Вибрация: ее негативное влияние на промышленное оборудование

Все промышленное оборудование, в конструкции которого имеются движущиеся механизмы, при работе вибрирует или издает структурные шумы (распространяющиеся через каркас по всей структуре машины и далее) при работе. Вибрации всегда приводят к негативным последствиям, как для самого механизма, так и для сопряженной с ним техники, здания, людей, окружающей среды в целом. Вибрации при работе оборудования, уровень которых превышает допустимые, уменьшают срок его эксплуатации, приводят к поломкам, существенно снижают производительность, поэтому борьба с ними является одной из приоритетных задач на любом производстве.

Вибрация, так же, как и шум, это механические колебания, которые распространяются в плотной среде. Разница между вибрацией и шумом заключается в частоте колебаний. Частоту до 16 Герц, то есть до 16 колебаний в секунду, человек будет воспринимать как сотрясения, дрожание. Если же частота составляет 20 -16 000 Герц, человек воспринимает ее как звук, а еще выше — как ультразвук, человеческое ухо его не слышит. Шум — неритмичное сочетание звуков, различающееся по частоте и интенсивности.

Основные методы борьбы с вибрацией

В тех случаях, когда вибрация промышленного оборудования не входит в его основные функции, например, как в резонаторах или различных ультразвуковых насадках, она требует гашения, иначе прочностные характеристики материалов, которые ей подвергаются, будет резко снижаться. После проведения вибродиагностики для гашения применяются различные меры, как технологические, так и конструктивные:

• балансировка, то есть, уравновешивание вращающихся частей. Она обеспечивает плавность работы оборудования;
• устранение дефектов, и обеспечение более тщательного монтажа и сборки, а также рациональной компоновки составных частей;
• применение специальных устройств — динамических гасителей;
• амортизация и установка упругой подвески с использованием инерционных станиц и опорных амортизаторов.

Если машина или станок только проектируется, опасный уровень вибрации можно устранить рациональной компоновкой узлов в корпусе. Но для действующего оборудования такой способ непригоден.

Вибропоглощение

Фундаменты уменьшают вибрацию благодаря своей большой массе. Еще несколько десятилетий назад станки и механизмы имели массивные станины, гасящие колебания, и не передающие ее на пол, стены и расположенное рядом оборудование. Сегодня для экономии металла вместо них применяются тонкостенные конструкции, создающие значительный структурный шум. В качестве «утяжелителя» нередко применяется бетонный груз, который помещают в корпус. Более технологичным решением служат фундаменты, включающие в себя акустический шов, заполненный пористым материалом.

Балансировка оборудования

Неуравновешенность масс вращающихся деталей — наиболее частая причина возникновения излишней вибрации промышленного оборудования. Неуравновешенность может быть статической и динамической, в зависимости от того, как именно соотносятся между собой оси инерции и вращения.
Статическая вызывается кривизной вала, а также разницей в массах конструктивных элементов, находящихся на противоположных сторонах. Оси при этом параллельны. Динамическая неуравновешенность возникает, когда нарушается параллельность осей.

Уменьшение колебаний и шума, который их сопровождает, устраняется балансировкой с закреплением дополнительных масс, или высверливанием металла из разбалансированного узла.

Также причиной вибрации может послужить нарушение соосности валов: самой машины и ее привода. В этом случае поможет центровка валов.

Виброизолирование

Демпфированные опорные амортизаторы способны технологично гасить колебания за счет эластичной прослойки между неподвижным основанием и машиной.

• Их не сложно использовать;
• расположение можно точно отрегулировать;
• есть возможность полностью демонтировать конструкцию;
• они универсальны.

Для снижения низкочастотной вибрации до 16 Гц можно использовать пружинные механизмы. Для высокочастотной — гибкие эластичные материалы, такие как резина или полиуретан.