Як захистити обладнання від пускових поштовхів, ударів вибухової хвилі та різких коливань під час руху?

    У статті про демпфери, віброгасники і віброізолятори ми розглядали практичні приклади гасіння шкідливих вібрацій, коливань, а також ударних навантажень, у тому числі викликаних вибуховою хвилею, на прикладі двокаскадного захисту генератора на військовій техніці.

    Разом з цим хотілося звернути увагу ще на один нюанс, який може бути не врахований при вирішенні цих завдань. А саме – поглинання та амортизація первинних коливань. Вони можуть виникнути не тільки в результаті пуску або зупинки двигуна, але і бути викликані впливом зовнішніх сил в результаті ударів або зміни параметрів руху транспорту, на якому встановлено це обладнання.

Основні параметри первинних пускових коливань.

• Амплітуда: При початковому пуску може виникнути значна амплітуда механічних коливань, особливо якщо система має високий момент інерції чи нерівномірності у розподілі маси. Також залежатиме від характеристик двигуна та навантаження.
• Частота: Частота коливань буде пропорційна зворотному квадратному кореню з моменту інерції системи і жорсткості її елементів. Така частота коливань швидко змінюватиметься в одиницю часу і при правильно налаштованій системі швидко згасає.

Короткочасна зовнішня дія, така як вибухова хвиля, або поштовх при русі, може викликати різні механічні процеси в системі. Ось деякі можливі з них:

• Вільні коливання: Якщо система має власну частоту коливань, то вплив може викликати вільні коливання.
• Резонанс: Якщо зовнішній вплив збігається із внутрішнєю частотою системи, можливий резонанс. У такому разі амплітуда коливань може значно збільшитись, що може призвести до руйнівних наслідків.
• Деформації та напруги: Вибухові хвилі або поштовхи можуть спричинити значну напругу в елементах конструкції, що призводить до виникнення пластичних деформацій, тріщин або руйнувань матеріалів.
• Перенесення енергії: Зовнішній вплив може спричинити передачу енергії від точки впливу до інших частин системи, що може спричинити додаткові механічні пошкодження.
• Динамічна зміна положення: Вибухи або поштовхи можуть спричинити динамічні зміни положення конструкції.
• Зміна зчеплення елементів: Зовнішні впливи можуть викликати зміни у зчепленні елементів конструкції, впливаючи на їхнє відносне положення та взаємодію.

    Для компенсації та запобігання перерахованим впливам на обладнання і елементи його конструкції Еlesa+Ganter пропонує віброізолюючі буферні упори, які можуть бути ефективним засобом для зменшення впливів пускових поштовхів або поштовхів під час руху, а також зовнішніх ударів.

Ось кілька способів, як вони можуть використовуватися:

• Поглинання енергії: Гумові буферні елементи мають здатність поглинати більшу частину кінетичної енергії, що робить їх ефективними для пом'якшення впливів і зменшення амплітуди коливань. При дії гумові буфери можуть амортизувати енергію, запобігаючи її передачі в структурні елементи системи. Параболічна форма буферів забезпечує прогресивні зміни їх характеристик по мірі стиснення, удари поглинаються м'якше.
• Захист від різких ударів: Гумові буфери можуть використовуватися для амортизації різких ударів та поштовхів, пом'якшуючи початкову дію і розподіляючи енергію по ширшій області, що знижує ризик пошкоджень.
• Зменшення вібрацій: Шляхом установки гумових буферних елементів у ключових точках конструкції можна зменшити передачу вібрацій, пов'язаних із зовнішнім впливом. Це особливо важливо у випадку транспортних засобів.
• Захист структурних елементів: Гумові буфери можуть бути захистом для структурних елементів, запобігаючи або пом'якшуючи удари та коливання, які можуть пошкодити або навіть зруйнувати елементи системи.
• Монтаж у критичних точках: Гумові буфери можна встановлювати в критичних точках системи, де найімовірніше вплив зовнішніх сил. Це дозволяє зосередити захист саме в тих місцях, де він найбільш необхідний.
• Гнучкість і адаптація: Гумові буфери мають гнучкість і здатність адаптуватися до різних умов впливу. Це робить їх універсальним засобом захисту систем в різних сценаріях.