Средства и методы снижения вибраций в элементах зданий и сооружений

Наиболее распространенными  и эффективными методами снижения вибрации являются виброизоляция и вибропоглощение.

Виброизолирующие конструкции  предотвращают распространение  вибрации от источника ее образования  на человека и строительные конструкции  здания.

Используют два типа виброизолирующих устройств - фундаменты и виброизоляторы. Фундаменты снижают вибрацию за счет своей массы, виброизоляторы - за счет деформации упругих элементов - амортизаторов.

Основная цель виброизоляции  сводится к уменьшению амплитуды  колебаний.

Оборудование, создающее  значительные нагрузки (компрессоры, вентиляторы  высокого давления и др.), рекомендуют  устанавливать на отдельные фундаменты, не связанные с каркасом здания. Для этой цели выполняют фундаменты двух типов - с акустическим швом и акустическим разрывом.

Виброизоляторы устраняют жесткую связь между источником вибрации и его основанием при помощи амортизаторов, выполненных в виде стальных пружин или упругих прокладок (резины, пеноэласта и др.).

Для снижения низкочастотной вибрации до 16 Гц применяют стальные пружинные виброизоляторы, так как в силу малых внутренних потерь они способны пропускать колебания высоких частот.

Упругие виброизоляторы наиболее эффективны для машин и механизмов, число оборотов рабочих органов которых более 1800 об/мин. Эффективность упругих виброизоляторов определяется статическим прогибом под весом действующей на них нагрузки. Чем больше прогиб, тем выше виброизоляция.

Применяя амортизаторы из резины, необходимо учитывать ее малую  сжимаемость, обусловленную боковыми деформациями. В связи с этим резиновые  амортизаторы должны иметь форму, допускающую  свободное растягивание резины в  стороны, например форму ребристых  или дырчатых плит. Использование  сплошного резинового листа в  качестве амортизатора никакого эффекта  виброизоляции не даст. В этом случае изоляцию следует выполнять в  виде ленты, ширина которой не должна превышать толщину более чем в 2- 3 раза, что позволит резине при ее осадке расширяться в стороны.

Учитывая достоинства  и недостатки пружинных и резиновых  амортизаторов, широкое применение на практике нашли комбинированные  пружинно-резиновые виброизоляторы (рис.).

Рис. Пружинный и комбинированный  виброизоляторы: а - цилиндрический пружинный амортизатор; б - пружинно-резиновый амортизатор  

Пружина в комбинированных виброизоляторах обеспечивает их большую механическую прочность и осуществляет гашение низкочастотного спектра вибрации, а резиновая часть (стакан) улучшает изоляцию вибрации в области высоких частот и снижает шум.

Виброизоляцию в производственных помещениях можно осуществлять упругими элементами, вмонтированными в места  прохода через стены трубопроводов  различного технологического назначения, в том числе воздуховодов вентиляционной системы (рис.).

Рис. Устройство для виброизоляции  трубопроводов при их проходе  через стену: 1 - стена или перекрытие; 2 - разрезной фланец; 3 - трубопровод; 4 - эластичная прокладка; 5 - обрамление проема (угловая сталь); 6 - пористый материал

В процессе проектирования виброизолирующих конструкций особое внимание необходимо уделить явлению  резонанса, когда частота собственных  и вынужденных колебаний совпадает  или отношение этих частот приближается к 1. В этом случае коэффициент передачи возрастает и резко возрастает уровень  вибрации. Таким образом, чем выше частота вибрации, тем легче осуществить  виброизоляцию.

Вибропоглощение заключается в снижении вибрации за счет активных потерь или превращения колебательной энергии в другие ее виды. Этот метод в технике называют вибродемпфированием.

При демпфировании уменьшение амплитуды вибрации деталей оборудования достигается применением покрытия упруговязкими мастиками вибрирующих металлических поверхностей машин.

Наибольшее распространение  получили мастики типа ВД-17-63, рекомендуемые  для нанесения на корпуса вентиляторов, воздуховоды, кожухи и др. При этом уровень виброскорости снижается примерно на 5 ... 8 дБ.

Демпфирующие свойства мастик улучшаются, если их применять в  слоистых конструкциях, т. е. чередуя  слои мастики с такими материалами, как, например, фольга.