|
Снижение вибрации в источнике (балансировка)
Балансировка производится как на этапе проектирования, так и при эксплуатации.
При создании машин и технологического оборудования предпочте- ние должно отдаваться таким кинематическим и технологическим схе- мам, при которых динамические процессы, вызванные ударами, резки- ми ускорениями и т. п., были бы исключены или предельно снижены.
Так, замена кулачковых и кривошипных механизмов равномерно вра- щающимися (в частности, эксцентриками) в значительной мере способ- ствует снижению вибраций. К тому же приводит замена ковки и штам- повки прессованием;ударной правки–вальцовкой;пневматической клепки и чеканки – гидравлической клепкой и электросваркой.
В настоящее время разработаны модификации известных техноло- гических процессов, которые имеют по сравнению с исходными мень- шую виброактивность (штамповка резиной вместо обычной штамповки; прессование на гидравлических прессах вместо обработки на листо- штамповочных молотах).
При конструировании машин и агрегатов необходимо изыскивать наилучшие конструктивные решения для безударного взаимодействия деталей (штампы со скошенной режущей кромкой у кузнечно- прессового оборудования, замена трансмиссионных приводов машин и агрегатов электродвигателями и т. д.).
Для снижения уровня вибрации редукторов инженерного оборудо- вания жилых зданий целесообразно применение шестерен со специаль- ными видами зацеплений; глобоидным, шевронным, двушевронным, конхоидальным вместо обычных шестерен с прямым зубом. Большое значение при этом имеет повышение класса точности обработки и чи- стоты поверхности шестерен. С этой целью производят подбор зубчатых пар, что позволяет дополнительно снизить уровень вибраций на 3…4 дБ.
Причиной низкочастотных вибраций насосов, компрессоров, дви- гателей является неуравновешенность вращающихся элементов (рото- ров). Это относится к современным быстроходным машинам относи-
тельно небольшой массы с уменьшенной жесткостью основных несу- щих деталей. Действие неуравновешенных динамических сил усугубля- ется плохим креплением деталей, их износом в процессе эксплуатации.
Причиной дисбаланса могут быть неоднородность материала кон- струкции (литейные раковины, шлаковые включения), неравномерность его плотности, несимметричное распределение вращающихся масс
(в частности, начальное искривление валов и роторов), нарушение ука- занной симметрии крепежными соединениями, неправильный выбор допусков на обработку, а также рода посадок. Кроме того, причиной дисбаланса может стать различие коэффициентов объемного расшире- ния либо износостойкости отдельных элементов вращающейся системы. Во всех случаях смещение центра тяжести относительно оси вращения приводит к возникновению неуравновешенной центробежной силы
F meω2 ,
где m – масса вращающейся системы; ω – угловая скорость вращения;
е – эксцентриситет (радиус-вектор центра рассматриваемой массы отно- сительно оси ротора).
Анализ выражения показывает, что для снижения вибраций вслед- ствие неуравновешенности вращающихся масс (роторов) следует огра- ничивать величины рабочих скоростей.
Для снижения уровня вибрации, возникающей вследствие дисба- ланса при монтаже и эксплуатации оборудования, должна применяться балансировка неуравновешенных роторов колес лопаточных машин, ва- лов двигателей и т. п.
Различают статическую (рис. 90, а), моментную (рис. 90, б) и ди- намическую (рис. 90, в) неуравновешенности роторов [72].
а б в
Рис. 90. Схемы неуравновешенности роторов:
а – статистическая; б – моментная; в – динамическая;
1 – центр масс; 2 – ось ротора; 3 – главная центральная ось инерции
В зависимости от вида неуравновешенности роторов применяют один из трех видов балансировки:
статическая балансировка – балансировка, при которой опреде- ляется и уменьшается главный вектор дисбалансов ротора, характери-
зующий его статическую неуравновешенность. Статическую баланси- ровку проводят в одной плоскости коррекции;
моментная балансировка – балансировка, при которой определя- ется и уменьшается главный момент дисбалансов ротора, характеризу- ющий его моментную неуравновешенность. Моментную балансировку проводят не менее чем в двух плоскостях коррекции;
динамическая балансировка – балансировка, при которой опре- деляются и уменьшаются дисбалансы ротора, характеризующие его ди- намическую неуравновешенность. Динамическую балансировку жест- кого ротора достаточно проводить в двух плоскостях коррекции [73].
Учитывая сказанное, в процессе эксплуатации технологического оборудования должны приниматься меры к устранению в элементах кон- струкции машин и механизмов излишних люфтов и зазоров (что обеспе- чивается периодическим освидетельствованием машин и механизмов).
Частным случаем борьбы с вибрацией в источнике ее возникнове- ния можно считать исключение резонансных режимов при работе обо- рудования. Как известно, в этом случае даже при малых значениях дис- баланса и относительно небольших возбуждающих воздействиях уро- вень вибрационных параметров резко возрастает. Это обусловлено тем, что при резонансе колебательная система оказывает сопротивление возмущающим силам (или крутящим моментам) только за счет актив- ных потерь в системе. Поэтому весьма важным с точки зрения сниже- ния уровня производственных вибраций является исключение резо- нансных режимов работы технологического оборудования, что достига- ется при проектировании выбором рабочих режимов с учетом собствен- ных частот машин и механизмов. Однако в процессе эксплуатации воз- можно уменьшение жесткости агрегатов(а в некоторых случаях и их массы), что приводит к изменению значения собственных частот.
Имеют также место случаи изменения рабочих режимов оборудо- вания. Указанное обстоятельство следует иметь в виду и в случае, если машины и механизмы в процессе эксплуатации с течением времени ста- новятся источником воздействия вибраций на окружающую среду.
Собственная частота колебательной системы
ω,
где b и m – соответственно жесткость и масса системы.
Исключение режима резонанса может производиться путем измене- ния массы либо жесткости системы. Для точного определения значений собственных частот машин и механизмов используются вибростенды.
В случаях, когда не удается снизить вибрации в источнике возник- новения, применяются методы снижения вибрации на путях распро- странения: виброгашение, виброизоляцию или вибродемпфирование.
Do'stlaringiz bilan baham: |
