инженерный консалтинг

проектирование систем виброизоляции 

Главная  /  Принципы виброзащиты

Принципы виброзащиты

Повышенные уровни вибраций оказывают вредное влияние на здоровье людей (в частности, виброболезнь), работу виброчувствительного и прочего оборудования (например, нарушение нормальной эксплуатации, недопустимое уменьшение точности работы прецизионных станков, разрушение элементов, связанных с оборудованием, повреждение опорных конструкций), могут приводить к уменьшению прочности и трещинообразованию в железобетонных конструкциях. 

Виброзащита зданий, сооружений, их элементов и конструкций может выполняться несколькими способами:

  • путём уменьшения уровней колебаний, вызываемых различными источниками - снижение виброактивности источников

В частности, снижение виброактивности оборудования с динамическими нагрузками может выполняться путем балансировки, уравновешивания неуравновешенных вращающихся частей (шкивов, валов, шпинделей и др.), внедрения в конструкцию оборудования материалов с высокими демпфирующими свойствами.

  • изменением конструкции объекта - внутренняя виброзащита объекта;
  • путём установки между объектом и источником колебаний дополнительных конструктивных элементов (в частности, виброизоляторов, демпферов) - виброизоляция объекта; этот метод основан на ослаблении связей защищаемой системы с другими системами.

    Достаточно широко применяются пружинные (рис. 1), резиновые и резинометаллические виброизоляторы (рис. 2). Типовые конструкции пружинных, резиновых виброизоляторов и демпферов вязкого трения приведены, в частности, в серии 5.001-1.

    Компания VibroLAB является производителем пружинных пружинныхрезиновых виброизоляторов, а также резинопружинных и амортизирующих блоков.

    Рис. 1. Пружинный виброизолятор Рис. 2. Резинометаллические виброизоляторы

    Демпферы предназначены для увеличения сил сопротивления колебаниям.
    Типы демпферов: гидравлические, сухого трения и т.д.

    Эффективность виброзащиты оценивается коэффициентом передачи, равным отношению амплитуды динамической силы, возбужденной источником, к амплитуде динамической силы, передающейся на защищаемый объект. 

    • присоединением к объекту дополнительной динамической системы, влияющей на уровни его колебаний, - в частности, динамических или ударных гасителей колебаний - динамическое гашение колебаний объекта

    Системы динамического гашения бывают 2-х типов: пассивные и активные. При пассивном гашении характеристики динамического гасителя (жесткость, демпфирование) подобраны так, чтобы гаситель был эффективным в узкой полосе частот, они незначительно изменяются со временем, и нет механизма, регулирующего эти характеристики.  Т.о. пассивные системы оказываются малоэффективными при возбуждении в области низких частот, а также при действии вибрации с широким спектром.

    К системам пассивного виброгашения можно отнести динамические гасители колебаний и демпферы. Динамические гасители колебаний применяются, в частности, в уникальных конструкциях (в частности, в Монументе Победы на Поклонной горе, разработанный под руководством Остроумова Б.В.) и в высотных сооружениях (широко известный пример - небоскрёб Тайбэй 101 в Тайбэе (Китай), рис. 3), также в башнях и мачтах (в частности, маятниковые гасители колебаний), в пешеходных и автомобильных мостах (схематичный рисунок некоторых областей применения динамических гасителей колебаний (ДГК) и демпферов - см. рис. 5). 

    Простейшая расчетная схема системы с гасителем приведена на рис. 4.

    Рис. 3. Динамический гаситель колебаний
    в башне Тайбэй 101 (Китай). 
    Источник: wikipedia.org

    Рис. 3а. Динамический гаситель колебаний 
    в башне Тайбэй 101 (Китай). 
    Источник: zoomex.ru

     

    Рис. 4. Простейшая расчетная схема системы с 2-мя степенями свободы
    (с динамическим гасителем колебаний)

    Рис. 5. Области применения динамических гасителей колебаний

     

    Активные системы виброгашения имеют чувствительные, управляющие и исполнительные элементы, которые контролируют реакцию таких систем для их наибольшей эффективности при различных воздействиях. В зависимости от исполнительных элементов выделяют гидравлические, пневматические, электромеханические, электромагнитные системы активной виброизоляции. Здания и сооружения, в которых наиболее распространено применение активных систем виброгашения - как у пассивных систем виброгашения 

    Следует отметить, что различные системы виброизоляции одинаковой эффективности могут сильно отличаться в стоимости. Например, эффективная виброизоляция координатно-расточного станка может быть обеспечена путём применения пружинных, резиновых, резино-пружинных виброизоляторов совместно с массивным инерционным блоком (что, естественно приведёт к повышению габаритов всей конструкции вцелом), либо жёсткой, но лёгкой, металлической плитой, установленной на пнемоаммортизаторах. Стоимость таких систем может отличаться на порядок. В связи с этим, специалисты компании "VibroLab" работают в тесном взаимодействии с Заказчиком, предлагая свой опыт и наработанные технические решения для скорейшего и качественного выполнения поставленной задачи, сбережения материальных затрат Заказчика на время проектирования объекта и обеспечения его благоприятного дальнейшего функционирования.

    Сделать заказ или задать интересующие Вас вопросы вы можете по форме.