3.3 Виброизоляция

Изоляция вибраций сводится к ослаблению связей между источником и объектом, то есть на пути её распространения [4]. Демпфирующие элементы и устройства между деталью и защищаемым объектом (в данном случае – корпусом) называются виброизоляторами, они поглощают энергию колебаний. С той же целью применяется виброизоляция механизмов от несущих конструкций прослойками, виброопорами и фундаментами из материалов с малым акустическим сопротивлением (резины, пластмассы, силиконы и т. п.) с использованием пружин. Промышленно массово отпускается примерно с десяток видов виброизоляторов. По употребляемым материалам те бывают пружинными (закалка с последующим отпуском 400 градусов Цельсия), резиновыми (силиконовыми, капролоновыми), цельнометаллическими (сталь, цветнойметалл) и смешанными. Первые по сравнению с резиновыми имеют рад достоинств, они могут использоваться для изоляции низких и высоких частот, [2]. В случае пропускания высших частот вследствие низких внутренних потерь сталей их ставят на прокладки из резины. Единые резиновые прокладки имеют форму ребристых плит для деформации в горизонтальной плоскости. Может использоваться внутреннее демпфирование материала, для металлических виброизоляторов демпфирование почти отсутствует. Номинальная весовая загрузка на один виброизолятор колеблется от долей до сотен кг. Виброизоляция также осуществляется применением гибких вставок в коммуникациях трубопроводов и несущих конструкциях. Основным показателем, определяющим виброизоляции машины, агрегата, установленной на виброизоляции с определенной жесткостью и массой, является коэффициент передачи или коэффициент виброизоляции. Он показывает, какая доля динамической силы [F_Ф] или ускорения [W_Ф] от общей силы [F_маш] или ускорения [W_маш] действующих со стороны машины, передается виброизоляторами основанию (фундаменту).

где n - частота вращения, об/мин,

m - номер гармоник (m = 1, 2, 3, …).

Частота возмущающей силы (собственных колебаний машины):

Для лучшей виброизоляции фундамента от вибрации машин при известной частоте возмущающей силы f необходимо уменьшить частоту собственных колебаний машины на виброизоляторах f₀ для получения больших отношений f/f₀, что достигается либо увеличением массы машины [M], либо снижением жесткости виброизоляции "c". При известной же собственной частоте f₀ - эффект виброизоляции будет выше, чем больше возмущающая частота f по сравнению с частотой f₀.

Виброизоляция будет эффективней, если фундамент, на котором монтируется агрегат, обладает достаточной массивностью.

Значение КП для эффективной изоляции колеблется в пределах от 1/8 до 1/6 при отношении вынужденной частоты к собственной частоте системы, равном 4. Ослабление передачи вибрации на фундамент обычно характеризуется величиной виброизоляции (ВИ). Но чаще в качестве критерия параметра вибрации используется амплитуда колебания. Она используется для ограничения вибрации агрегатов и фундаментов - определяет действующие динамические силы.

Рисунок 3.5 – Резинометалический виброизолятор

На рис. 3.5 сверху представлен тип массово производимых резинометаллических отечественных виброизоляторов для дизелей. Важнейшим деталью его считают профильных участок из резины с стальной втулкой и несущим корпусом. При этом лапы агрегата привинчиваются ко втулке, корпус ставят на основание для его защиты..

Характерная АЧХ описана на рисунке 3.6.

Рисунок 3.6 - Амплитудно-частотная характеристика виброизолятора

Очень наглядно представлено, что элемент результативно справляется в районах повышенных колебаний 6-13 Гц, динамическое воздействие снижается в как минимум 10 раз. При резонансе назначается егожесткость, динамическое воздействие множится.

Данной процедурой ход защиты ротортной машины не ограничивается: случается, нужно поместить покладистые элементы и все подведенные к машине коммуникации преимущественно на твёрдые и жёсткие неамортизирующие трубопроводы.