Как влияют динамические нагрузки на работу машин и механизмов?

Динамические нагрузки являются неотъемлемой частью работы многих машин, механизмов и строительных конструкций. Динамические нагрузки – это нагрузки, которые быстро меняются по величине, направлению или точке приложения со временем. Различают несколько видов динамических нагрузок.

При работе стационарных производственных машин и оборудования, таких как металлообрабатывающие станки, двигатели, вибрационные машины возникают так называемые неподвижные нагрузки, которые действуют постоянно или периодически, изменяя свою величину и частоту.

Подвижные нагрузки, изменяют свое положение на конструкции. Данный тип нагрузок передается от мостовых кранов, рельсового или автомобильного транспорта.

Импульсные нагрузки действует на деталь или конструкцию в результате изменения какого-либо технологического параметра при переходных режимах работы, например, при изменении давления газа или жидкости в трубопроводе, короткого замыкания в электроустановке.

В механизмах ударного действия, таких как копры, молоты динамическая ударная нагрузка создается за счет соударения тел, когда их кинетическая энергия изменяется на конечную величину за бесконечно малый интервал времени.

При расчетах на устойчивость высотных сооружений учитывают динамические составляющие ветровой и сейсмической нагрузок.

В современном промышленном производстве переработка сырья и производство товарной продукции осуществляется на технологических машинах. Приведение в действие данных машин в большинстве случаев осуществляется высокоскоростными асинхронными электродвигателями. Поэтому эксплуатация данного оборудования часто сопровождается наличием больших динамических нагрузок, которые могут приводить к появлению негативных колебательных процессов, вызывающих сокращение ресурса работы механизмов и машин.

Условием уменьшения динамических нагрузок, вызываемых вращательно движущимися телами, является стремление максимально сблизить одну из главных центральных осей инерции тела с его осью вращения. При их совпадении динамические нагрузки будут отсутствовать. Но это идеальный случай. В реальности погрешности изготовления, монтажа, неоднородность материалов, износы, температурный и другие факторы приводят к несовпадению главной центральной оси инерции с осью вращения.

С целью уменьшения динамических нагрузок геометрию изготовленного вращательно движущегося тела корректируют путём удаления, либо добавления, небольшого количества массы. Комплекс операций по корректировке геометрии масс, направленных на уменьшение динамических нагрузок вращающихся тел называют балансировкой.

Различают статическую и динамическую балансировки. Цель статической балансировки: свести до минимума непопадание центра масс на ось вращения. Цель динамической балансировки сводится к уменьшению значений центробежных моментов инерции тела относительно оси вращения.

Правильный учет динамических нагрузок критически важен для обеспечения надежности и долговечности промышленного оборудования, зданий и сооружений.