1.2. Использование полезных свойств вибрации

Вибрация играет как полезную так и вредную для человека роль. Человек гораздо раньше научился защищаться от вибрации, чем ставить ее себе на службу. Дело в том, что при воздействии вибраций многие системы движутся совершенно иначе, чем при их отсутствии. В связи с этим, с одной стороны, открываются новые пути для создания машин и разработки технологических процессов и, с другой – возникают задачи, имеющие существенное значение для развития теории колебаний и ее приложений.

Выделяют несколько классов объектов, в которых применяется вибрация.

• Вибрационная технология.

Использование силовых качеств вибрации для воздей­ствия на материал или изделия при их перемещении или обработке.

Применение вибрационной техники позволяет создавать новые и коренным образом усовершенствовать традиционные технологические процессы, такие, как движение, опорожнение бункера и его запол­нение снизу, измельчение твердых тел и уплотнение сме­сей, превращение полужидких масс в твердые и придание сыпучему материалу свойств жидкости.

• Приборы и устройства, предназначенные для измерения.

В частности, такие приборы, как акселерометры, представляют собой колебательную систему, подключенную к вибрирующему объекту. Их используют для определения ускорений при вибрации исследуемого объекта. Сюда же относятся системы, регистрирующие вибрацию. Напри­мер, шлейфовый осциллограф, в котором имеется зеркало или узкая полоска — шлейф, в результате крутильной виб­рации которой отраженный от нее луч производит на экране или на пленке запись процесса

- Применение вибрации в приборах и устройствах, которые воспроизводят вибрационные процессы в челове­ческом организме.

С их помощью можно моделировать, например, работу сердца. Они могут также работать как устройство типа искусственное сердце, применяемое при хирургических операциях.

Наконец, если обратиться ко всему многообразию объек­тов живой природы, можно увидеть множество примеров естественного, природного возбуждения вибрации, которая жизненно необходима для многих живых существ.

Вибрационные технологические процессы

Машины вибрационного принципа действия выполняют самые разнообразные технологические операции и расцениваются сейчас как основа технологии будущего. Использование вибрационной техники позволяет усовершенствовать традиционные и разработать новые технологические процессы. Вибрационные машины проще и эффективнее обычных, обладают высокой долговечностью и надежностью, потребляют меньше энергии. Главным достоинством этих машин является возможность совмещения процессов перемещения с технологической обработкой груза – транспортирование с сушкой, смешиванием, ориентированием и т. д. Вибрационные машины широко используются в процессах измельчения, приготовления смесей, уплотнения, разделения по крупности и удельному весу, гранулирования и т. д.

Вибрационной машиной называют устройство, рабочий орган которого совершает колебательное движение. Вибрационной обработке подвергаются самые разнообразные по физико-механическим свойствам среды. Под действием вибрации в средах возникают два вида движения:

• общее движение всей среды как некоторого твердого тела; так, при уплотнении и грохочении вся среда может отрываться от рабочего органа вибромашины и двигаться как некоторое тело.

• относительное движение составляющих среды, при котором она приобретает новые физико-механические свойства (создание виброкипящего слоя).

Учитывая сказанное, можно сделать вывод, что вибрационные методы используют в таких случаях:

• как основной фактор, с помощью которого решается поставленная техническая задача (транспортировка, уплотнение, перемешивание, тонкое и сверхтонкое измельчение).

• как дополнительный фактор процессов, в которых вибрация способствует уменьшению усилий сопротивления среды при осуществлении технологических операций (резание, погружение, сушка и т.д.).

В первом случае процесс осуществляется исключительно благодаря вибрации, во втором – вибрация лишь способствует течению процесса и повышает его эффективность.

В соответствии с производственным назначением различают вибрационные технологические установки транспортирующие, подъемные и транспортно-технологические; вспомогательное вибрационное оборудование; дополнительные вибрационные приспособления для интенси­фикации традиционных технологических процессов.