Динамическое воздействие машины на фундамент и основные методы виброзащиты

Определение усилий в кинематических парах, связанных со стойкой, позволяет определить суммарное усилие, передающееся машиной на фундамент.

где G_z- сумма сил тяжести звеньев машины XF_tlu — сумма сил инерции звеньев. Таким образом, воздействие машины на фундамент можно разложить на две составляющие:

• • статистическую, определяемую силами тяжести;
• • динамическую, связанную с силами инерции, возникающими при движении.

Динамическое воздействие машины на основание вызывает вибрации, которые могут восприниматься другими машинами и человеком.

Вредными последствиями вибрации могут быть:

• — увеличение динамических нагрузок на звенья и кинематические пары, вызывающее повышенный износ или усталостные поломки;
• — нарушение закона движения звеньев, устойчивости движения и протекания рабочего процесса машины;
• — повышенный шум, оказывающий непосредственное влияние на работоспособность и здоровье человека.

Суммарное воздействие машины на основание, т. е. главный вектор сил инерции всех неподвижных звеньев механизма, равен

где m_s — суммарная масса подвижных звеньев; а_s - ускорение центра масс механизма.

В связи с этим условие? F_HH = 0 будет выполнено только при неизменности положения центра масс механизма и следовательно, «?= 0. Таким образом, при полном статическом уравновешивании механизма центр масс его должен быть неподвижным. Например, можно провести статическое уравновешивание, размещая на подвижных звеньях механизмов корректирующие массы, усилия которых действуют в противоположном направлении силам инерции звеньев. По этой причине их часто называют противовесами. Целью уравновешивания машины обычно является снижение или полное исключение динамического воздействия машины на основание. При выбранных конструкции машины и вида управления интенсивность ее колебаний можно снизить следующими способами:

• 1) уменьшением виброактивности источника колебаний, снижением его мощности, например, снижением динамических реакций. С этой целью производят балансировку и уравновешивание деталей и всего механизма;
• 2) устранением резонансных явлений в машине, изменением его собственных частот, увеличением диссипации энергии колебаний в машине, демпфирование их;
• 3) формированием дополнительных динамических воздействий с помощью динамических гасителей колебаний;
• 4) применением пружинных разгружающих устройств в машине с целью перераспределения усилий в течение цикла и снижения амплитуды силового воздействия на главный ват машины;
• 5) виброизоляцией машины от основания с помощью виброзащитного устройства, например, пневматической подвески в автомобиле.

Оценку эффективности виброзащитных устройств — демпферов, динамических гасителей и виброизоляторов — принято производить на критериальной основе. Эффективность устройств виброзащиты можно оценить с помощью коэффициента эффективности, представляющего собой отношение параметров колебаний (например, амплитуды) с виброзащитным устройством к значению этого параметра без виброзащиты. Для оценки воздействия эффективности виброизоляции основания часто применяют обратное отношение — коэффициент динамичности, который определяется как отношение усилия, передаваемого на основание, к максимальному значению динамических усилий, и т. п. Эти коэффициенты могут быть выбраны в качестве динамических критериев оптимизации при проектировании машин.