38.           Методы борьбы с вибрацией базируются на анализе уравнений, описывающих колебания машин и агрегатов в производственых условиях. Эти уравнения сложны, т.к. любой вид технологического оборудования (так же как и его отдельные конструктивные элементы) является системой со многими степенями подвижности и обладает рядом резонансных частот.

Для простоты анализа будем считать, что на систему воздействует переменная возмущающая сила, изменяющаяся по синусоидальному закону. Тогда уравнение колебаний этой системы будет иметь вид:

                                     (8.1)

где m – масса системы; q – коэффициент жесткости системы; Х – текущее значение вибросмещения;  - текущее значение виброскорости; - текущее значение виброускорения;  - амплитуда вынуждающей силы;  - угловая частота вынуждающей силы.

Общее решение этого уравнения содержит два слагаемых: первый член соответствует свободным колебаниям системы, которые в данном случае являются затухающим из-за наличия в системе трения; второй – соответствует вынужденным колебаниям. Главная роль – вынужденные колебания.

Выражая вибросмещение в комплексном виде  и подставив соответствующие значения  и  в формулу (1) найдем выражения для соотношения между амплитудами виброскорости и вынуждающей силы:

                                                              (8.2)

Знаменатель выражения (2) характеризует сопротивление, которое оказывает система вынуждающей переменной силе, и называется полным механическим импедансом колебательной системы. Величина  составляет активную, а величина  - реактивную часть этого сопротивления. Последняя состоит из двух сопротивлений – упругого  и инерционного - .

Реактивное сопротивление равно нулю при резонансе, которому соответствует частота . При этом система оказывает сопротивление вынуждающей силе только за счет активных потерь в системе. Амплитуда колебаний на таком режиме резко увеличивается.

Таким образом, из анализа решения уравнения (2) вынужденных колебаний системы с одной степенью свободы следует, что основными методами борьбы с вибрациями машин и оборудования являются:

1)     снижение вибраций воздействием на источник возбуждения (посредством снижения вынуждающих сил);

2)     отстройка от режима резонанса путем рационального выбора массы или жесткости колеблющейся системы;

3)     вибродемпфирование – увеличение механического импеданса колеблющихся конструктивных элементов путем увеличения диссипативных сил при колебаниях с частотами, близкими к резонансным;

4)     динамическое виброгашение – присоединение к защищаемому объекту систем, реакции которых уменьшают размах вибраций объекта в точках присоединения систем;

5)     вибропоглощение – снижение вибрации путем усиления в конструкции процессов внутреннего трения, рассеивающих виброэнергию в результате необратимого преобразования ее в теплоту;

6)     виброизоляция – установка между источником вибрации и объектом защиты упругодемпфирующего устройства – виброизолятора – с малым коэффициентом передачи.