Вибрационная техника

совокупность методов и средств возбуждения механических. колебаний (вибрации) в диапазоне частот порядка от 10 мгц до 10 кгц, а также способы управления вибрацией, измерения и контроля её, борьбы с вредной вибрацией. К средствам В. т. относятся: вибрационные машины (См. Вибрационная машина), вибрационные стенды (См. Вибрационный стенд), приборы, аппараты, устройства с преднамеренным возбуждением вибрации для выполнения полезных функций (например, при уплотнении грунта и бетонной смеси, при испытаниях); аппаратура для управления вибрацией и измерения её; средства антивибрационной техники, т. е. устройства для предотвращения, подавления, гашения и изоляции вредной вибрации (см. Виброизоляция).

В В. т. используются следующие эффекты, возникающие при вибрировании: создание одностороннего направленного движения штучных изделий и насыпных грузов, ударно-вибрационное внедрение и извлечение труб, шпунта и свай, перекачка жидкостей; поддержание циркуляционного движения обрабатываемого материала или частые соударения твёрдых элементов вибрируемой среды (вибрационная обработка, помол, перемешивание); множественное возобновление и нарушение контактов между частицами вибрируемой среды (тепло- и массообменные процессы — нагрев, сушка, охлаждение); создание интенсивных перемещений твёрдых частиц или частиц эмульсии относительно жидкой вибрируемой среды (экстракция, растворение, выщелачивание, окрашивание); удары, передаваемые рабочим органом на вибрируемую среду (ударно-вибрационное дробление, трамбование, очистка поверхности фильтров); снижение сопротивления среды действию малых постоянных сил за счёт вызванного вибрацией проскальзывания частиц среды или её слоев (уплотнение, заполнение тары, резание грунта и т.д.).

Наиболее распространёнными видами вибрационного привода рабочих органов средств В. т. являются центробежный, возбуждающий колебания до 500 гц, электромагнитный (50—100 гц), поршневой (5—80 гц), кривошипно-шатунный (1—20 гц). Измерением параметров вибраций (перемещений, скоростей и ускорений, частот, фаз, амплитуд) занимается виброметрия, к средствам которой относятся виброметры и Акселерометры. Различают 2 метода измерения вибрационных перемещений, скоростей и ускорений: измерение величин относительно не зависимой от колеблющегося тела системы отсчёта; измерение деформации упругого звена с помощью инерционного элемента, связанного с колеблющимся телом. Современная виброизмерительная аппаратура состоит из датчиков, преобразователей, анализаторов, показывающих и регистрирующих приборов, сигнализирующих устройств. Для обеспечения точности измерений виброизмерительная аппаратура подвергается калибровке.

Одной из задач В. т. является защита людей, приборов, машин, сооружений от действия вредной вибрации. Помимо обычной пассивной виброизоляции, не требующей дополнительных источников энергии, применяют статическую и динамическую балансировку (См. Балансировка), подбор инерционных и упругих параметров, исключающих работу в зонах резонансов, введение демпфирующих элементов при невозможности работы вдали от области резонанса, динамическое гашение вибрации путём присоединения специально настроенных вибрационных (масса на пружине, маятник) или ударно-вибрационных (шарики, ударяющиеся о стенки) устройств, установку Гироскопов для гашения угловых колебаний; средства активной виброизоляции (автоматическое подавление колебаний). Динамическое управление вибрацией может преследовать цели гашения, усиления или стабилизации колебаний. Динамическое усиление колебаний осуществляется настройкой системы на резонансный режим. При некоторых настройках в двух- и многомассных системах возможно осуществление динамической стабилизации амплитуды вынужденных колебаний, которая становится почти не зависящей от изменения вибрируемых масс или жёсткости некоторых элементов.

Лит.: Иориш Ю. И., Виброметрия, 2 изд., М., 1963; Вибрационная техника, М., 1966: Быховский И. И., Основы теории вибрационной техники, М., 1969.

И. И. Быховский, Б. Г. Гольдштейн.

используется в хим. технологии для осуществления и интенсификации производств. процессов, повышения кач-ва продукции. Ср-ва В. т. - аппараты, машины и др. устройства, исполнительные органы к-рых подвержены преднамеренной вибрации с частотой от 10 Гц до 10 кГц (кинематич., центробежный, электромагн., гидравлич. и др. вибровозбудители) или до 3 МГц (ультразвуковой, магнитострикционный и пьезоэлектрич. вибровозбудители).

Виброобработка одно- и многофазных сред обусловлена возможностью использования разл. физ. эффектов, к-рые возникают под действием вибрации. Осн. эффекты: уменьшение мех. сопротивления материалов при перемещении относительно вибрирующей пов-сти, диссипативные тепловыделения, создание определенных форм относительного движения фаз. Снижение внеш. трения позволяет транспортировать сыпучие и вязкие материалы, интенсифицировать их переработку. Благодаря диссипативным выделениям теплоты обеспечивается высокая однородность температурных полей, напр. при обработке полимерных материалов в экструдерах. При соответствующих видах движения одной фазы относительно другой в одних случаях частицы дисперсных систем (сыпучих материалов, паст, суспензий, эмульсий) направленно перемещаются, повышается насыпная плотность и облегчается регулярная укладка частиц материала (многокомпонентное дозирование) и т. д., в других - из-за лучшего дробления дисперсной фазы увеличивается пов-сть контакта фаз и ускоряется их перемешивание, в результате периодич. нарушения контактов частиц между собой материал разрыхляется и начинает усиленно циркулировать (виброкипение) и т. п. В ряде случаев разл. процессы под вибрационным воздействием происходят более эффективно при использовании ПАВ (напр., виброуплотнение сыпучего материала при введении в него добавок олеата Na).

Под воздействием вибрации перестраиваются и разрушаются структурные связи во многих аморфных материалах, напр. в полимерах, находящихся в вязкотекучем состоянии. При этом ускоряются мех. релаксация (тиксотропное снижение вязкости и упругости) и механодеструкция (частичное уменьшение мол. массы) макромолекул. В результате облегчается, напр., виброформование полимеров (сокращается время переработки, снижаются рабочее давление и расход энергии), повышается кач-во изделий. При наложении на стационарную деформацию сдвига низкочастотных колебаний возникает эффект т. наз. реологич. нелинейности - увеличивается скорость течения полимерного материала (напр., при вибропрессовании порошков) и т. д.

Аппараты и машины, реализующие вибрационное воздействие на материал, представляют собой, как правило, оригинальное оборудование, а в отдельных случаях - типовое, снабженное спец. устройствами, к-рые обеспечивают генерирование вибраций и передачу их исполнительным органам.

В конвейерах и питателях сыпучие и кусковые материалы по прямым лоткам перемещаются в горизонтальном (обычно до 50 м) и наклонном (угол подъема до 60

вібраці́йна те́хніка

вібраці́йна те́хніка