ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Отношение инженера к колебаниям из "Колебания Издание 3 " В наше время на исс.чедования различных типов колебаний затрачиваются большие средства. В некоторых случаях, когда колебания желательны, исследования ведутся в целях их регулирования. Чаще задача заключается в выяснении причин возникновения колебаний и в их предотвращении, если это возможно. Рассмотрим вкратце некоторые из обстоятельств, которые инженер учитывает при решении вопроса о том, будет ли роль колебательных процессов существенной для проектируемого объекта. [c.13] Мы уже видели, что колебания механических систем не всегда являются вредным сопутствующим фактором. Напротив, во многих случаях они полезны и могут быть существенно ван ными. Пусть, например, инженер должен вытащить пробку из бутылки. Если эта пробка притерта плотно, то он будет делать то же, что и любой другой — уменьшать силу трения, препятствующую движению, путем поворачивания пробки в обе стороны. При этом он использует колебания, которые в данном случае, несомненно, полезны. [c.13] В продаже имеются стиральные машины, принцип работы которых основан па возбуждении колебаний. Можно привести много примеров, когда механические вибраторы используются для перемешивания например, зубной врач может перемешивать амальгаму при помощи специального вибратора. С другой стороны, вибрация может быть использована и для сепарации, в вибрационном сите и других сортирующих машинах. При заливке опалубки бетон гораздо лучше заполняет наиболее удаленные части объема, если заставить вибрировать бетон с помощью специального возбудителя, как это обычно и практикуется в строительстве. [c.13] Многие полезные колебания вообще не связаны с внешним периодическим возбуждением, например, колебания в часах и метрономах. Один из способов транспортирования зерна основан на том, что его заставляют подскакивать на вибрирующем конвейере. [c.13] Иногда вибрации используются в лечебной практике. Существуют, например, машины, предназначенные для удаления опухолей путем массажа. Высокочастотные вибрации также нашли себе ряд применений, часто довольно удивительных. Например, при помощи вибраций зубной врач может, если это потребуется, высверлить в зубе отверстие квадратной или треугольной формы. [c.14] Переходя к вредным действиям вибраций, мы вновь обнаруживаем ряд проблем, относящихся к человеческому телу. Инженеры проводят обширные работы, направленные па обеспечение нормального состояния человеческого организма. Многие из этих исследований, начиная от создания искусственных легких и кончая борьбой с качкой морских судов, связаны с колебательными процессами. [c.14] В последние годы возник чрезвычайный интерес к очень точному воспроизведению звука. Инженеры непрерывно работают над повышением качества записывающей и воспроизводящей аппаратуры. Этот пример их деятельности иллюстрирует более общий факт проблема связи в целом ставит большое число задач о колебаниях. [c.14] Инженеры часто обеспокоены теми нарушениями нормальной работы аппаратуры, которые возникают из-за вибраций. [c.14] В качестве примера можно привести автомобиль. При некоторых числах оборотов двигателя возникают колебания зеркала заднего вида, и из-за этого изображение оказывается нечетким. Интересным, хотя и несколько отдаленным аналогом этой не очень важной проблемы является проблема колебаний перископов подводных лодок (к ней мы вернемся позднее). Электронную аппаратуру самолетов и ракет часто приходится устанавливать на специальные виброизолирующие опоры для того, чтобы колебания частей самолета или ракеты не повлияли на ее работу. Вибрации режущего инструмента не позволяют токарю добиться точной и чистой обработки детали на станке. Конечно, можно привести и другие примеры. [c.14] Правильная работа многих машин зависит от точности форм и размеров деталей. Существенно важную роль, нанример, может играть точность профилей зубчатых колес. Если возникают вибрации, то скорость износа деталей может значительно увеличиться, и в результате ухудшится работа машины. Вращающаяся шторка камеры для высокоскоростной киносъемки иногда приводится в движение при помощи системы зубчатых колес. Если эта установка в процессе работы испытывает вибрации, то мо)кет произойти сильный износ зубьев колес зубчатой передачи, и нарушится необходимая точность процесса киносъемки. Заметим, что небольшие ошибки в геометрии деталей (в данном случае такими деталями являются зубчатые колеса) могут в свою очередь явиться причиной появления вибраций. [c.15] Разрушение деталей при весьма интенсивных вибрациях — это хотя и нежелательное, но понятное явление. К соя алснию, разрушение может наступить и по-иному. Несомненно, что самым неприятным следствием вибрации может явиться усталость металла, армированной пластмассы или какого-либо другого конструкционного матери--ала. Такой тип разрушения обычно столь же катастрофичен, сколь и неожидан. Зачастую усталостное разрушение играет весьма коварную роль, так как обычно ему не предшествуют какие-либо сигналы о надвигающейся опасности деталь, успешно работавшая в режиме вибраций в течение некоторого промежутка времени, затем внезапно ломается. Несмотря на многолетние исследова-пля, причина этого явления до сих нор полностью не выяснена. [c.16] Опасность усталостного разрушения стимулирует борьбу с вибрациями станков в большей мере, чем необходимость точной механической обработки. Совре.менные резцы допускают быструю обработку у металла, но их твердость и сопротивляемость износу достигаются лишь ценой Ггонин ения выносливости. [c.16] У всех деталей, показанных на фото IV, разрушение было мгновенным. Это вообще характерно для усталостного разрупгения, и поэтому последствия усталостного разрушения могут быть весьма серьезными. На фото V, а показан ротор воздушного осевого компрессора реактивного двигателя при работе он вращается со скоростью порядка 10 ООО об/мин. Поток воздуха в компрессоре может вызвать вибрации одной или нескольких лопаток, причем после разрушения хотя бы одной лопатки удары ее обломков о другие лонаткп могут повлечь разрушения и остальных лопаток (фото V, б). Поэтому вопрос о предотвращении вибраций лопаток газовых турбин имеет чрезвычайно серьезное значение. [c.17] Тем не менее, усталостные разрушения ни в коей мере не являются редкими. Они вполне обычны для таких деталей, разрушение которых ие приводит к серьезным последствиям. Дело здесь заключается просто в том, что в этих случаях не окупились бы средства, затраченные на предотвращение разрушений (если вопрос не сводится к привлечению более квалифицированных конструкторов). Почти в любом гараже можно найти много подтверждений сказанному. [c.18] Вернуться к основной статье