Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
teria_mehanizmov_mashin.pdf
Скачиваний:
284
Добавлен:
28.05.2015
Размер:
4.34 Mб
Скачать

10.2.2 Виброизоляция

Основана на разделении исходной системы на две части – амортизируемый объект и основание – и в соединении этих частей посредством виброизоляторов или амортизаторов.

Рассмотрим вертикальную вибрацию машины массой m, установленную в упругие амортизаторы (рисунок 10.18). Приведенный

коэффициент жесткости

амортизаторов –

С, приведенный коэффициент

демпфирования – ψ.

 

 

 

 

Вертикальная

составляющая

силы

инерции

-

F(t) = F sin ω t = mrω 2 sin ω t .

Рисунок 10.18

Уравнение движения амортизируемого объекта с одной степенью свободы Н = 1

где а11 = m, С11 = С.

a11q1 + C11q1 = Fψ

+

F(t) ,

 

 

 

 

 

 

 

 

Демпфирующая сила Fψ

= − bq

1 , где b

=

 

.

2π ω

a11q1 +

bq1 +

C11q1 =

F sin ω t .

Вводя обозначения

 

b

 

= 2n ,

 

C

= K 2 , уравнение движения примет

 

a11

 

 

 

 

 

a11

 

 

 

вид

q1 + 2nq1 + Kq1 = mF sin ω t .

Решение неоднородного уравнения было получено раньше в виде

q1 = q*1 + q*1* ,

где q* = A* sin K*t → 0 - собственные затухающие колебания. В установившемся режиме работы их нет;

K* = K 2 − n2 = K ;

q** = A** sin w t - вынужденные колебания, которые установившемся

режиме работы имеют определяющее значение. Амплитуда вынужденных колебаний

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

F

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

A** =

 

 

 

 

 

 

 

 

C

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

æ

 

 

 

w

2 ö 2

 

 

y

2 .

 

 

 

 

 

 

ç

1 -

 

 

 

÷

+

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ç

 

 

 

K

2 ÷

 

 

 

4p

 

 

 

 

 

 

 

 

 

è

 

 

 

 

 

ø

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Коэффициент динамичности

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

m =

A

**

=

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

A

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ст

 

 

æ

 

 

w

 

2

ö 2

 

 

 

y

2 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ç 1 -

 

 

 

÷

+

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ç

 

 

K

÷

 

 

 

4p

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

è

 

 

 

ø

 

 

 

 

 

 

 

 

Максимальное значение силы, передаваемой на фундамент – Fф, имеет

вид (без вывода)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

F

 

 

 

 

 

= m F

1 +

 

 

y

2

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ф max

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4p 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Отношение наибольшей силы, передаваемой на фундамент к

возмущающей силе, называется коэффициентом передачи силы - Кф

 

 

 

F

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y

2

 

.

 

 

 

Kф

=

 

ф max

=

m

 

 

1 +

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4p 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

F

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Коэффициент передачи силы – Кф совпадает с коэффициентом динамичности – μ, только при ψ = 0, т.е. при отсутствии демпфирования Кф = μ.

Коэффициент передачи сил характеризует качество виброзащитной системы. При жестком соединении амортизируемого объекта и основания Кф = 1. При Кф< 1 виброзащитная система эффективна, так как амплитуда

силы, действующей на основание, уменьшается. При Кф

> 1 применение

упругого амортизатора нецелесообразно. На рисунке

10.19 изображен

график зависимости коэффициента передачи силы Кф от отношения частот

ω

при различных

ψ. Все кривые независимо от величины

ψ,

K

 

 

 

характеризующей демпфирование системы, пересекаются в точке с координатами ( 2, 1). Следовательно, для того, чтобы максимальная

величина силы Fф max , передаваемой на основание, была меньше амплитуды возмущающей силы, должно быть выполнено условие Kω > 2 обычно принимают Kω ³ 4.

Рисунок 10.19

Для улучшения вибрационных свойств линейного амортизатора надо

уменьшать собственную частоту

системы

 

K ¯ =

a

C

следовательно, и

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a

ω

 

 

 

 

коэффициент жесткости – С. Подставляя в

соотношение

³ 4

величину

K

 

C , получим условие для

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

K 2 =

определения коэффициента

жесткости

 

m

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

амортизатора

 

 

 

 

 

w 2m

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

w ³ 4K, w ³

4

C

, C £

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

m

16

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

По этому условию подбираются параметры амортизатора, влияющие

на

его жесткость. Увеличение

демпфирования при

 

ω

 

>

 

 

 

ухудшает

 

2

 

 

K

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

виброзащитные свойства амортизатора. Поэтому достаточным считается слабое демпфирование, обеспечивающее затухание собственных колебаний. Амплитуда вынужденных колебаний амортизатора при слабом демпфировании и К < ω

 

 

 

F

 

 

 

A** =

 

 

C

 

 

.

æ

 

 

2

ö

ç

1 -

 

w

 

÷

 

 

 

2

ç

 

 

K

÷

 

è

 

 

 

ø

 

При К<< ω

 

CF .

 

 

 

A** =

 

 

 

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]