Vibrații mecanice

4.1. Transmisibilitate

Sa consideram un sistem oscilant care executa vibratii fortate amortizate (fig.4.1.). Daca asupra masei m actioneaza o forta periodica de amplitudine Fo, se cere sa se determine amplitudinea

Fig.4.1

Raportul dintre forta transmisa si amplitudinea fortei perturbatoare se numeste transmisibilitate:

In cazul vibratiilor fortate neamortizate:

c = 0 ? ? = 0 ? T =

Se observa ca T = 1 pentru = 0 si

Fig.4.2

In figura 4.2 este reprezentata variatia transmisibilitatii, functie de ?/?o. Daca suportul este supus unei deplasari armonice : u = Uosin ?t masa va avea o deplasare x = Xo sin (?t - ?), iar transmisibilitatea miscarii este definita de relatia:

Din examinarea reprezentarii grafice a transmisibilitatii rezulta ca transmisibilitatea este subunitara pentru si cu atat mai mica cu cat amortizarea este mai mica.

4.2. Izolarea antivibratorie

Problema izolarii antivibratorii se pune in doua moduri (fig. 4.3):

- masina produce forte perturbatoare F(t) si se urmareste ca transmiterea acesteia la fundatie sa fie atenuata (izolare activa);

- masina este asezata pe o pardoseala aflata in vibratie si se cere ca vibratiile transmise masinii sa fie cat mai reduse (izolare pasiva).

Pentru a realiza izolarea antivibratorie este necesar ca intre masina si fundatie sa se interpuna o suspensie elastica. Din punctul de vedere al transmisibilitatii, deci al izolarii, amortizarea nu este de dorit. Ea exista insa, din necesitatea de a micsora amplitudinea si transmisibilitatea la rezonanta.

Aceasta transmitere poate fi redusa daca intre masina si elementele cu care aceasta vine in contact se realizeaza un cuplaj cat mai slab, prin intermediul unei suspensii elastice.

Pentru studiul izolarii antivibratorii, masina se poate considera sub forma unui corp rigid de masa m care este prins de fundatie (considerata imobila) printr-un izolator de vibratii, care are elemente elastice si de disipare a energiei, fiind caracterizat prin rigiditatea k si coeficientul de amortizare c.

In cazul acestui model matematic simplu, cu un grad de libertate, pulsatia proprie a sistemului este: La proiectarea izolarii antivibratorie, o prima conditie o constituie evitarea rezonantei, adica pulsatia excitatiei

Izolare activa Izolare pasiva

Fig. 4.3

In cazul in care se doreste ca factorul de amplificare A < 1 si T < 1 masina trebuie sa functioneze la turatii ridicate, superioare turatiei critice (la care se produce rezonanta), deci sistemul masina-suspensie elastica trebuie sa aiba o pulsatie proprie joasa, deci trebuie utilizata o suspensie elastica moale.

Pentru a realiza o pulsatie proprie joasa, se poate actiona asupra rigiditatii k sau asupra masei m.

Izolarea antivibratorie a masinilor este o problema de transmisibilitate.

Se observa ca izolarea este eficace (T < 1) pentru:

Se defineste gradul de izolare al unei suspensii elastice: Is = (1 - T).100 [%].

4.3. Modul de lucru

a) Se alimenteaza vibratorul electrodinamic cu semnal sinusoidal de la amplificatorul de putere, comandat de excitatorul de control;

b) Se masoara amplitudinea uo si xo a vibratiei executate de masa m2 si m1;

c) Se determina frecventa de rezonanta;

d) Se calculeaza transmisibilitatea T si respectiv gradul de izolare antivibratorie Is, pentru diverse pulsaxtii ale excitatiei;

e) Se traseaza curba de variatie a transmisibilitatii functie de raportul ;

f) Se calcueaza constanta elastica a izolatorilor de cauciuc, ;

Determinarea gradului de izolare antivibratorie