Вибрация и шум судовых механизмов, страница 10

Влияние температуры. Механические свойства резины зависят от температуры: при ее повышении скорость релаксации и ползучесть увеличиваются, а коэффициент демпфирования уменьшается.

Старение. Механические характеристики резины со временем изменяются, особенно при воздействии агрессивных сред и облучений.

Саморазогрев. Каждый элементарный объем резины при знакопеременной нагрузке является источником тепла. Если равновесие между выделенным теплом и теплом, рассеиваемым в окружающую среду, не устанавливается, то температура будет расти до недопустимого уровня.

Резиновые элементы работают на сдвиг, сжатие и кручение. Чаще всего используют мало- и средненаполненные резины с =0,6÷0,7 МПа и средненаполненные с  = 1,0 МПа и коэффициентом рассеяния  = 0,30÷0,80.

Пружины – наиболее часто применяемые металлические упругие элементы (цилиндрические, конические, экспоненциальные, тарельчатые, прорезные, плоские и др.). По сравнению с резинометаллическими виброизоляторами пружинные обладают значительно большим ресурсом работы, их упругие характеристики меньше зависят от внешних условий (температуры, влажности и т.п.).

Они имеют широкий диапазон жесткостей, не способны к деформациям ползучести, однако не обладают демпфирующим эффектом. Его увеличивают с помощью воздушного или фрикционного демпфирования. Пружины используют для ослабления как низких, так и высоких частот и имеют следующие особенности:

- в области резонансных частот коэффициенты динамичности достигают значений 10÷20 и более;

- обладают значительно большими размерами и массой по сравнению с резиновыми виброизоляторами. Рабочее напряжение принимается равным половине предела выносливости при кручении, поэтому в пружинах отчетливо проявляются инерционные свойства. Когда длина проволоки соизмерима с длиной полуволны колебаний, в системе виброзащиты образуются стоячие и бегущие волны, что снижает эффективность виброзащиты даже в оптимальных режимах;

- хорошо передают звуковую вибрацию на высоких частотах;

- недостаточно эффективны в горизонтальной плоскости.

Сетчатые виброизоляторы. Упругодемпфирующим материалом служит плетение из тонкой проволоки. Упругие элементы получают в результате холодной прессовки. Поскольку по механическим свойствам они близки к резине, материал получил название МР (металлическая резина). Проволока из сталей ЭИ-708, Х18Н9Т, Х18Н10Т диаметром  = 0,9÷0,5 мм свивается в спирали диаметром = (5÷15), формируется определенным образом в заготовку и помещается в пресс-форму. Важно, что упругие элементы могут иметь различную конфигурацию. Их плотность колеблется в пределах (0,5÷3) × 10³ кг/м³.

Сетчатые виброизоляторы имеют следующие особенности. Они могут работать в условиях агрессивных сред, высоких и низких температур, у них практически неограниченный срок хранения. В отличие от резины коэффициент Пуассона при сжатии элемента из МР равен 0,5, что допускает его работу в замкнутом объеме. Пропитка сетчатой структуры маслом уменьшает ее жесткость на 10÷20%. Коэффициент динамичности на резонансе не превышает 4,5%.

Виброизоляторы из МР удовлетворяют требованиям по ударной прочности при максимальном ускорении 15g и длительности ударного импульса до 0,01 с.

В процессе длительного циклического нагружения происходит усадка материала, что приводит к изменению основных характеристик виброизолятора: уменьшению коэффициента рассеяния на 30% и модуля упругости на 50%. Разрушение элементов из МР при сжатии сопровождается выпучиванием, приводящим к потере устойчивости.

Пневматические виброизоляторы – в большинстве случаев включают рабочую и демпферные камеры, межкамерный дроссель, иногда – управляющий золотник. С помощью пневматических виброизоляторов гасят низкочастотные возбуждения (5÷10 Гц). В качестве рабочего тела используют воздух, газы, чаще всего азот. Характеризуются надежностью, малой потребляемой мощностью, высокой несущей способностью, обеспечивают “мягкий” характер подвеса.