Выбери формат для чтения
Загружаем конспект в формате pdf
Это займет всего пару минут! А пока ты можешь прочитать работу в формате Word 👇
Прикладная акустика
4.1. Защита от шума
Снижение шума достигается за счет уменьшения
передачи колебательной энергии к объекту наблюдения,
либо за счет поглощения этой энергии, либо за счет
отражения.
Из уравнения полного механического сопротивления
(импеданса) системы:
K
Z R j m
Re Z j Im Z
Следует, что при поглощении энергии желательно
иметь как можно больше ReZ, при отражении энергии
решающую роль играет ImZ.
Уменьшение шума за счет перевода колебательной
энергии в другие виды называется звукопоглощением, а
за счет отражения звукоизоляция.
1. Звукоизоляция
4.1. Защита от шума
Звукоизоляция обозначает два понятия - звукоизолирующая конструкция и
физический эффект снижения шума.
С точки зрения звукоизолирующей конструкции звукоизоляция - это преграда
(перегородка, стена, экран и т.п.), устанавливаемая на пути распространения
звуковых волн, от которой происходит частичное отражение колебательной
энергии обратно к источнику звука, уменьшая прохождение звука в защищаемое
помещение или пространство. Для наиболее эффективного отражения звука
волновое сопротивление (импеданс) конструкции должно как можно больше
отличаться от волнового сопротивления среды, в которой распространяется звук. В
таблице 1 приведены плотности, скорости звука и волновые сопротивления для
различных сред.
Таблица 1
Среда
Воздух
Дерево
Гранит
Сталь
Плотность , кг/м3
Скорость звука с, м/с
Волновое сопротивление с, кг/(м2·с)
1.29
600
2.7103
7.8103
340
4500
3950
5200
433
2.7106
10.7106
40.6106
Таким образом, стальная перегородка будет обладать хорошим
звукоизолирующим эффектом для звука, распространяющегося в воздухе. Чем
больше отражает поверхность, тем меньше звука проходит через нее.
1. Звукоизоляция
4.1. Защита от шума
Рассмотрим прохождения звука через слой твердого тела, например,
гранита. Так, гранитная стена настолько массивна и так мало сжимаема, что
легкие молекулы воздуха не могут оказать на нее заметного воздействия.
Плотность гранита велика, а вследствие его малой сжимаемости, скорость
звука также велика. Поэтому волновое сопротивление гранита огромно. В
результате этого при падении звуковой волны из воздуха на гранитную стенку
отражается 99% падающей энергии ( см. рисунок ).
Воздух
Гранит
100%
1%
1%
99%
Воздух
0,01%
0,99%
( с)в << ( с)гр >>( с)в
Прохождение энергии звуковой волны в воздухе через гранитную стенку
Однако 1% звуковой энергии входит в гранит и доходит до второй границы
стены. Поскольку волновое сопротивление гранита велико, ничтожно малые
смещения его частиц не могут создать больших давлений в воздухе и волна
отразится от поверхности. И только 0,01% энергии пройдет за гранитную стенку.
При решении инженерных задач необходимо оценивать эффективность
звукоизолирующих перегородок.
4.1. Защита от шума
2. Звукоизоляция одинарной перегородки
fp
1
2
K
m
Различают три «зоны» частотной зависимости звукоизоляции R :
I-я зона – диапазон частот, где звукоизолирующая конструкция колеблется как
единое целое (твердое тело) и звукоизоляция определяется жесткостью
(упругостью) подвеса одностенной конструкции. Звукоизоляция здесь имеет
малые значения, и её минимальное значение будет на частоте резонанса fр.
II-я зона – действие закона массы, где звукоизоляция линейно растет.
III-я зона – диапазон частот вблизи критической частоты fкр. Звукоизоляция
уменьшается из-за появления резонанса – «волнового совпадения» частоты
падающей на преграду звуковой волны и собственной частоты изгибных
колебаний преграды.
4.1. Защита от шума
2. Звукоизоляция одинарной перегородки
При проектировании звукоизолирующей перегородок следует ориентироваться
на область «закона масс», чтобы в этой области частотный диапазон по возможности
был шире (сдвиг резонансной частоты fр как можно больше вниз, а критическую
частоту fкр – как можно дальше вверх по частоте), а эффект звукоизоляции выше.
Таким образом, для получения наилучшего звукоизолирующего эффекта от
одинарной перегородки необходимо:
1) увеличивать массу;
2) уменьшить жесткость;
3) вводить дополнительное демпфирование перегородки (высокое затухание).
В таблице 2 приведены сравнительные значения звукоизоляции различных
перегородок.
Таблица 2
Материал
перегородки
Толщина,
мм
средняя
Фанера
Стекло
Сталь
Кирпич
Бетон
Акустические панели
6
5
1,2
145
152
76
18
23
29
45
47
41
125
Гц
10
17
20
34
35
24
Звукоизоляция, дБ
250
500
1000
Гц
Гц
Гц
13
17
22
21
25
26
23
27
32
36
41
51
39
45
52
30
37
41
2000
Гц
24
23
34
58
60
46
4000
Гц
21
26
41
60
67
45
4.1. Защита от шума
2. Звукоизоляция одинарной перегородки
•
Для характеристики звукоизоляции используют:
Звукопроводимость (коэффициент звукоизоляции) конструкции τ, которая равна
отношению звуковой мощности прошедшей через конструкцию, к звуковой
мощности, падающей на конструкцию:
𝑊
τ= 𝑊 ПР .
ПАД
1
• Звукоизоляция при нормальном падении звука: 𝑅 = 10𝑙𝑔 = 20 lg 𝑚𝑓 − 47,5 дБ,
𝜏
2
где m - масса 1 м перегородки, кг; f – частота звука, Гц.
•
Звукоизоляция при падении звука под углом θ: 𝑅θ = 10𝑙𝑔 1 +
𝜔𝑚𝑐𝑜𝑠𝜃 2
2𝜌𝑐
,
где θ – угол падения отсчитывается между вектором скорости и нормали.
Звукоизоляция перегородки при косом падении звука меньше, чем при
нормальном падении. Явление уменьшения звукоизоляции при косом падении
называется компонент - эффектом.
Критическая частота перегородки при котором наступает резонанс совпадения:
с2
12 (1 2 )
fк р
,
2h
E
где h - толщина перегородки, Е - модуль упругости материала перегородки, плотность, - коэффициент Пуассона, с - скорость звука в окружающей пластину среде.
Подкрепление перегородок ребрами жесткости уменьшает звукоизоляцию на 3-5 дБ.
4.1. Защита от шума
2. Звукоизоляция одинарной перегородки
Наличие всевозможных отверстий и щелей существенно влияет на эффект
звукоизоляции перегородок. При больших размерах щелей или отверстий а5
фронт проходящих через отверстие волн будет плоским и весь падающий на
отверстие звук пройдет через него.
а
а
а
Zпл
Zпл
Zпл
а)
а
Zсф
б)
Прохождение волн через перегородку с большим отверстием (а) и малыми отверстиями (б)
При малых диаметрах отверстий прошедшая волна будет сферической, и
импедансы плоской падающей и прошедшей сферической волн будут отличаться,
поэтому значительная часть колебательной энергии отразится. Сто малых
отверстий лучше, чем одно большое равной площади. При беспорядочном
расположении отверстий по площади перегородки потери звукоизоляции не
наблюдаются вплоть до частот 700 – 800Гц.
4.1. Защита от шума
2. Звукоизоляция одинарной перегородки
Сосредоточение отверстий в одном месте приводит к потере звукоизоляции во всем
диапазоне частот, что видно из экспериментальных данных (см. рисунок).
Влияние отверстий на звукоизоляцию перегородки
Эффект звукоизоляции перегородки при наличии отверстий можно оценить по
S отв 0.13n
формуле:
R 10 lg(1 n
S пер
10
)
где Sотв, Sпер - площади отверстий и перегородки, n – коэффициент, выбираемый в
соответствии с таблицей 3 (чем меньше частота f, тем больше n).
Таблица 3
f, Гц
800
1200
1800
n
12
6
2-5
В области низких частот звуковая энергия более активно проникает сквозь отверстия. Таким
образом, хорошее уплотнение щелей по периметру и отсутствие трещин в ограждении
обеспечивает звукоизолирующую способность, близкую к расчетной.
4.1. Защита от шума
3. Звукоизоляция двойных перегородки
При неизменном весе ограждающей конструкции звукоизоляцию можно
увеличить устройством двойной перегородки с промежуточным воздушным зазором.
Полезный акустический эффект воздушного зазора проявляется главным образом на
средних и высоких частотах. Он обусловлен многократным отражением и
сопутствующим этому поглощением звука в зазоре.
Частота собственных колебаний двойной перегородки:
f0
m1
G1
K
m1
h
G2
m2
1
2
K (m1 m2 )
m 1 m2
или 𝑓0 = 600
𝐺1 + 𝐺2
𝐺1 𝐺2 ℎ
где 𝐺1 , 𝐺2 - массы 1 м2 двойной перегородки, кг;
h – толщина воздушной прослойки, см.
Упругая сила при сжатии воздушного объема V равна
m2
Схема двойной перегородки
2
S
F c2
V
где S – площадь основания объема,
-деформация перегородки (воздушного слоя).
Жесткость воздушного слоя: K
c2 S
h
4.1. Защита от шума
3. Звукоизоляция двойных перегородки
Средняя в диапазоне частот 100 - 3200 Гц звукоизоляция двойной перегородки с
воздушной прослойкой при весе 1 м2 обеих стен до 200 кг:
ЗИ 13,5 lg(G1 G2 ) 13 ПР , дБ
ЗИ = 23𝑙𝑔 𝐺1 + 𝐺2 − 9 + 𝛥пр , дБ
- звукоизоляция воздушного промежутка, дБ
при весе более 200 кг:
где пр
пр, дБ
8
6
4
2
2
4
6
8
10
12
h, см
Звукоизолирующая способность воздушной прослойки
При суммарном весе 1 м2 двухслойной конструкции до 200 кг рекомендуется
воздушный промежуток заполнять матами из минераловаты или другого волокнисто–
пористого материала, имеющего легкий вес. Заполненный воздушный промежуток,
создавая активные потери, увеличивает звукоизолирующую способность ограждения.
Если суммарный вес 1 м2 перегородок двухслойного ограждения более 200 кг, то
инерционное сопротивление конструкции обеспечивает среднюю звукоизолирующую
способность, близкую к расчетной, и поэтому заполнять воздушный промежуток легким
материалом не имеет смысла.
4.1. Защита от шума
4. Местные и индивидуальные средства защиты от воздействия шума
С целью снижения воздействия шума на человека в судовых и производственных
помещениях применяются местные и индивидуальные средства защиты.
К местным средствам защиты относятся: звукоизолирующие кожухи для
механизмов; звукозащитные кабины, выгородки, экраны; местные (штучные)
звукопоглотители.
К индивидуальным средствам защиты относятся: вкладыши, наушники и шлемы.
Звукоизолирующие кожухи, которыми закрывают наиболее шумные механизмы
и оборудование, ослабляют шум как в помещении, где расположен источник шума, так
и в соседних помещениях. Масса кожуха значительно меньше звукоизолирующих
перегородок, т.к. имеет существенно меньшие размеры.
Фактический эффект звукоизоляции может быть определен по формуле:
S
ЗИф ЗИ 10 lg
с р Sи
где ЗИ - звукоизолирующая способность стенок; S - площадь стенок;
ср и Sи - средний коэффициент звукопоглощения и площадь, на которую нанесен
звукопоглотитель.
Если вся внутренняя поверхность кожуха покрыта звукопоглотителем, то
ЗИф ЗИ 10lg
Для одинарных стенок кожуха ЗИ 20 lg ( f m) 60 ,
где m=ρh – поверхностная масса стенки кожуха, кг/м2; ρ –плотность материала
преграды, кг/м3; h- толщина преграды, м.
4.1. Защита от шума
4. Местные и индивидуальные средства защиты от воздействия шума
Звукоизолирующие кожухи.
Для достижения максимального акустического эффекта в соседнем помещении
необходимо обеспечить максимально возможный воздушный зазор между стенками
кожуха и переборками изолируемого помещения.
Эффект звукоизоляции кожуха значительно увеличивается, если его стенки
удалены от переборки, то есть механизм с кожухом желательно размещать в центре
помещения.
Звукозащитные кабины, выгородки, экраны.
Звукозащитные кабины изготовляют из стали или дерева, устанавливают их на
звукоизолирующей прокладки и изнутри облицовывают звукопоглотителем. Расчет их
осуществляется также, как и кожухов, но кожух более эффективен.
Индивидуальные средства звукозащиты.
Весьма широко применяются вкладыши (беруши), вставляемые в ушной канал
или прикрывающие вход в него. Звукозащитный эффект составляет 15-20 дБ в
широком диапазоне частот, особенно на высоких частотах. Практика показывает, что
наиболее важно защищать слух на частотах от 1000Гц и выше. Хорошую звукозащиту
обеспечивают противошумные наушники.
Звукоизолирующие шлемы обеспечивают эффект 25-30дБ. Чтобы не сказывалась
костная проводимость, необходимо, чтобы шлем закрывал не только уши, голову, но
и скулы, лоб, заднюю часть челюстей. На частотах 1000Гц и выше акустический эффект
увеличивается до 30-35дБ.
4.1. Защита от шума
4. Местные и индивидуальные средства защиты от воздействия шума
Активный (интерференционный) способ шумозаглушения
Идея этого метода заключается в том, что в наиболее шумном месте
обитаемого помещения 1 устанавливается микрофон 2, сигнал от которого
усиливается и сдвигается по фазе с помощью фазовращателя 3.Такой сигнал
поступает на излучатель звука 4, установленного в определенном месте стенки
помещения 5, содержащем звукопоглотитель 6. В результате наложения волн от
источника шума в помещении и звукоизлучателя будут иметься области с
пониженными уровнями 7 и повышенными уровнями 8 шума.
8
8
7
Интерференционный способ местного ослабления шума
5. Звукопоглощение
4.1. Защита от шума
Звукопоглощение - процесс перехода энергии колеблющихся частиц
воздуха в теплоту за счет потерь на трение в порах материала.
Основной характеристикой звукопоглощающих свойств материала и
конструкций является коэффициент звукопоглощения α:
𝐽погл
𝛼=
𝐽пад
где 𝐽погл , 𝐽пад – поглощенная и падающая энергия звуковой волны.
Наиболее просто коэффициенты звукопоглощения и отражения
материалов определять при нормальном падении звука, когда
направление распространения звуковой
волны
перпендикулярно
поглощающей поверхности. Именно этот метод используется в
устройствах для экспериментального определения коэффициента
поглощения.
Звукопоглощающий материал – материал с α > 0,2. У материалов с
развитой пористой структурой α=0,6…0,9 (минеральная вата,
стекловолокно, древесноволокнистые плиты и т.п.).
5. Звукопоглощение
4.1. Защита от шума
Общее звукопоглощение в помещении, которое в литературе принять
обозначать как число Сэбин, находится сложением произведений площади
на коэффициент звукопоглощения всех поглощающих поверхностей
помещения: А = S11 + S22 + ... + Snn . Величина А (м2) обычно называется
площадью эквивалентного поглощения в помещении.
Средний коэффициент звукопоглощения в помещении находится по
выражению:
S S ... S
1 1
2
2
n
n
S1 S2 ... Sn
Эффективность звукопоглощения:
L = L1 - L2 = 10lg (А2 /А1),
где А1, А2 – эквивалентные площади звукопоглощения до
применения звукопоглощающего покрытия.
и после
Предположим, что первоначально общая площадь поглощения была 10м2. Путем
дополнительного покрытия поглощающим материалом она была увеличена до 100 м2.
Уровень звукового давления тогда уменьшится на 10lg (100/10) = 10 дБ. Если величина А
увеличивается со 100 м2 до 200 м2, то 10lg (200/100) = 3 дБ.
Таким образом, дополнительная облицовка стен дает сравнительно
малый эффект. Это объясняется тем, что конечный результат зависит от
величины поглощения в помещении до внесения изменений.
5. Звукопоглощение
4.1. Защита от шума
Звукопоглощающие материалы и конструкции
Наиболее эффективные звукопоглощающие материалы - волокнистые с
плотностью 50-200 кг/м3 и соединяющимися между собой порами, т.к.
материалы с большой плотностью будут способствовать отражению от границы
раздела сред падающих волн, а с очень малой плотностью - не обеспечат
достаточного трения внутри пор колеблющихся частичек среды. Предпочтение
отдается материалам с высокой био- и влагостойкостью, достаточной
механической прочностью. Звукопоглощающие материалы должны быть
негорючими и не выделять токсичных веществ и неприятных запахов.
Звукопоглощающие в различных материалах
Коэффициент звукопоглощения,
Наименование
125
250
500
1000
2000
4000
Кирпичная кладка
0,02
0,04
0,02
0,04
0,05
0,05
Деревянные полы
0,15
0,2
0,1
0,1
0,1
0,1
Тонкий ковер на бетонном полу
0,1
0,15
0,25
0,3
0,3
0,3
Ковер с ворсом на толстом слое войлока
0,1
0,25
0,5
0,5
0,6
0,65
76 миллиметровый слой минеральной шерсти на
жестком основании, облицованный металлическим
листом
0,4
0,7
0,75
0,9
0,85
0,75
5. Звукопоглощение
4.1. Защита от шума
В судовых условиях наибольшее распространение получили плоские
звукопоглощающие конструкции с пористым поглотителем. Звукопоглощающий материал
устанавливается вплотную к корпусной конструкции (переборке, палубе) как это показано
на рисунке а.
Частотный диапазон эффективного
поглощения звука может быть смещен в
область более низких частот, если увеличить
толщину звукопоглощающего материала
(рис.,б). При этом расширится и область
частот поглощаемого звука. Аналогичного
эффекта можно достичь, не увеличивая
толщину звукопоглощающей облицовки,
установив ее на некотором расстоянии от
жесткой стенки (рис.,в).
Для снижения уровней шума в
низкочастотной
области
используют
резонансные
звукопоглощающие
конструкции (рис.,г). Такие конструкции
эффективно поглощают звуковую энергию в
области резонансных частот f0р резонаторов.
Типы звукопоглощающих покрытий и
Простейший резонатор представляет из себя
частотные диапазоны поглощения звука сосуд с жесткими стенками и узким горлом.
4.2. Защита от вибрации
1. Виброизоляция
Виброизоляция
это
способность
препятствовать
распространению упругих волн и изолировать защищаемые
корпусные конструкции от колебательной энергии источников
вибрации.
Под препятствием понимается как введение дополнительных
конструктивных элементов, так и изменение инерционножесткостных параметров изолируемой части конструкции.
Виброизолирующий эффект - величина ослабления энергии
колебаний конструкции после установки виброизолирующего
W1
препятствия:
ВИ 10 lg
W2 ,
где W1 и W2 - энергии колебаний конструкции за препятствием до и
после установки препятствия.
В качестве препятствий используются виброизоляторы
(пружинные,
резиновые,
пневматические
и
т.п.)
и
виброзадерживающие массы.
4.2. Защита от вибрации
1. Виброизоляция
Виброизоляторы
АКСС -120И
амортизатор корабельный
сварной со страховкой
ЭСА -100
элемент судовой
амортизационный
АПРК
амортизатор пневматический с
резинокордной оболочкой
УДЭ
АПС
амортизатор пневматический со упругодемпфирующий элемент
из прессованной проволоки
Пружинный
виброизолятор
4.2. Защита от вибрации
1. Виброизоляция
Виброзадерживающие массы
1. Виброизоляция
4.2. Защита от вибрации
Эффективность виброизоляции в дБ: ВИ = 20𝑙𝑔 1 −
𝑓 2
𝑓0
, где 𝑓0 – собственная
частота колебаний механизма на виброизоляторах, Гц; 𝑓 - частота, Гц.
𝑓гр
Частотная зависимость виброизоляции однокаскадной виброизоляции
Виброизоляторы работают аналогично акустическому фильтру. На резонансной
частоте 𝑓0
будут наблюдаться понижения виброизолирующей способности
виброизоляторов, ограничиваемые величиной диссипативного параметра системы.
При 𝑓 ≈ 𝑓0 наступает резонанс – резкое возрастание уровней вибрации. Чем выше
частота по сравнению с 𝑓гр , тем эффективнее влияние виброизоляторов. Граничная
частота находится из соотношения 𝑓гр = 2𝑓0 .
1. Виброизоляция
4.2. Защита от вибрации
В настоящее время широкое распространение получила блочная
установка двухкаскадной амортизации, когда несколько механизмов
устанавливают на амортизаторах на общий фундаментный блок,
имеющий второй каскад амортизации.
Блочная схема двухкаскадной амортизации
Блочная схема дает хороший виброизолирующий эффект при
небольшой жесткости второго каскада амортизации. Для увеличения
массы промежуточного фундамента можно жестко крепить к нему
механизмы с малой виброактивностью или оборудование, которое не
работает на основных режимах (например, пусковые питательные насосы
ПТУ, насосы аварийного расхолаживания ППУ и другое).
4.2. Защита от вибрации
1. Виброизоляция
Виброизоляция неопорных связей
К неопорным связям амортизированных объектов судовых энергетических
установок относятся: валопроводы; трубопроводы; шинопроводы (кабельные
трассы).
В качестве виброизоляторов в валопроводах используются различные
конструкции муфт, содержащих в своем составе гибкие элементы.
Виброизолирующие муфты:
шинопневматическая (а); с резинокордной оболочкой (б); кулачковая (в)
В трубопроводных системах неопорными виброизолирующими связями
являются: патрубки резинометаллические (а); сильфонные компенсаторы (б);
гибкие металлические шланги (ГМШ), рукава армированные со встроенной
арматурой (РАВА) (в) и т.п.
4.2. Защита от вибрации
1. Виброизоляция
Виброизоляция неопорных связей
а)
б)
в)
Неопорные виброизолирующие вставки в трубопроводы:
сильфонный компенсатор (а), гибкий металлический шланг (б),
рукав армированный со встроенной арматурой (в)
4.2. Защита от вибрации
1. Виброизоляция
Виброизоляция неопорных связей
Неопорные виброизолирующие
конструкции трубопроводов
желательно устанавливать
непосредственно на всасывающих и
напорных патрубках насосов или
других виброактивных элементов.
4.2. Защита от вибрации
2. Вибропоглощение (вибродемпфирование)
Снижение
колебаний
судовых
конструкций
при
помощи
вибропоглощения обусловлено процессом необратимых преобразований
колебательной энергии в тепловую энергию вследствие действия сил трения, или
диссипативных сил в материале вибропоглощающих покрытий, т.е. за счет
действительной части импеданса Z=R+j ( m-K/).
Существует три варианта нанесения вибропоглощающего покрытия:
1. Покрытие наносится непосредственно на излучающую звук конструкцию.
2. Покрытие наносится на конструкцию, по которой распространяется
колебательная энергия до излучающей звук конструкции.
3. Покрытие наносится на конструкцию, сопряженную с той по которой
распространяется энергия колебаний.
Трубопровод покрытый ВИПОК
Уровни вибраций конструкции до (1) и после (2) нанесения вибропоглощающего
покрытия
4.2. Защита от вибрации
2. Вибропоглощение (вибродемпфирование)
По
способу
нанесения
на
демпфируемые
поверхности
вибропоглощающие материалы можно разделить на листовые и мастичные.
Первые наносят путем приклеивания, вторые - путем намазывания или
напыления. Вибропоглощающие материалы характеризуются коэффициентом
потерь и модулем упругости Е.
Материал
Агат
Адем-НШ-2
Адем-Т-2
Антивибрит -2
Антивибрит -5М
Випоком
ВД-17-58
ВД-17-59
ВМЛ-25
Линолеум ПХВ
Випонит
Модуль упругости 𝐸П , Па
1,0.109
2,8.109
5,0.109
3,0.109
1,4.109
2,9.109
6,0.108
8,2.108
5,0.109
1,1.108
1,2.108
Коэффициент потерь 𝜂3
0,33
0,36
0,20
0,80
0,44
0,6
0,44
0,3
0,40
0,03
0,5
Лучший эффект вибропоглощения достигается, если протяженность
демпфируемого слоя соизмерима с длиной волны изгиба, а толщина покрытия равна 2-3
толщины элемента конструкции.
В общем случае коэффициенты потерь вибропоглощающих материалов зависят
от частоты колебаний и температуры.
4.2. Защита от вибрации
2. Вибропоглощение (вибродемпфирование)
Для того чтобы процесс превращения колебательной энергии
в тепловую имел место, необходимо, чтобы вибропоглощающие
материалы имели возможность деформироваться, поэтому их
нанесение на жесткие, толстые или в местах ребер жесткости
нецелесообразно, например,
на короткую толстую трубу с
фланцами.
Труба (1) с вибропоглощающим покрытием (2)
4.2. Защита от вибрации
2. Вибропоглощение (вибродемпфирование)
Из различных классификаций типов вибропоглощающих покрытий
можно предпочесть классификацию по виду деформации, определяющей
механизм поглощения вибрации. С этой точки зрения покрытия можно разбить
на пять типов:
Покрытие с деформирующим слоем,
работающим на растяжение ("жесткое")
То же с отнесенным деформирующим слоем
("рычажное")
Покрытие с деформирующим слоем,
работающим на сдвиг ("армированное")
"Мягкое" вибропоглощающее покрытие
Покрытие типа "рессора"
Схемы нанесения покрытий и их деформаций: а - демпфируемая пластина;
б - демпфирующий слой; в - прокладка; г - армирующий слой
4.2. Защита от вибрации
3. Виброгашение
Виброгашение достигается за счет увеличения реактивной
составляющей механического сопротивления системы (импеданса):
• увеличением
массы
объекта
(инерционной
составляющей
импеданса mω);
• увеличением жесткости объекта (упругой составляющей импеданса k/ω);
• использованием динамических виброгасителей.
Первое достигается, если поставить объект вибрации на массивный
фундамент. Метод эффективен при частоте возмущающей силы fв значительно
выше собственной частоты объекта f0, т.е. при fв >> f0 .
Второе снижает уровень вибрации, когда fв << f0, т.е. частота
возмущающей силы значительно ниже собственной частоты объекта.
Установка агрегата на виброгасящий фундамент
4.2. Защита от вибрации
3. Виброгашение
Третье осуществляется путем установки дополнительной колебательной
системы на защищаемый объект. Наибольший эффект динамического гашения
обеспечивается при fв = f0, т.е. когда собственная частота объекта совпадает с
частотой виброгасителя f0.
Уменьшение вибрации защищаемого объекта достигается за счет
колебаний гасителя в направлении, противоположном колебаниям
защищаемого объекта.
Жесткость
АКСС
k
масса
Динамический гаситель
вибрации
К
Схема динамического виброгасителя