15. Вибрация и ее характеристики. Нормирование вибрации. Меры борьбы с вибрациями.

Некоторые виды вибрации неблагоприятно действуют на нервную и сердечно-сосудистую системы, а также на вестибулярный аппарат. Особенно вредна вибрация, частота которой совпадает с собственной резонансной частотой колебаний отдельных органов тела человека. Локальная вибрация поражает нервно-мышечный и опорно-двигательный аппараты и приводит к спазму периферических сосудов и вибрационной болезни; у человека наблюдаются изменения сердечной деятельности, общее возбуждение или торможение, утомляемость, появление болей, тошноты. В этих случаях вибрации влияют на периферийное кровообращение, слух и зрение.

Снижение вибрации машин и механизмов достигается воздействием на источник вибраций (переменные силы в конструкции) либо на колебательную систему, в которой эти силы действуют.

Борьба с вибрацией в источнике его возникновения аналогична описанным выше методам борьбы с шумом также в источнике его возникновения.

Устранение резонансных режимов осуществляется двумя путями: 1) изменением характеристик системы (массы и жесткости); 2) установлением нового рабочего режима (отстройка от резонансного значения угловой скорости).

Виброизоляция – уменьшение уровня вибрации защищаемого объекта путем уменьшения передачи колебаний этому объекту от источника колебаний. Виброизоляция осуществляется посредствам введения в колебательную систему дополнительной упругой связи, препятствующей передаче вибрации от машины (источника колебаний) к основанию или смежным элементам конструкции. Эта упругая связь может также использоваться для ослабления передачи вибраций от основания машины на человека, либо на защищаемый агрегат.

Вибродемпфирование – уменьшение уровня вибраций защищаемого объекта путем превращения энергии механических колебаний данной колебательной системы в другие виды энергии. Увеличение потерь энергии в системе может производиться следующими способами:

1. использованием для конструктивных элементов материалов с большим внутренним трением;

2. нанесением слоя упруго-вязких материалов, вызывающих большие потери энергии при внутреннем трении;

3. использованием поверхностного трения (например, при колебаниях изгиба двух скрепленных и прилегающих друг к другу пластин);

4. переводом механической энергии колебаний в энергию токов Фуко или электромагнитного поля.

Во всех случаях энергия вибраций непосредственно или после дополнительного превращения переходит в тепловую энергию. Наиболее часто используются первые 2 способа. Для снижения вибраций предпочтительным является использование в качестве конструктивных материалов пластмассы, дерева и резины. Так, в редукторах используются шестерни из капрона, текстолита и дельта-древесины. Ручной механизированный инструмент выполняют в корпусах из полимерных материалов. Это в значительной мере ослабляет воздействие вибраций на руки работающих. Если применить полимерные материалы (капрон и др.) в качестве конструктивных не представляется возможным, то для снижения вибраций используются вибродемпфильтрующие покрытия. Следует отметить, что листовые мягкие вибродемпфильтрующие покрытия из резины, поролона и другие материалов для изделий со сложной конфигурацией применять затруднительно, поэтому в данном случае используются различные мастичные покрытия.

Виброгашение чаще всего осуществляется путем установки специальных виброгасителей. Виброгасители устанавливаются на вращающихся элементах или крепятся к вибрирующему агрегату и в них возбуждаются колебания, находящиеся в противофазе с колебаниями агрегата. Недостатком динамических виброгасителей является то, что они действуют только при определенной частоте, соответствующей их резонансному режиму колебаний, поэтому даже незначительные изменения частоты вибраций агрегата снижает эффективность действия виброгасителя.