Методы и средства измерения силы нажатия. Реакции оператора на вибрационно-силовые воздействия. Динамическое медицинское наблюдение за рабочими вибрационных профессий. Роль медицинских осмотров в профилактике вибрационной болезни, страница 46

Пружинные виброизоляторы весьма разнообразны. Они отличаются главным образом компоновкой пружин и конструкцией направляющих устройств. То и другое очень важно. Рациональное расположение упругих элементов с учетом конкретных условий позволяет уменьшить габариты машины. Эффективность и надежность таких устройств в значительной степени зависят от совершенства их конструкции. В частности, большие силы трения между корпусом и рукояткой или заедания рукоятки при эксцентричном приложении нагрузки могут свести на нет весь эффект виброизоляции. Поэтому снижению силы трения уделяется большое внимание.

Интересны виброизоляторы с почти постоянной силой нажатия на рукоятку. Заметим, что это может быть получено путем применения воздушного буфера, связанного с сетью, или специальных устройств. Главная их особенность — почти нулевая жесткость. Такие устройства обеспечивают эффективное гашение низких гармоник виброскорости по сравнению с просто упругой связью в 2—4 раза. «Мягкая» упругая связь не проводит колебания, соответствующие основной частоте ударов.

Практическое применение упругих связей с малой жесткостью затрудняется тем, что небольшие изменения силы нажатия вызывают большие перемещения рукоятки, приводящие к выключению упругого тела. Ограничения, касающиеся жесткости, обусловлены необходимостью иметь достаточно малую осадку виброизолятора при изменении силы нажатия в рабочем диапазоне.

По нашим данным, наиболее действенным способом виброизоляции является применение систем как пневматических, так и пружинных с автоматической перенастройкой на необходимую силу нажатия без изменения жесткости упругой связи. Они позволяют обеспечивать защиту от вибрации в большом диапазоне сил нажатия.

Рассмотрим пружинное виброгасящее устройство с автоматической перенастройкой на необходимую силу нажатия для клепального молотка [68]. Оно имеет наряду с положительной жесткостью элемент отрицательной жесткости и может работать при любой силе нажатия в выбранных пределах. Такое виброзащитное устройство схематически изображено на рис. 39. Оно состоит из корпуса молотка с кольцевым выступом 1, профиль которого выбран из условия обеспечения отрицательной прямолинейной жесткости; кожуха 4 цилиндрической формы, выполняющего роль упругого элемента; сепаратора 3 с шариками; упругих элементов 2, постоянно удерживающих сепаратор с шариками в контакте с кольцевым выступом; элемента 5 с положительной прямолинейной жесткостью.

При нажатии на рукоятку кожух 4 перемещается из исходного положения, показанного на рис. 39, влево относительно корпуса. Под действием сил трения он увлекает за собой

Рис. 39. Пружинное виброгасящее устройство с автоматической перенастройкой на необходимую силу нажатия для клепального молотка.

шарики с сепаратором, которые перекатываются через выступ корпуса, деформируя кожух 4, и попадают в кольцевой зазор. При дальнейшем нажатии шарики проскальзывают относительно кожуха, так как кольцевой зазор между корпусом и кожухом в этом месте несколько больше диаметра шариков. Ширина кольцевого выступа корпуса определяет величину перемещения шариков и выбирается из условий максимального размаха колебаний корпуса. При уменьшении силы нажатия упругий элемент 5 стремится переместить кожух 4 вправо. За счет упругих сил элементов 2, кожуха 4 и сил трения шарики начнут перекатываться по профилированному выступу корпуса вправо. Работа устройства при движении кожуха вправо, когда уменьшается сила нажатия, аналогично работе, описанной при движении кожуха 4 влево.

При колебании корпуса с амплитудой А, (рис. 40, 41) шарики, катаясь по выступу корпуса, передают составляющую от упругих сил кожуха вдоль оси корпуса. Эта сила изменяется по закону, изображенному на рис. 40, 1, и обусловливается выбором профиля выступа. Так, если угол наклона кривой Р₂ соответствует углу наклона кривой Р₁ (см. рис. 39) основного упругого элемента 5, то суммарное действие этих двух сил изображается на рис. 41 линией 1. Поэтому, хотя корпус перемещается в вибрационном режиме на амплитуду А, усилие на рукоятке будет постоянным. В предположении, что силы трения равны нулю и что нажатием на рукоятку уравновешивается суммарная составляющая сил Р_г и Р₂> рукоятка остается неподвижной, т. ё. не будет вибрировать.