ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Демпфирование колебаний разъемными соединениями из "Вибрация машиностроительных конструкций " Амплитуды колебаний механической системы в значительной степени зависят от поглощения энергии разъемными соединениями типа прессовых, фланцевых, шлицевых и т. п. Экспериментальные исследования показывают, что на частотах выше 50 Гц амплитуды взаимных перемещений в таких соединениях составляют 0,1—2 мкм, а потери энергии определяются взаимодействием шероховатостей при неполном проскальзывании. [c.81] Выполненные теоретические и экспериментальные исследования функциональной зависимости перемещений при неполном проскальзывании от сдвигающей силы, удельного давления, качества поверхностей деталей и наличия смазки указывают на ее чрезвычайно сложный характер [341. Поэтому при расчетах колебаний сложных механических систем приходится пользоваться некоторыми усредненными значениями коэффициентов вязкого трения или поглощения, определенными на близких по конфигурации и нагруженности деталях. Так, в работе Д. Н. Решетова и 3. М. Левиной [35] приводится коэффициент поглощения энергии в плоском сухом стыке направляющих токарного станка ф=0,15 на частотах 15—100 Гц. Смазка контакта увеличивает коэффициент поглощения в три — четыре раза, причем одновременно увеличивается его динамическая жесткость в 1,5—2 раза. [c.82] Исследования демпфирования колебаний в зубчатом зацеплении [37] показали, что коэффициент поглощения, отнесенный к жесткости зубьев, уменьшается от 0,6 до 0,3 при изменении частоты от 500 до 3000 Гц. [c.82] Сдвиговая сила, передающаяся на стол от стержня, измерялась по горизонтальному ускорению стола, подвешенного на упругих связях. [c.84] С увеличением силы возбуждения резонансная частота уменьшалась на 1—2%, а зависимость между амплитудами силы возбуждения и перемещения системы становилась нелинейной, что выражалось в повышении уровня ускорений кратных гармоник, особенно если они совпадали с собственными частотами системы. В сухом контакте при амплитудах силы возбуждения до 1 кгс наибольшие уровни колебаний стержень имел на третьей гармонике частоты возбуждения, а с увеличением силы преобладающей становилась пятая гармоника. Однако потери энергии на высоких гармониках в сравнении с общими потерями незначительны, так как амплитуды перемещения не превышают 10% от перемещения на частоте возбуждения. [c.84] Наряду с горизонтальными колебаниями стержень совершал также и вертикальные колебания, амплитуды которых возрастали с увеличением частоты, достигая на 700 Гц 30% от горизонтальных. [c.84] Зависимости потерь от амплитуды относительного проскаль--зывания можно разделить на две части при амплитудах 0,02— 0,5 мкм потери пропорциональны ц , а при Пд.=0,5—2 мкм — пропорциональны и . Удельная контактная жесткость на частотах 350 и 700 Гц оказалась равной 2-10 кгс/см для сухого контакта и (1,5- 2,2)-10 кгс/см — для смазанного, причем в последнем случае она несколько увеличивалась при повышении частоты. При изменении частоты от 70 до 700 Гц потери увеличиваются в два-три раза для смазанного контакта и убывают в два-три раза для сухого. [c.85] Зубья эпиткла имеют коэффициент коррекции 0,2, а зубья барабана выполнены без коррекции. [c.85] Осевая фиксация полумуфт осуществляется пружинным кольцом 2 из проволоки диаметром 5 мм, вставленным в проточки посередине ширины зубьев венцов. При испытаниях муфта подвешивалась на длинном тонком тросе. [c.85] В окрестности резонансных частот колебаний при постоянной амплитуде силы возбуждения измерялись амплитудно-частотные и фазовые характеристики колебаний. На резонансных частотах измерялись формы поперечных и осевых колебаний. Демпфирование оценивалось по ширине резонансного пика и потерям энергии, равным работе силы возбуждения за цикл колебаний на резонансной частоте. [c.86] Предварительно исследовались резонансные частоты и формы колебаний отдельных полумуфт, а также их демпфирование. В частотном диапазоне от 0 до 100 Гц зубчатый барабан имеет семь резонансных частот (табл. 6). Близкие значения собственных частот получаются при расчете оболочки толщиной 0,9 см и средним диаметром 57,1 см. [c.86] Коэффициент поглощения при колебаниях отдельных нолу-муфт имеет значение, характерное для внутреннего трения металла. [c.87] Исследования колебаний муфты в сборе показывают, что резонансные частоты и формы колебаний зубчатого барабана, имеющего максимальные амплитуды колебаний на свободном конце, соответствуют модели оболочки с консольным закреплением, а формы и резонансные частоты колебаний собственно муфты примерно соответствуют модели, состоящей из двух концентричных колец, вставленных одно в другое и допускающих на поверхности контакта тангенциальное проскальзывание. Расчетные значения собственных частот такой модели отличаются не более чем на 15% от значений, полученных в эксперименте. Модель, состоящая из двух жестко связанных колец, дает расчетные частоты, более чем в два раза превышающие экспериментальные, что свидетельствует о предпочтительности модели с проскальзыванием. [c.87] Исследовались также колебания муфты при различных удельных нагрузках в зубчатом зацеплении, определяемых как отношение статической нагрузки в стяжках к номинальной площади контакта зубьев. С увеличением удельной нагрузки резонансные частоты увеличиваются на 3- 5%, а низшая частота на 15%. [c.87] Нагруженное зубчатое соединение создает в системе нелинейности, которые вызывают негармонические колебания элементов муфты при возбуждении ее гармонической силой. При увеличении силы возбуждения до 0,5 кгс смещения изменяются непропорционально силе, а разности отношений сил и смещений достигают примерно 39%. Спектральный анализ ускорений, возбуждаемых гармонической силой на частоте 340 Гц, показывает, что амплитуды ускорений первой, второй и даже третьей гармоник соизмеримы (рис. 36). [c.87] Оценка потерь колебательной энергии в металле полумуфт показывает, что они составляют 1—5% от общих потерь в системе на частотах ниже 400 Гц и 10—20% на более высоких частотах. [c.88] Коэффициент поглощения муфты при малых удельных нагрузках в зубчатом соединении (/)=0,4 кгс/см ) составил 0,8 на частотах ниже 400 Гц и приблизительно 0,3 на более высоких частотах. На рис. 38 построены зависимости коэффициента поглощения муфты от статического поджатия для частот 100, 150, 340, 500 и 830 Гц (кривые 1—5 соответственно). С увеличением нагрузки коэффициент поглощения уменьшается в среднем до 0,2 и начиная с / =7 кгс/см слабо зависит от статического поджатия. Эти значения хорошо согласуются с коэффициентом потерь, полученным на плоском контакте. [c.88] Относительное проскальзывание полумуфт определялось как средняя интегральная разность радиальных и осевых перемещений. Местное проскальзывание изменяется по периметру в больших пределах от долей процента до десятков процентов от абсолютных смещений полумуфт. В большинстве случаев средняя интегральная осевая составляющая проскальзывания значительно больше радиальной, С увеличением нагрузки относительное проскальзывание полумуфт изменяется незначительно. [c.89] Таким образом, результаты экспериментов показывают, что потери и коэффициенты поглощения в системе слабо зависят от статического поджатия полумуфт, а максимальное относительное проскальзывание не превышает 0,2 мкм. Основные потери энергии в системе происходят на поверхностях контакта полумуфт. На внутреннее трение в металле расходуется от 1 до 20% общих потерь в системе. [c.89] При расчете колебаний нагруженных шлицевых муфт можно принимать коэффициент поглощения равным 0,1—0,2, относя его к металлу полумуфт. [c.89] Вернуться к основной статье