

The article deals with the existing methods of protection against vibration used in industry. A refined classification of methods of protection is propesed.

Ключевые слова: вибрация, механические колебания, методы виброзащиты.

Key words: vibration, mechanical vibrations, vibration protection methods.

КАК известно, при движении механической системы под действием внешних сил в ней возникают механические колебания или вибрации. Эти вибрации оказывают влияние на функционирование механизма и часто ухудшают его эксплуатационные характеристики: снижают точность, уменьшают КПД и долговечность машины, увеличивают нагрев деталей, снижают их прочность, оказывают вредное воздействие на человека-оператора. Примерами таких колебаний могут быть: дрожание токарного резца, ведущее к ухудшению качества поверхности; колебания клапанных пружин, нарушающие моменты газорасраспределения в двигателе; дрожание пола и дребезжание оконных стекол вследствие работы двигателя неподалеку от здания и т. п. Нередко эти колебания становятся разрушительными; от крутильных колебаний ломаются коленчатые валы, сильные колебания разрушают клапанные пружины, в стенах зданий от распространяющихся через грунт сотрясений образуются трещины. Если не удается уравновесить и сбалансировать отдельные звенья и механизм в целом, то для снижения влияния вибраций используют различные методы борьбы с вибрацией. С одной стороны, при проектировании машины принимают меры для снижения ее виброактивности (уравновешивание и балансировка механизмов), с другой — предусматриваются средства защиты как машины от вибраций, исходящих от других машин (для рассматриваемой машины от среды), так среды и операторов от вибраций данной машины.

Проблема защиты от вибрации и ударов существует на каждом машиностроительном предприятии, в организациях, осуществляющих грузовые и пассажирские перевозки автомобильным и ж/д транспортом, при использовании вентиляционного, холодильного, компрессорного оборудования и т. п. Везде, где есть движение, вращение, соударение, существует проблема с вибрацией.

Вибрационная защита — это совокупность средств и методов уменьшения вибрации, воспринимаемой защищаемыми объектами. Защищаемыми объектами могут быть люди, управляющие машинами; обслуживающий персонал, находящийся в зоне действия вибрации; здания или иные сооружения; машины, аппараты, приборы, находящиеся в зоне действия вибрации; детали, узлы, механизмы и устройства, входящие в состав машины, работа которой порождает вибрацию.

В соответствии с этим методы вибрационной защиты включают как расчетно-теоретические, так и конструкторско-экспериментальные решения, причем оба вида решений, как правило, взаимосвязаны.

К основным методам виброзащиты относятся следующие.

1. Снижение интенсивности источников вибрации. К источникам вибрации относятся трансмиссии, двигатели, подшипники, зазоры в сочленениях деталей. Эти факторы усиливаются с увеличением износа деталей. Способы снижения интенсивности вибрации специфичны для каждого частного случая. При проектировании конструкции движущиеся массы машины или механизма должны быть уравновешены.

2. Снижение частоты периодического движения механизма, в том числе за предел диапазона частот нормируемой вибрации, связанное с изменением конструкции объекта.

3. Динамическое гашение колебаний, достигаемое с помощью специального динамического виброгасителя, устанавливаемого в систему объекта.

4. Виброизоляция, которая сводится к ослаблению связей между источником и объектом. Демпфирующие элементы и устройства, устанавливаемые между вибрирующей деталью и защищенным объектом, называют виброизоляторами.

Подробно рассматривая методы вибрационной защиты, на основании [1] с учетом защиты человека-оператора [3] можно принять уточненную классификацию методов защиты (рис. 1).

Рис. 1. Методы виброзащиты

Выпуск 3

Выпуск 3

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 самовозбуждение вибрации;

— методы, снижающие силовое возбуждение вибрации;

— методы, снижающие параметрическое возбуждение вибрации;

— методы, снижающие кинематическое возбуждение вибрации.

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

— на 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 и/или моментов, обусловленных рабочим процессом в машине;

— методы уравновешивания.

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 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 вибрации;

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

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

— методы виброизоляции;

— методы виброгашения.

Методы виброизоляции подразделяют по использованию дополнительного источника энергии:

— на методы пассивной виброизоляции;

— методы активной виброизоляции;

по виду снижаемого динамического воздействия:

— на методы силовой виброизоляции;

— методы кинематической виброизоляции.

Методы виброгашения по использованию дополнительного источника энергии подразделяют:

— на методы пассивного виброгашения;

— методы активного виброгашения.

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.

1. ГОСТ 26568-85. Вибрация. Методы и средства защиты. Классификация.

2. Левитский Н. И. Колебания в машинах: учеб. пособие для втузов / Н. И. Левитский. — М.: Наука: Гл. ред. физ.-мат. лит., 1988. — 336 с.

3. Романченко М. К. Защита человека от низкочастотной вибрации / М. К. Романченко, Л. В. Пахомова. — Saarbrucken, Germany: LAP LAMBERT Academic Publishing, 2011. — 132 с.

4. Романченко М. К. Методы снижения вибрации и шума на судах, их эффективность и область применения / М. К. Романченко // Водный транспорт Европы: интеграция, инвестиции, инновации: материалы Междунар. науч.-практ. конф. «Нева-2011» / СПГУВК. — СПб.,

5. Романченко М. К. Технология защиты оборудования от вибрации / М. К. Романченко // Сибирский научный вестник / ННЦ «Ноосферные знания и технологии» РАЕН. — Новосибирск, 2010. — Вып. Х111. — С. 92-95.

6. Теория механизмов и машин / под ред. К. В. Фролова. — М.: Высш. шк., 1987.

Список литературы

2011.

Выпуск 3