В отличие от типичных статических или динамических нагрузок, силы, вызванные вибрациями, трудно предсказать, смоделировать и учесть при проектировании систем управления движением. Некоторые производители рекомендуют учитывать коэффициент запаса прочности при определении размеров и выборе компонентов, особенно тех, которые связаны с качением или скольжением, таких как линейные направляющие и винты.

Конечно, идеальным решением было бы полностью избежать или устранить вибрацию, исключив риск повреждения оборудования или вмешательства в выполняемый процесс.Но избежать вибраций трудно, поскольку они могут быть вызваны не только машиной или характером самого процесса, но и структурные резонансы (вибрации здания или несущей конструкции, близкие к его собственной частоте). Для устранения вибраций в механизмах, которых невозможно избежать или устранить полностью, существуют два метода уменьшения их воздействия — гашение вибрации и виброизоляция.

Демпфирование против изоляции: Хотя термины “демпфирование вибрации” и “виброизоляция” часто используются взаимозаменяемо, они относятся к различным методам снижения вибрации. Демпфирование вибрации — это процесс поглощения или изменения энергии вибрации для уменьшить количество энергии, передаваемой оборудованию или механизмам, при одновременной виброизоляции предотвращает энергия, поступающая в оборудование.

Независимо от того, обсуждаете ли вы демпфирование или изоляцию, системы, используемые для достижения конечного результата, могут быть классифицированы как пассивные или активные.Пассивные и активные методы гашения вибрации (или виброизоляции) различаются по тому, как они реагируют на вибрации и управляют ими. Простой способ провести различие между ними заключается в том, что в пассивных системах используются простые механические устройства, жидкости или эластомерные материалы, в то время как активное гашение вибрации основано на замкнутой системе с обратной связью.

В системах пассивного гашения вибрации часто используется механическое устройство или жидкость для уменьшения вибрации, но пассивное гашение также может быть достигнуто с помощью вязкоупругих материалов. В любом случае кинетическая энергия вибрации преобразуется в тепло. Поскольку многим типам систем демпфирования присущи резонансы, они в первую очередь эффективны на частотах выше 4 Гц. Пассивные гасители колебаний также, как правило, испытывают проблемы с компенсацией вибраций, возникающих более чем в одном направлении — другими словами, они наиболее эффективны при вибрациях, возникающих только в X, Y или Направлении Z, и в меньшей степени для вибраций, которые возникают одновременно в нескольких направлениях.

Активные системы гашения вибраций используют дополнительную мощность в виде датчиков и исполнительных механизмов с электронным управлением в замкнутой системе для противодействия вибрациям и прекращения колебаний. В отличие от пассивных систем, активные системы гашения вибраций могут быть настроены таким образом, чтобы устранять резонансы, позволяя им работать на более низких частотах, вызванных структурными резонансами. Они также могут обеспечивать демпфирование вибраций и помех, создаваемых самим оборудованием, таких как шум от прокладки кабелей или акустический шум.

Активные системы также могут обеспечивать проактивную (а не просто реактивную) реакцию демпфирования с помощью управление прямой передачей. Там, где стандартные конфигурации с замкнутым контуром обеспечивают равные, но обратные усилия для подавления вибраций, поступающих в систему, добавление функции обратной связи позволяет системе заранее генерировать и отправлять сигналы подавления на основе ожидаемый вибрации. Системы прямой связи особенно полезны для работы на чрезвычайно низких частотах.

При выборе между пассивной или активной системой гашения вибрации следует учитывать, насколько машина или технологический процесс чувствительны к вибрациям — например, вибрации более вредны для испытательного и измерительного оборудования, чем для промышленного производственного оборудования, — и типы вибрации, которые могут возникнуть.