Теория развязки шипами

[ev-i]

Поспорили мы с начальником как лучше развять гранитную плиту от вибраций поверхности земли. На плите стоит высокоточный прибор, которому эти вибрации портят характеристику (см. аттач). Буквально от проходящего в 100 метрах от здания трактора, наводятся вибрации на датчики в приборе.

Шеф говорит: в идеале надо рыть котлован, заливать бетоном, сверху резиновые надувные подушки (камеры автомобильные), и сверху на них - эту плиту. Толщина плиты снаружи, внутри - 30 мм (выбрана внутренняя полость).

Я пытаюсь доказать что установка на шипы даст больше, чем на толстый кусок резины. Какова теория изолирования вибраций шипами?

 

[Игорь из Сибири]

Ну с котлованом начальник переборщил (если у вас цех и сделан нормальный фундамент под станки), но в принципе прав - тяжелый груз на очень гибком подвесе хорошее решение. Необходимо еще демпфер какой добавить...

К примеру. Прямо на полу расстелить пеноизол (посчитать по весу на площадь - должно хватить), сделать на нем в опалубке бетонный бассейн с нетолстыми стенками, насыпать песка в него, в песок дополнительную плиту (или сделать прямо там в опалубке из бетона), потом пневматику, потом уже вашу плиту. В бетон можно добавить гранул вермикулита (вспененая слюда), это уменьшит вес бетона и понизит его проводимость в звуковой области частот (будет глуше). Бетонный бассейн должен быть самым тяжелым, потом идет по весу плита в песке, потом ваша плита - самая легкая. Кажется так...

А с шипами темная история. Понятно, что звуковая волна при распространении по контакту "конус-плоскость" в зависимости от направления теряет энергию асимметрично. Но как бы оценить хоть приблизительно коэффицент затухания и частотный диапазон - толком не ясно. Никакой путней информации я не нашел, все источники по виброизоляции советуют примерно тоже, что и ваш шеф. Если нароете что по теме "шипы и вибрация", поделитесь со всеми, будет весьма интересно.

Кстати, есть дорогущая и при этом с полностью металлическим корпусом (!!!) акустика Goldmund, где якобы все вибрации по "вибропроводам" уходят в "виброземлю" и там гасятся. Во как

 

[ev-i]

вибрации по "вибропроводам" уходят в "виброземлю" и там гасятся. Во как

Очень похоже на волноводы в ВЧ/СВЧ-технике, но для звукового диапазона эти волноводы должны иметь километровые диаметры

"Будем искать..." (с)

 

[Игорь из Сибири]

Ага, только вот все эти стоячие волны считать, гармоники, затухания и отражения - а СВЧ в данном случае очень отдаленная аналогия, т.к. в электромагнитом поле вектора полей в волноводе перпендикулярны направлению передачи энергии. И ведь придется добиться, чтобы были не просто колебания, как в резонаторе, а была именно передача энергии по "вибропроводу" от источника вибраций к "виброземле". Развлечение нетривиальное

 

[wizard]

Дж.П.Ден-Гартог. Механические колебания. Госиздательство физико-математической литературы,М.,1960 г. Тираж 8500 экз.

Р.Бишоп. Колебания.Москва "Наука". Главная редакция физико-математической литературы, 1979 г.

А.А.Яблонский, С.С.Норейко. Курс теории колебаний. Высшая школа,М.,1975 г.

Г.Б.Иоселевич,П.А.Лебедев,В.С.Стреляев. Роикладная механика.
Машиностроение, М.,1985 г.

Вибрации в технике. Справочник в 6 томах. Машиностроение,М., 1978 г.

Зачитаетесь.

Про песочек еще не вспомнили. Чем больше переходов от одной среды к другой, с разной плотностью и прочими свойствами, тем сильнее
гасится внешнее воздействие.

Поставьте плиту в поддон с песком, но чтобы она не касалась поддона.
Со временем она будет тонуть в песке. Нужно поднимать или углублять поддон. Плиту имеет смысл утяжелить свинцом, например.

В указанном Справочнике есть всё желаемое. А Ден-Гартога можно читать как романы Дюма.

 

[ev-i]

wizard, спасибо!

Но есть один ньюанс. Песок использовать не получается. Плита стоит в "чистой комнате" где пыль стирают по 2 раза в день и ходят в сменной обуви и халатиках. Может есть заменитель песка, более крупнозернистый и не дающий пыли?

 

[wizard]

Песок можно сверху накрыть, например, прорезиненной тканью, чтобы
вся его поверхность была герметизирована.

Вместо песка можно использовать свинцовую дробь, но закрыть её тоже желательно герметично.

Лично я похожим способом собираюсь развязать свою виниловую вертушку. Делать маты из свинцовой дроби 4 мм, заливая её несохнущей мастикой. Пока не знаю какой. Тоже в размышлении.

 

[Соболь]

хм... кювета + поплавок с прибором?

 

[ev-i]

Прибор должен стоять неподвижно и качаться на волнах ему нельзя При том вода отлично проводит звуковые колебания.

 

[Соболь]

огромная масса поплавка. тонна.

 

[ev-i]

Если он еще и должен иметь плотность меньше чем у воды, то каких он будет размеров? (Кубометр воды как раз весит тонну).

 

[Соболь]

я в курсе про соотношение массы и объема
но прорубать этажи и т.п. не проще

мне кажется, комбинация массивной плиты и предельно пластичной среды под ней - это панацея для виброразвязки

 

[Игорь из Сибири]

Песок, он ведь очень разный бывает: есть весьма крупный, до миллиметра и более, почти гравий. Такой, к примеру, продают небольшими порциями для крупных птиц в зоомагазинах. Промыть, прокалить, дополнительно отсеять...

Свинцовая дробь помельче неплохой вариант, только выдержат ли перекрытия такой вес (если речь идет про этажи)?!

Или еще: сделать бетонный блок в опалубке - плиту, на нем установить забитые не под завязку песком автомобильные камеры, потом плиту поменьше, далее камеры с воздухом и сверху плита с аппаратурой. Время от времени конструкцию придется разбирать и переворачивать камеры с песком - он слеживается.

 

[Игорь из Сибири]

Лично я похожим способом собираюсь развязать свою виниловую вертушку. Делать маты из свинцовой дроби 4 мм, заливая её несохнущей мастикой. Пока не знаю какой. Тоже в размышлении.

А мастика не ухудшит все? Одно время я хотел засыпать в герлен свинца, но потом решил не связываться.

Пока я остановился на классическом варианте, который и реализовал. Полка набрана из слоев, в центре большой глухой пропил почти до последнего слоя, получается такая вот импровизированная кювета. В качестве крышки - Т-образная (грибком) конструкция, которая при незаполненной емкости (песком, дробью и т.д.) ложится на края полки. По мере слеживания песка, крышка потихоньку опускается. Как достигла полки - пора поднимать и перемешивать.

Второй вариант, который я планирую сделать в ближайшее время, - это подвесить за вышележащую полку на резиновых жгутах тяжелую плиту, на которую уже поставить аппарат. Додумываю механизм компенсации смещения центра тяжести, часто в аппаратуре он сильно смещен от центра. Ну и необходимо предусмотреть "мягкую посадку" в случае разрыва одного из жгутов.

Еще нерешенный момент для меня. Чем более жесткие и толстые провода используются для подключения, тем труднее сделать виброразвязку уже между аппаратами. Как тут быть?!

 

[Alex Torres]

Плита стоит в "чистой комнате" где пыль стирают по 2 раза в день и ходят в сменной обуви и халатиках.

Это даже близко отношения не имеет, к "чистой комнате"!

В "чистой комнате" - пыли нет вобще, обеспечено немного повышенное давление (чтобы пыль снаружи не проникала), и хдят не в халатиках, а в одежде, напоминающей скафандры.

Входы-выходы - через шлюзы.

Такие комнаты - есть на любом производстве микросхем, LCD и прочего.

 

[wizard]

. Чем более жесткие и толстые провода используются для подключения, тем труднее сделать виброразвязку уже между аппаратами. Как тут быть?!

Вы думаете, мне с моими легче ? Кабели как раз и можно подвесить на
резиновых жгутах. Мне просто, поскольку все поверхности комнаты
продублированы деревом.

Можно поместить свинцовую дробь в полиметилсилоксан. Я так сделал в одном тонарме, усовершенствовав немного его опору.

А где берут герлен?

 

[Antony]

А где берут герлен?

Я просто приобрел на "птичьем рынке" по совершенно смешной цене. Вобщем-то довольно случайно – мужик продавал по метрам с рулона. Вот я пару метров и купил... Но я в Белоруссии ...

 

[Игорь из Сибири]

У нас тоже, герлен только с оказиями - маловато у меня строительных знакомых

 

[L0ki]

Еще зависит от того ГДЕ все это находится….
Вот в тему вспомнилось… Было это еще в советские времена. Тогда была традиция на предприятиях на праздники назначать дежурных, в том числе в ночь. Однажды, на майские праздники попал и я. Глубокая ночь, тишина... Сижу в цеху, пью чай, читаю книжку. Надо сказать, что завод находился далеко за городом, и вдали от автотрассы. Пол в цеху сплошная заливка бетоном. Как раз именно случай «бетонного блока в грунте». Большого такого блока. Мой взгляд случайно падает на тумбочку, в замок которой воткнут ключ, и на нем висит остальная увесистая связка. Связка слегка покачивается. Через пару часов с той же амплитудой. Недоумеваю… осторожно останавливаю качание путем аккуратного демпфирования рукавом Через какое то время колебания возобновляются… Чешу репу Тут до меня начитает доходить что находится глубоко внизу. Дело в том, что завод находится на территории бывшей угольной шахты. Теоретически, после полной выработки, шахту «заиловывают» - закачивают песочно-водяную пульпу. Тут до меня доходит, что пустоты внизу резонируют на инфразвуке, а собственная частота колебаний связки ключей случайно совпала с резонансной частотой того, что под ногами.
Вот такая история. Как можно от таких колебаний развязаться - не представляю.

 

[ev-i]

Это даже близко отношения не имеет, к "чистой комнате"!

А мы не микросхемы собираем - приборы. Я даже открою страшную тайну - космическую технику. Однако ж это тоже чистая комната.