3. ЗВУКОВАЯ ВИБРАЦИЯ МАШИН
Помимо вибрации на частоте вибрирования интенсивные колебания вибрационных машин наблюдаются, как правило, во всем нормируемом для защиты от шума диапазоне частот. Появление широкополосного спектра колебаний связано с ударными процессами, практически всегда возникающими при работе машин. Даже при жестком соединении между собой основных элементов машины остаются такие источники ударов, как подшипники качения, зубчатые передачи, шарнирные сочленения отдельных узлов. В подшипниках качения при перекатывании происходят соударения тел качения о кольца и сепаратор, в зубчатых передачах — удары зубьев. Ширина спектра интенсивно возбуждаемых колебаний при ударе 
где 
продолжительность удара. Продолжительность соударений металлических частей машин составляет около 
Поэтому полоса частот колебаний 
До частоты 
октавный спектр уровней вибрации под действием периодически следующих ударов близок к постоянному, а при частотах 
вследствие виброизолирующего действия местного смятия соударяющихся частей происходит сниже 
уровня вибрации и равное ему снижение уровня звуковой мощности [7]
Уровни вибрации на средних и высоких частотах при различных режимах работы машин зависят от временных характеристик соударений их частей. Уменьшение скорости соударений элементов машин с до 
или центробежных сил с 
до 
и увеличение времени между ударами с 
до 
приводит к снижению октавного уровня звуковой мощности на
при частотах 
и на
при 
Отсюда, в частности, следует, что при уменьшении частоты вращения вращающихся частей в 2 раза октавный уровень звуковой мощности снижается на 
при 
и на 
на более высоких частотах.
К значительному уменьшению средне- и высокочастотной вибрации приводит увеличение продолжительности соударений элементов машины. С ростом продолжительности ударов происходит сжатие спектра интенсивно возбуждаемых колебаний, и большая часть энергии удара сосредотачивается в области низких частот. Поэтому наблюдается снижение уровня звуковой мощности машины на средних и высоких частотах при использовании материалов с более низкими, чем у металлов, значениями модуля Юнга, уменьшении радиусов кривизны соударяющихся тел и других мероприятиях, способствующих увеличению продолжительности соударений тел. По этой же причине замена стальных футеровочных плит в мельницах резиновыми снижает уровни звуковой мощности мельницы на частотах выше 500 Гц на 
Облицовка капролоном рабочих поверхностей пневматического вибровозбудителя уменьшает уровень звуковой мощности на высоких частотах на 
а установка неметаллических прокладок (транспортерной ленты, резины, защищенной стальной пластиной) между незакрепленной формой и вибростолом приводит к снижению уровня звуковой мощности на частотах выше 500 Гц на 
при падении уровня вибрации на частоте вибрирования на 
Уровни вибрации значительно снижаются при переходе от непериодических ударных режимов ударно-вибрационного оборудования к периодическим режимам (по опытным данным на 
поскольку при этом сплошной спектр вибрации преобразуется в линейчатый. Один из способов создания такого режима работы — подбор соответствующей скорости вращения дебалансов. При установке неметаллических прокладок между соударяющимися элементами происходит расширение области устойчивых периодических режимов.
Эффективным мероприятием является также устройство упругой связи между вибровозбудителем и рабочим органом, препятствующей передаче средне- и высокочастотной вибрации поверхностям, излучающим шум. Жесткость виброизоляюров целесообразно выбирать так, чтобы амплитуда колебаний вибровозбудителей на частоте вибрирования была минимальной без уменьшения амплитуды колебаний рабочего органа. В этом случае снижается также интенсивность соударений в подшипниках качения и повышается долговечность подшипников и шарнирных сочленений. Такая настройка осуществляется при работе вибрационных машин в режиме антирезонанса. Для этого необходимо, чтобы общая жесткость виброизоляторов 
где 
масса подвижной части машины без массы вибровозбудителей и других элементов машины, отделенных упругой связью от рабочего органа; со — частота вибрирования. У переоборудованных указанным способом виброплощадок уровень вибрации форм на средних и высоких частотах снизился на 
при некотором увеличении вибрации на частоте вибрирования [10].
Снижение широкополосной вибрации корпусов мельниц и галтовочных барабанов достигается применением упругих прокладок (мягкой листовой резины) между бронефутеровочпыми плитами и корпусом. При правильном выборе резиновых прокладок удается обеспечить практически любое требуемое снижение уровня шума [8].
Расчет снижения уровня звукового давления, излучаемого плоскими или цилиндрическими поверхностями при устройстве упругих прокладок между вибровозбудителем и этими поверхностями, содержится в работах [4, 5]. В тех случаях, когда передача вибрации осуществляется изгибными волнами, целесообразно применять материалы с повышенным внутренним трением (хромистую сталь, марганцевомедные сплавы и т. п.) или вибропоглощающие покрытия [9]. Действенным средством снижения средне- и высокочастотной вибрации может быть использование таких вибровозбудителей и соединений, в которых возбуждение и передача вибрации рабочему органу происходит без ударов или почти без ударов (электромагнитное возбуждение, подшипники скольжения и т. д.). Шумообразование в электровибрационных машинах подробно рассмотрено в [14].
В пневматических вибрационных машинах дополнительным источником шума является выпуск воздуха из отверстий. Шум свободной газовой струи создается за счет турбулентного перемешивания частиц воздуха, имеющих большую скорость истечения, с частицами окружающего воздуха, имеющих меньшую скорость. Поскольку звуковая мощность, излучаемая турбулентной струей, 
(где 
скорость течения в начальном сечении струи, 
диаметр сопла), то наиболее эффективным способом снижения шума является уменьшение скорости истечения струи. Другие пути борьбы с шумом струй и, в частности, применение глушителей шума описаны в работах [1, 2, 12, 15].
Примером вибрационного оборудования, для которого требуется снижение как механического, так и аэродинамического шума, является пневматическая бурильная машина. Основными источниками ее шума на частотах до 1500 Гц является выхлоп отработанного сжатого воздуха, а на более высоких частотах — колебания буровой штанги [3]. Для снижения аэродинамического шума служат выносные или встроенные глушители. Высокочастотные колебания штанги могут быть эффективно снижены путем увеличения продолжительности удара поршня — ударника со штангой, например, при удлинении ударника с одновременным уменьшением его диаметра, применении составных или полых поршней с перемещающейся внутри них массой и т. д. Уменьшению шума способствует также увеличение жесткости при изгибе штанги и ее демпфирование.
Вопросы защиты от шума машин строительно-акустическими методами изложены в работах [2, 11, 12, 18, 19].
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
(см. скан)
