Виброизоляция сооружений

При работе машин циклического действия, а также любых машин из-за неполной уравновешенности вращающихся частей создаются периодические силы (рис. 12.15). Эти силы воздействуют на фундамент, ускоряя разрушение сооружений, ухудшая условия работы людей.

К определению силы, передаваемой фундаменту

Рис. 12.15. К определению силы, передаваемой фундаменту

Значение усилия F^, передаваемого фундаменту, можно определить из решения дифференциального уравнения движения массы т (12.11) или (12.21). В данном случае усилие равно сумме упругой силы Fyn и силы вязкого сопротивления FBC. Выше было показано, что сдвиг по фазе между этими силами равен к/ 2.

Учитывая векторную диаграмму на рис. 12.14, запишем амплитудное значение F^a силы, передаваемой фундаменту:

Определим коэффициент передачи нагрузки на фундамент как отношение Кпср = F^a / Fa и, учитывая, что значение амплитуды возмущающей силы равно Fa = схСТ, получим

Используя (12.22), запишем формулу для расчета коэффициента передачи нагрузки на фундамент в виде

Согласно (12.27) АГпер = 1 при со/А: = 0исо/А: = л/2. Таким образом, амплитуда силы Рфа в зарезонансной области меньше амплитуды возмущающей силы Fa, если выполняется условие

Значение со обычно является эксплуатационной характеристикой данной машины. Поэтому эффект виброизоляции достигается за счет снижения собственной частоты колебаний системы «машина — упругие опоры» в результате уменьшения жесткости упругих элементов к и (или) увеличения массы т. Для увеличения массы машину устанавливают на тяжелые плиты (блоки), которые опираются на фундамент через упругие элементы. Примером такого решения может служить установка кузнечных молотов на массивный шабот и деревянную основу в качестве упругого элемента.

Эффект вязкого сопротивления неоднозначен. На фундамент передается как усилие упругого деформирования пружин, так и усилие вязкого сопротивления. Поэтому, чем выше потери на трение в упругих элементах, тем меньше эффект виброизоляции в области со / к > л/2. Так, в этой области резина, пробка, дерево в качестве упругих элементов обеспечивают меньший эффект виброизоляции по сравнению со стальными пружинами равной жесткости. Однако при пусках и остановках механическая система на рис. 12.15, работающая в зарезонансном режиме, проходит область резонанса. Подставив в (12.27) со / к = 1, получим, что коэффициент передачи вблизи резонанса равен Кпср ~k/(2n), т.е. практически обратно пропорционален коэффициенту вязкого сопротивления п. Снижение собственной частоты колебаний к механической системы также способствует снижению Л^р вблизи резонанса. В результате уменьшается опасность смещения или разрушения фундамента при разгоне и остановке машины.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >