Защита от вибрации

Общие методы борьбы с вибрацией базируются на анализе уравнений, которые описывают колебание машин в производственных условиях и классифицируются следующим образом:

- снижение вибраций в источнике возникновения путем снижения или устранения возбуждающих сил;

- перенастройка от резонансных режимов рациональным выбором приведенной массы или жесткости системы, которая колеблется;

- вибродемпфирование - снижение вибраций за счет силы трения демпферного устройства, то есть перевод колеблющейся энергии в тепло;

- динамическое гашение - введение в колеблющуюся систему дополнительных масс или увеличения жесткости системы;

- виброизоляция - введение в колеблющуюся систему дополнительной упругой связи, с целью ослабления передачи вибраций, смежному элементу конструкции или рабочему месту;

- использование индивидуальных средств защиты.

Снижение вибрации в источнике ее возникновения достигается путем уменьшения силы, которая вызывает колебание. Поэтому еще на стадии проектирования машин и механических устройств нужно выбирать кинематические схемы, в которых динамические процессы, вызванные с ударами и ускорениями, были бы исключены или снижены. Большое значение имеет повышение точности обработки и снижения шероховатости поверхностей.

Перенастройка от режимов резонанса. Для ослабления вибраций существенное значение имеет предотвращение резонансных режимов работы с целью исключения резонанса с частотой смесительной силы. Собственные частоты отдельных конструктивных элементов определяются расчетным методом за известными значениями массы и жесткости или, же экспериментально на стендах.

Вибродемпфирование. Этот метод снижения вибраций реализуется путем превращения энергии механических колебаний колеблющейся системы в тепловую энергию. Увеличение расходов энергии в системе осуществляется за счет использования в качестве конструктивных материалов с большим внутренним трением: пластмасс, металорезины, сплавов марганца и меди, никеле титановых сплавов, нанесения на вибрирующие поверхности слоя упруговязких материалов, которые имеют большие потери на внутреннее трение.

Хорошо демпфируют колебание смазочные материалы. Слой масла между двумя спрягающими элементами устраняет возможность их непосредственного контакта, а следовательно - появление сил поверхностного трения, которые являются причиной возбуждения вибраций.

Виброгашение. Для динамического гашения колебаний, используются динамические виброгасители пружинные, маятниковые, эксцентриковые, гидравлические. Они являют собой дополнительную колеблющуюся систему. Виброгаситель крепится на вибрирующем агрегате и настраивается таким образом, чтобы в нем в каждый момент времени возбуждались колебания, которые находятся в противофазе с колебаниями агрегата. Недостатком динамического гашения является то, что он действует лишь при определенной частоте, которая отвечает его резонансному режиму колебаний.

Для снижения вибраций применяются также ударные виброгасители маятникового, пружинного и плавающего типов.

Динамическое виброгашение достигается также установкой агрегата на массивном фундаменте. Масса фундамента подбирается таким образом, чтобы амплитуда колебаний подошвы фундамента не превышала 0,1- 0,2 мм

Виброизоляция заключается в снижении передачи колебаний от источника возбуждения к объекту, который защищается, путем введения в колеблющуюся систему дополнительной упругой связи. Эта связь предотвращает передачу энергии от колеблющегося агрегата к основе или от колеблющейся основы к человеку или к конструкциям, которые защищаются.

Виброизоляция реализуется путем установления источника вибрации на виброизоляторы. В коммуникациях воздухопроводов располагаются гибкие вставки. Применяются упругие прокладки в узлах крепления воздухопроводов, в перекрытиях, несущих конструкциях зданий, в ручном механизированном инструменте.

Для виброизоляции стационарных машин с вертикальной смесительной силой используют виброизолировочные опоры в виде прокладок или пружин. Однако возможна их комбинация. Комбинированный виброизолятор совмещает пружинный виброизолятор с упругой прокладкой. Пружинный виброизолятор пропускает высокочастотные колебания, а комбинированный обеспечивает необходимую ширину в диапазоне колебаний, которые гасятся. Упругие элементы могут быть металлическими, полимерными, волокнистыми, пневматическими, гидравлическими, электромагнитными.

Средства индивидуальной защиты от вибрации применяются в случае, когда рассмотренные выше технические средства не позволяют снизить уровень вибрации к норме. Для защиты рук используются рукавицы, вкладыши, прокладки. Для защиты ног - специальная обувь, подметки, наколенники. Для защиты тела - нагрудники, пояса, специальные костюмы.

С целью профилактики вибрационной болезни для работников рекомендуется специальный режим труда. Например, при работе с ручными инструментами общее время работы в контакте с вибрацией не должно превышать 2/3 рабочей смены. При этом длительность непрерывного влияния вибрации, включая микро паузы, не должна превышать 15-20 минут. Предусматривается также два регламентированных перерыва для активного отдыха.

Все, кто работает с источниками вибрации, должны проходить медицинские осмотры перед поступлением на работу и периодически, не реже 1 раза в год.