Челомей В.Н. - Вибрации в технике. Том 6. Защита от вибрации и ударов

   Вибрации в технике: Справочник. В 6-ти т./Ред. совет:  В. Н. Челомей (пред.). —М.: Машиностроение, 1981. — Т. 6. Защита от вибрации и ударов/Под ред. К. В. Фролова. 1981,456 с, ил.

   В пер.: 2 р. 20 к.

   В шестом томе изложены методы снижения виброактивности источников колебаний и настройки динамических гасителей. Рассмотрены вопросы балансировки вращающихся деталей машин, уравновешивания машин и механизмов, выбора рациональных законов перемещения рабочих органов машин, изоляции оборудования и основания, а также проблемы защиты человека от вибрации. Справочник предназначен для инженерно-технических работников, занятых расчетами, проектированием, изготовлением и эксплуатацией объектов современной техники.

   ПРЕДИСЛОВИЕ

   Создание высокопроизводительных машин и скоростных транспортных средств, форсированных по мощностям, нагрузкам и другим рабочим характеристикам, неизбежно приводит к увеличению интенсивности и расширению спектра вибрационных и виброакустических полей. Этому способствует также широкое использование в промышленности и строительстве высокоэффективных вибрационных и виброударных процессов. Вредная вибрация нарушает планируемые конструктором законы движения машин, механизмов и систем управления, порождает неустойчивость процессов и может вызвать отказы и полную расстройку всей системы. Из-за вибрации увеличиваются динамические нагрузки в элементах конструкций, стыках и сопряжениях, снижается несущая способность деталей, инициируются трещины, возникают усталостные разрушения. Действие вибрации может приводить к трансформированию внутренней структуры материалов и поверхностных слоев, изменению условий трения и износа на контактных поверхностях деталей машин, нагреву конструкций.

   Вибрация приводит к индуцированию шума, являющегося важным экологическим показателем среды обитания человека. Вибрация оказывает и непосредственное влияние на человека,*снижая его функциональные возможности и работоспособность.

   В условиях вибрации нарушается острота зрения и светоощущения, ухудшается координация движений, меняется реакция и пороги чувствительности, ослабевает память, повышаются энергетические затраты. Длительное действие вибрации может привести к ухудшению самочувствия и поражению отдельных систем организма: сердечно-сосудистой, нервной, кровеносной, вестибулярного аппарата и других, изменению мышечных и костных тканей. Поэтому особое значение приобретают методы и средства уменьшения вибрации. Совокупность таких методов и средств принято называть виброзащитой.

   Проблемы виброзащиты возникают практически во всех областях современной техники, и их решение существенно опирается на специфику системы или реализуемого ею динамического процесса. Выбор законов движения исполнительных органов машин, механизмов, реализующих эти движения, геометрических форм деталей и конструкций, вида их сопряжений и механических характеристик, материалов и способов обработки наряду с функциональными требованиями должен отвечать требованиям вибронадежности и вибробезопасности. Изложению методов рационального проектирования и настройки машин посвящены в значительной мере т. 3 и частично т. 4 справочника. Однако только указанных методов, как правило, оказывается недостаточно и тогда необходимо прибегнуть к использованию более общих подходов, зачастую связанных с введением в конструкцию специальных виброзащитных устройств и систем. Этим вопросам и посвящено главным образом содержание т. 6.

   При отборе материала данного тома предпочтение отдавалось наиболее универсальным подходам, обеспеченным серийно выпускаемыми средствами виброзащиты, К таким подходам относится балансировка деталей и узлов машин, конструкционное демпфирование, виброизоляция оборудования, использование средств и систем

   Динамического гашения колебаний, В томе излагаются новые задачи и подходы, вызванные х жизни проблемами создания новой техники и ужесточением норм на вибрацию, — это прежде всего различные аспекты проблемы защиты человека от вибрации, а также вопросы определения и рационального выбора демпфирующих характеристик материалов, широко используемых и специально разрабатываемых в настоящее время для поглощения вибрации.

    Изложение ведется таким образом, чтобы не только предоставить инженеру достаточный набор методов и средств уменьшения виброактивности и соответствующие нормативные данные, но и познакомить его с теорией и принципами, лежащими в их основе, способами оценки эффективности различных подходов, реализуемыми динамическими закономерностями, методами расчета и настройки. По замыслу авторов, это позволит использовать материал справочника как специалистам, так и инженерам, впервые столкнувшимся с проблемой виброзащиты. Для удобства последних в большинстве разделов более общие положения и рекомендации вынесены в начало изложения. Авторы стремились наиболее полно отразить состояние проблемы виброзащиты на сегодняшний день. Однако быстрое развитие техники ставит новые задачи, и если данный том справочника поможет найти ключи к их решению, то основную цель можно считать достигнутой.

   К.В. ФРОЛОВ

   Часть первая

   СНИЖЕНИЕ ВИБРОАКТИВНОСТИ ИСТОЧНИКОВ КОЛЕБАНИЙ

   Глава I

   МЕХАНИЧЕСКИЕ ВОЗДЕЙСТВИЯ И МЕТОДЫ ВИБРОЗАЩИТЫ

   I. ИСТОЧНИКИ КОЛЕБАНИЙ И ОБЪЕКТЫ ВИБРОЗАЩИТЫ

   При постановке задач виброзащиты в исследуемой механической системе обычно выделяют две подсистемы: И и О (рис. 1), соединенные между собой связями С. К подсистеме И относят ту часть механической системы, в которой непосредственно происходят физические процессы, вызывающие колебания; эта подсистема называется источником колебаний. Подсистема О — та часть механической системы, колебания которой требуется уменьшить; она называется объектом виброзащиты. В дальнейшем, для сокращения, подсистемы И к О будут называться источником и объектом. Силы, возникающие в связях С, соединяющих объект с источником, и вызывающие колебания объекта, называются динамическими воздействиями.

   В некоторых случаях свойства объекта и связей не влияют на колебания тех точек источника, в которых он соединяется с объектом. Например, колебания корпуса самолета в месте установки прибора при определенных условиях могут считаться независящими от свойств прибора и конструкции узлов креплений. В этих случаях можно рассматривать движение объекта, считая заданными не динамические воздействия, а перемещения точек крепления связей к источнику; такие воздействия называются кинематическими.

   Таким образом, задачи виброзащиты решаются при заданных динамических или кинематических воздействиях. В дальнейшем динамические и кинематические воздействия будут объединяться общим термином — механические воздействия.

   2. МЕХАНИЧЕСКИЕ ВОЗДЕЙСТВИЯ

   Классификация механических воздействий. Механические воздействия принято делить на три класса: а) линейные перегрузки; б) вибрационные воздействия; в) ударные воздействия.

   Линейные перегрузки. Линейными перегрузками называются кинематические воздействия, возникающие при ускоренном движении источника. Существенные линейные перегрузки возникают на транспортных машинах, в особенности на летательных аппаратах, при увеличении скорости, торможении, а также при различных маневрах летательного аппарата (вираж, разворот).