37. Типы вибровозбудителей.

Вибровозбудитель - устройство, предназначенное для возбуждения механических колебаний. Обычно вынуждающая сила в вибровозбудителе вызывается колебательным или вращательным движением инерционного элемента.

По принципу работы вибровозбудители делятся на следующие виды:

• центробежные — вибрация генерируется при вращении одного или нескольких дебалансов;

• планетарные — вибрация генерируется при движении бегунка в планетарном механизме; такие вибровозбудители используются для создания вибрации высокой частоты (до 20000 колебаний в минуту);

• электромагнитные вибровозбудители получили наибольшее распространение; в таких устройствах возбуждающей вибрацию силой является переменная сила притяжения электромагнитов.

Вибропогружатель с центробежным вибровозбудителем: 1 —электродвигатель; 2 — промежуточная шестерня; 3 — синхронизирующие шестерни; 4 — дебаланс; 5 — наголовник; 6 — свая

Вибровозбудители применяются в вибропогружателях, в машинах для уплотнения грунтов, в погружных вибраторах, в сортировочных машинах и др.

38. Методы виброзащиты.,

Различают два основных способа виброзащиты: виброгашение и виброизоляцию. Виброгашение основано на присоединении к машине дополнительных колебательных систем, называемых динамическими виброгасителями, которые создают динамические воздействия, уменьшающие интенсивность колебаний. Виброизоляция основана на разделении исходной системы на две части и в соединении этих частей посредством виброизоляторов. Одна из этих частей называется защищаемым объектом, а другая — источником возбуждения.

На рисунке 3, а показана динамическая модель машины, установленной на фундаменте. Машина с общей массой т является источником возбуждения, а фундамент — защищаемым объектом. Виброизолятор, помещенный между защищаемым объектом и источником возбуждения, имеет приведенный коэффициент жесткости с и приведенный коэффициент демпфирования b.

Рисунок 3 - Динамическая модель машины, установленной на неподвижном фундаменте

Приведенный коэффициент жесткости определяется из условия

равенства потенциальной энергии виброизолятора и эквивалентной пружины. Приведенный коэффициент демпфирования определяется из условия равенства работ, затрачиваемых на трение в виброизоляторе и в эквивалентном демпфере.

Уравнение движения массы m имеет вид

, (2)

где — перемещение, отсчитываемое от положения статического

равновесия;

— внешняя сила, выражаемая известной функцией времени;

— обобщенная (приведенная) реакция виброизолятора,

которая в общем случае зависит от перемещения и

скорости .

Назначение виброизолятора в этом случае состоит в уменьшении динамической (переменной) составляющей реакции , передаваемой на фундамент при заданном воздействии силы .

На рисунке 4 показан другой случай, при котором динамические воздействия приложены к некоторому основанию (например, к стойке механизма) в виде его колебаний по закону z(t).

Уравнение движения массы m при колебаниях основания (источника возбуждения) имеет вид

^{, (3)}

^{где z — перемещение основания.} Рисунок 4 - Динамическая модель машины, установленной на подвижном основании (вибрирующем фундаменте)

Уменьшение интенсивности колебаний объекта может быть достигнуто следующими способами.

Снижение виброактивности источника. Возбуждение колебаний источниками возбуждения может быть обусловлено различными причинами. Удобно разделить возмущающие факторы на две группы. К первой группе относят явления, связанные с трением в кинематических парах. Снижение виброактивности факторов этой группы связано с изменением свойств материалов трущихся поверхностей и может быть достигнуто способами, специфическими для каждого частного случая, например применением специальных смазок.

Вторая группа возмущающих факторов связана с движущимися телами (вращение роторов, перемещение звеньев механизмов).

Снижение виброактивности источника в этом случае заключается в уменьшении динамических реакций с помощью уравновешивания движущихся масс.

Изменение конструкции объекта. Можно указать два способа снижения колебаний, общих для всех механических систем. Первый способ состоит в устранении резонансных явлений. Если объект обладает линейными свойствами, то задача сводится к соответствующему изменению его собственных частот. Для нелинейных объектов должны выполняться условия отсутствия резонансных явлений. Второй способ заключается в увеличении диссипации механической энергии в объекте. Этот способ виброзащиты, называется демпфированием.

Виброзащитные устройства и их эффективность. Демпферы, динамические гасители и виброизоляторы образуют в совокупности виброзащитные устройства. Пассивными называют устройства, состоящие из инерционных, упругих и диссипативных элементов. Активные устройства могут кроме перечисленных содержать элементы немеханической природы и, как правило, обладают независимым источником энергии. Эффективность виброзащитных систем принято оценивать отношением величины какого-либо характерного параметра колебаний объекта с виброзащитным устройством, к величине того же параметра при отсутствии виброзащиты. Это отношение называется коэффициентом эффективности вибрационной защиты.