книги из ГПНТБ / Колесник Н.В. Устранение вибрации машин

ПРЕДИСЛОВИЕ

Определение вибрации машин, изучение причин ее возникно­

вения в настоящее время имеют исключительно важное значение.

Как известно, вибрация возрастает пропорционально квадрату

скорости машин, что весьма вредно отражается на их работе, по­

этому дальнейшее повышение скоростей делается все более и более трудным без широкого внедрения способов и средств, обеспечи­

вающих успешное устранение вредного влияния вибрации.

В настоящее время в нашей стране 'строятся в большом коли­

честве новые быстроходные машины, а также модернизируются

старые с целью перевода их на повышенные скорости.

Вопросы устранения вибрации становятся особенно актуаль­

ными в связи с предстоящим широким внедрением по семилетнему плану комплексной механизации и автоматизации производствен­

ных процессов, требующих особенной четкости и надежности ра­ боты машин, механизмов и приборов. Надобность в исследовании

иустранении вибрации возникает всюду и везде, где изготовляются

иустанавливаются современные быстроходные машины, модерни­ зируется старое оборудование, вводится механизация и автомати­ зация производственных процессов — на фабриках и заводах,

электрических станциях, на кораблях, в шахтах и т. п. Это в свою

очередь вызывает необходимость создания новых, более простых

и доступных средств и приемов исследования и устранения вибра­

исследования и устранения вибрации машин при монтаже и в про­ цессе эксплуатации. Здесь, как и в первом издании, отдается пред­ почтение наиболее простым и общедоступным способам и средствам. Вопросы теории колебаний излагаются в минимальном объеме,

обеспечивающем понимание содержания книги.

Сложность разрешения задач в области колебания машин за­ ключается в чрезвычайном многообразии форм колебаний. Для примера на фиг. 3 приведены виброграммы некоторых видов коле­

баний машин. График а показывает гармоническое колебание, имеющее постоянные амплитуду и частоту. Виброграммы б, в и г

Фиг. 1. Колебание материальной точки.

показывают колебания иного вида, однако они также имеют по-

стоян ые размах и частоту. На виброграмме д показаны колебания

затухающие по размаху, е изображает колебание «биение». Подоб­

ных графиков можно привести очень много; общим для них является

либо постоянство характеризующих колебание параметров, либо закономерность их изменений.

Наряду с такими колебаниями существуют колебания, подоб­

ные изображенным на виброграмме ж. Здесь не наблюдается зако­

номерности процесса, и колебания носят хаотический характер,

являющийся результатом наложения случайностей. На вибро­

грамме з показано колебание, в котором имеются черты и законо­ мерного и хаотического колебания. Именно такой вид колебания

нередкр встречается в практике вибрации машин,

6

Колебания, имеющие сравнительно небольшую амплитуду и высокую частоту, обычно называются вибрацией, поэтому в даль­

нейшем при наличии указанных условий, мы будем применять

эти оба термина как равнозначащие.

Для устранения вибраций нужно прежде всего определить

причину ее возникновения. Это можно сделать на основе исследо­

вания колебаний, конечная цель которого заключается в выделении

закономерных колебаний и разложении их на элементарные составляющие.

Согласно существующей теории закономерные колебания любого

вида, подобные изображенным на виброграммах б, в, г (фиг. 3),

можно разложить на некоторое число колебаний основного вида а, называемого гармоническим колебанием. На основе измерения

размаха и частоты элементарных гармонических составляющих сложного колебания можно установить причину вибрации и- найти пути ее устранения.

2. Гармонические колебания

Гармоническими колебаниями называются колебания, которые

происходят по закону первых двух тригонометрических функций —

Фиг., 4. Гармоническое колебание.

синуса и косинуса, поэтому график гармонического колебания

(виброграмма) представляет собою синусоиду.

Кинематика гармонического колебания может быть наглядно

д-^rsincp,

7

В любой момент движения положение вращающейся точки

из представления гармонического колебания как движения проекции

вращающейся точки на диаметр окружности.

В практике исследования колебаний машин определение фазо­

вых соотношений имеет исключительно важное значение. На фиг. 5

показано колебание двух материальных точек 1 и 2. Изображение а

соответствует однофазным или синфазным колебаниям. Моменту крайне левого положения точки 1 соответствует крайне левое по­

ложение точки 2, сдвиг фаз отсутствует. Изображение б показывает,

что рассматриваемые колебания не однофазны и имеют сдвиг фаз

(запаздывание и опережение) 90°, т. е. в тот момент когда точка 1

находится в крайнем левом положении, точка 2 в своем колебатель­

ном движении проходит среднее, нулевое положение. Наконец,

изображение в показывает случай противофазных колебаний — сдвиг фаз составляет 180°.

Очевидно, что постоянный сдвиг фаз может иметь место только

8