Расчет виброизоляции - Правила техники безопасности и производственной санитарии
Целью виброизоляции механизмов является создание таких условий на пути распространения колебаний, которые увеличили бы необходимые потери и тем самым уменьшили передаваемую от источника колебательную энергию. Наибольшее распространение в настоящее время получили пружинные и резиновые амортизаторы.
Пружинные амортизаторы целесообразно использовать для виброизоляции при сравнительно низкой частоте менее 33Гц и значительной амплитуде колебаний системы, а также при наличии высоких температур, масел, паров щелочей и кислот. В качестве пружинных амортизаторов чаще всего применяются стальные витые пружины, изготовляемые из прутка круглого сечения.
Последовательность расчета пружинных амортизаторов.
Для расчета пружины предназначенной для виброизоляции необходимы следующие исходные данные:
- А) статическая нагрузка РСт1 приходящаяся на один амортизатор, Н; Б) амплитуда колебательного смещения верхнего торца пружины при рабочем режиме машины Z1, М; В) упругость пружины в вертикальном направлении KZ1, Н/м; Г) допускаемое напряжение на кручение материала пружины [], Н/м; (Табл.7.1); Д) модуль упругости на сдвиг G, Н/м; (Табл.7.1); 7.1.1.1 Расчетная нагрузка P1 на одну пружину;
(7.1)
Где РСт1 - статическая нагрузка, приходящаяся на одну пружину;
, (7.2)
Где P - вес машины, H;
N - число пружин;
PДин1 - динамическая нагрузка, приходящаяся на одну пружину, Н;
, (7.3)
Где Z амплитуда вертикальных колебаний объекта на рабочей частоте, М;
KZ1 - жесткость одного амортизатора в вертикальном направлении, Н/м;
(7.4)
Где G - ускорение свободного падения, Н/м;
- угловая частота колебаний системы, Рад/с; (F - частота в Гц)
KZ - общая жесткость всех амортизаторов в вертикальном направлении:
, (7.5)
Где M - масса механизма, подлежащего виброизоляции (включая массу основания), ;
F0z - частота собственных колебаний системы, Гц:
, (7.6)
Где FВ - частота возмущающей силы, Гц;
Z - коэффициент отношения частоты возмущающей силы к частоте собственных колебаний (рекомендуется Z =34).
(7.7)
Множитель 1.5 на который умножается PДин (формула 7.1), обеспечивает требуемый запас усталостной прочности пружины.
Диаметр стального прутка пружины.
Определяется по формуле:
(7.8)
Где K - коэффициент, учитывающий добавочное напряжение среза (рис.7.1), возникающее в точках сечения прутка, расположенных ближе всего к оси пружины;
Рис.7.1. - индекс пружины
(7.9)
Где D - средний диаметр пружины, М;
D - диаметр проволоки, м;
[] - допускаемое напряжение сдвига при кручении, Н/м (табл.7.1).
Число рабочих витков пружины:
, (7.10)
Где G - модуль сдвига материала пружины, Н/м2 (табл.7.1)
Общее количество витков пружины:
, (7.11)
Где I2 - число нерабочих витков пружины (при I17 I2 = 2.5, при I17 I2 = 1.5).
Высота ненагруженной пружины:
(7.12)
Эффективность виброизоляции:
,, (7.13)
Выбор готовой пружины, выпускаемой промышленностью.
Проверочный расчет выбранной пружины осуществляется по следующей схеме:
Определяется максимально допустимая статическая нагрузка:
(7.14)
Определяется жесткость пружины в вертикальном направлении:
(7.15)
Находится число пружин из условия:
, (7.16)
Где Q - вес машины,H;
KZ - жесткость всех амортизаторов.
Установка машин на пружинные амортизаторы более эффективна, чем на резиновые, так как обеспечивает более низкие собственные частоты колебаний вибрирующего механизма.
Следует располагать центр жесткости виброизоляторов на одной вертикали с центром тяжести массы машины, установленной на специальное основание.
Таблица 7.1. Допускаемые напряжения для пружинных сталей
Сталь |
Модуль сдвига Н/м2.1010 |
Допускаемые напряжения |
Назначение | ||
Группа |
Марка |
Режим работы |
Н. м2.108 | ||
Углеродистая |
70 |
7.83 |
Легкий |
4.11 |
Для пружин с относительно низкими напряжениями при диаметре проволоки менее 8 мм |
Средний |
3.73 | ||||
Тяжелый |
2.47 | ||||
Хромованадиевая закаленная в масле |
50ХФА |
7.7 |
Легкий |
5.49 |
Для пружин, воспринимающих динамическую нагрузку, при диаметре прутка не менее 12.5 мм |
Средний |
4.90 | ||||
Тяжелый |
3.92 | ||||
Кремнистая |
|
7.45 |
Легкий |
5.49 |
Для пружин, воспринимающих динамическую нагрузку, при диаметре прутка более 10 мм, а также для рессор |
Средний |
4.41 | ||||
Тяжелый |
3.43 |
Резиновые амортизаторы.
Недостатком резиновых амортизаторов является их недолговечность, так как они со временем становятся жестче и через 5...7 лет их необходимо заменять. Кроме того, с их помощью нельзя получить очень низкие собственные частоты колебаний системы, которые необходимы для тихоходных агрегатов, из-за неизбежной в этом случае перегрузки прокладок, значительно сокращающих срок их службы.
Выбирается резина с динамическим модулем упругости EДин (табл.7.2).
Исходя из конструктивных особенностей машины, задаются числом амортизаторов N.
Находится поперечный размер A виброизолятора квадратного сечения:
, (7.17)
Где Q - вес машины, H;
[] Сж - расчетное напряжение сжатия в резине, H/м2 (табл.7.2)
Полная высота резинового амортизатора определяется из условия:
(7.18)
Следует помнить, что широкие амортизаторы с малой высотой H нежелательны, так как они имеют чрезмерную жесткость. Поэтому часто подстилаемые под вибрирующие механизмы резиновые коврики практически неэффективны. Если же по конструктивным соображениям все же придется выбирать широкие листы амортизаторов, последние необходимо делать перфорированными или рифлеными.
Определяется рабочая высота амортизатора:
(7.19)
Рассчитывается жесткость одного резинового амортизатора в вертикальном направлении:
, (7.20)
Где EДин - динамический модуль сдвига, H/м2;
S1 - площадь поперечного сечения одного виброизолятора, м2.
Определяется частота собственных вертикальных колебаний виброизолируемой машины:
, (7.21)
Где - отношение поперечного сечения амортизатора к полной ее высоте;
G - ускорение свободного падения, М/c2
Полученную величину F0z сравнивают с ее требуемым значением:
, (7.22)
Где FВ - частота возмущающей силы, Гц;
Z - коэффициент отношения частоты возмущающей силы к частоте собственных колебаний (рекомендуемая величина Z 3).
Если эти значения не сходятся, то в расчет резиновых амортизаторов вносят соответствующие изменения:
- А) выбирают тип резины с меньшим динамическим модулем упругости; Б) в допустимых пределах увеличивают статическое напряжение в резине; В) увеличивают вес машины присоединением к ней бетонного основания; Г) переходят на другие виды амортизаторов, например, стальные или комбинированные.
Данная методика применима не только к резиновым, но и другим упругим материалам, у которых так же, как и у резины, коэффициент Пуассона близок к 0.5. Для материалов, у которых 0.5, в расчете необходимо принимать вместо рабочей высоты Н1 полную высоту амортизатора Н.
Определяется граничная частота:
(7.23)
На резонансной частоте понижается виброизолирующая способность амортизаторов. Чем выше частота по сравнению с FГр, тем эффективнее влияние прокладок.
Определяется эффективность прокладок или снижение уровня вибрации:
На частотах выше граничной эффективность L определяется:
, (7.24)
Где FП - текущая частота, Гц.
Таблица 7.2. Характеристики виброизолирующих материалов
Марка резины |
Динамический модуль упругости E105, H/м2 |
Допустимое напряжение на сжатие [] Сж 105, H/м2 |
56 |
36 |
4.2 |
112А |
43 |
1.71 |
93 |
59.5 |
2.4 |
КР-107 |
41 |
2.94 |
ИРП-1347 |
39.3 |
4.4 |
2566 |
24.5 |
0.98 |
Похожие статьи
-
Объем воздуха, отсасываемого вытяжным зонтом, определяют по формуле А и б - размеры зонта в плане, м; V - скорость отсасываемого воздуха в плоскости...
-
Октавные уровни звукового давления L (дБ) определяются в зависимости от взаимного расположения расчетных точек и источников шума для каждой из восьми...
-
Расчет количества приточного воздуха, необходимого для общеобменной вентиляции выполняется из условия выделения в производственном помещении вредных...
-
Расчет искусственного освещения - Правила техники безопасности и производственной санитарии
Основной задачей расчета искусственного освещения является определение числа светильников или мощности ламп для обеспечения нормированного значения...
-
Требуемое снижение уровня звукового давления в расчетной точке от одного источника шума определяется как разность между ожидаемым уровнем звукового...
-
Расчет воздухообмена в сварочных цехах - Правила техники безопасности и производственной санитарии
В сварочных цехах необходимо применять общеобменную и местную вентиляцию. Сварочные посты всех видов сварки должны быть оборудованы местной вентиляцией....
-
Расчетные точки при акустических расчетах выбираются на рабочих местах внутри производственных помещений и на площадках предприятий, в помещениях жилых и...
-
Шумовые характеристики источников шума - Правила техники безопасности и производственной санитарии
Шумовыми характеристиками источников шума являются уровни звуковой мощности, дБ в октавных полосах частот и показатели направленности излучения шума, дБ,...
-
При выделении избыточного явного тепла в производственном помещении количество приточного (удаляемого) воздуха определяется из условия компенсации...
-
Все оборудование, работающее на электрическом токе, заземляют, т. е. металлические части оборудования соединяют с заземлителями, проложенными в земле....
-
Источниками шума на машиностроительных предприятиях являются станочное, кузнечно-прессовое оборудование, энергетические установки, компрессорные и...
-
Расчет естественного освещения - Правила техники безопасности и производственной санитарии
Помещения с постоянным пребыванием людей должны иметь, как правило, естественное освещение. При проектировании новых помещений, при реконструкции старых,...
-
Расчет местной вытяжной вентиляции - Правила техники безопасности и производственной санитарии
Местную вентиляцию применяют во всех случаях, где происходит выделение вредных веществ в результате выполнения технологического процесса, при обработке...
-
Производственная санитария. Оценка условий на рабочем месте - Основы безопасности жизнедеятельности
Санитария - это совокупность практических мероприятий, направленных на оздоровление среды, окружающей человека. Производственная санитария - это система...
-
Где К - опытный коэффициент, равный 12 для щелевых отсосов и 16 для двойного отсоса; I - величина сварочного тока. Таблица 3.1. Расчетная скорость...
-
1 Общие требования безопасности 1.1. К работе с ручным электроинструментом допускаются лица не моложе 18 лет, прошедшие производственное обучение и...
-
ПБ при эксплуатации электрической проводки в шахтах - Промышленная техника безопасности
Эксплуатация электрической проводки при ведении горных работ на ООО "Шахта "Чертинская-Коксовая" производится согласно ПРАВИЛ БЕЗОПАСНОСТИ В УГОЛЬНЫХ...
-
Замысел На территории АЭС произошел выброс радиоактивных веществ. Размеры загрязненной территории 1,5х2,0 км. Уровень радиоактивного загрязнения - 150...
-
При использовании лестницы-палки должны соблюдаться следующие правила охраны труда: использовать лестницу только по назначению; не допускается...
-
Правила техники безопасности - Охрана труда на металлургическом предприятии
Все поступившие на предприятие обязаны пройти вводный инструктаж по безопасности труда. Первичный инструктаж проводит мастер непосредственно на рабочем...
-
Важным условием безопасности производственного процесса является устранение воздействия производственных вредностей, к которым относятся шумы, вибрация,...
-
Правила электробезопасности в лаборатории - Техника безопасности в химической лаборатории
Все помещения лаборатории должны соответствовать требованиям электробезопасности при работе с электроустановками по ГОСТ. Все электрооборудование с...
-
Требования охраны труда во время работы - Правила безопасности для оператора ПК
3.1 Запрещается во время работы пить какие-либо напитки, принимать пищу; 3.2 Запрещается ставить на рабочий стол любые жидкости в любой таре (упаковке...
-
Аварийный слив горючей жидкости из технологических аппаратов и трубопроводов, или из помещений, оказавшихся в опасной зоне, является одним из способов...
-
Рассмотрим требования по технике безопасности, которые распространяются на персонал 1-й квалификационной группы -- лиц, работающих на электроустановках в...
-
Электробезопасность, Производственный шум, Вибрация - Основы безопасности жизнедеятельности
Напряжение прикосновения -- это разность потенциалов точек эл. цепи, которых человек касается одновременно, обычно в точках расположения рук и ног....
-
Питание электродвигателей с электрозамкнутым ротором осуществляется по двум последовательно включенным участкам с различными видами электропроводок: от...
-
Государственный стандарт ГОСТ 12.0.003 - 74 ССБТ "Опасные и вредные производственные факторы". Классификация подразделяет производственные факторы по...
-
Большую часть времени активной жизнедеятельности человека занимает целенаправленная профессиональная работа, осуществляемая в условиях производственной...
-
Основные положения 1.1.1. Правила безопасности в нефтяной и газовой промышленности (далее - Правила) разработаны в соответствии с Федеральным законом от...
-
При механической обработке детали 2ТЭ116.30.58.147-ЗЧ - "Коробка клапанная" на металлорежущих станках возникает ряд физических опасных и вредных...
-
1. Общие требования безопасности К работе в качестве уборщика допускаются мужчины и женщины. Лица моложе 18 лет не допускаются к работе на высоте, уборке...
-
1 Общие требования безопасности 1.1. К самостоятельной работе с персональным компьютером (далее именуемых ПЭВМ) допускаются лица, прошедшие вводный...
-
Под вибрацией понимают возвратнопоступательное движение твердого тела. Это явление широко распространено при работе различных механизмов и машин. При...
-
Разработка мероприятий по производственной санитарии - Охрана труда
Мероприятия по производственной санитарии состоят из: - обеспечение качества воздуха рабочей зоны; - защита от шума, вибрации и излучения; - организация...
-
Кассетный огнепреградитель устанавливается перед дыхательным клапаном резервуара (встроен в ДК). Он защищает резервуар от распространения в него огня...
-
В организациях должен осуществляться постоянный контроль за состоянием охраны труда: - оперативный контроль; - контроль, проводимый службой охраны труда...
-
Правила пожарной безопасности в лаборатории - Техника безопасности в химической лаборатории
Все помещения лаборатории должны соответствовать требованиям пожарной безопасности по ГОСТ и иметь средства пожаротушения. Лаборатория должна быть...
-
Вибрация -- механические колебания механизмов, машин или их деталей. В соответствии с ГОСТ 12.1.012--78 вибрацию классифицируют следующим образом. По...
-
Общие требования Техническое обслуживание пожарных машин производится в помещениях или постах, обеспеченных естественной и принудительной вентиляцией....
Расчет виброизоляции - Правила техники безопасности и производственной санитарии