6.3. Проектные решения по виброизоляции механизмов и оборудования
Виброизоляция обеспечивает снижение передачи энергии колебаний от источника за счет потерь в упругих элементах-виброизоляторах в виде пружин или эластичных (резиновых) материалов.
В расчете виброизоляции с использованием пружинных и резиновых виброизоляторов используются следующие исходные данные:
- общий вес оборудования или механизма Рм, кг;
- число оборотов основного привода механизма no, об/мин;
- размер опорной поверхности механизмов А×В, м2.
Расчет пружинных амортизаторов выполняется следующим образом:
1. Определяется основная частота колебания привода по варианту задания (Приложение 6.А)
(6.5)
где nо – число оборотов привода, об/мин.
2. Выбирается тип виброизолятора, исходя из веса оборудования по заданию и характеристикам (табл. 6.4).
3.Определяется количество аммортизаторов, которое должно быть кратным двум:
(6.6)
где Pм ‑ общий вес оборудования (механизма), кг.
Рн ‑ номинальная нагрузка на один амортизатор выбранного типа, кг (табл. 6.4).
Таблица 6.4
Основные технические характеристики пружинных вибраторов
типа АКСС
Тип. виброизолятора |
Номил. нагр. Рн, кг |
Деформ. сжатия, см |
Частота foz, Гц |
Тип виброи-золятора |
Номин. нагр. Рн, кг |
Деформ. сжатия, см |
Частота foz, Гц |
М-10 |
10 |
0,06 |
37 |
И-25 |
25 |
0,1 |
22 |
М-15 |
15 |
0,07 |
33 |
И -40 |
40 |
0,12 |
20 |
М-40 |
40 |
0,07 |
32 |
И -60 |
60 |
0,12 |
20 |
М-85 |
85 |
0,06 |
30 |
И -85 |
85 |
0,1 |
20 |
М-120 |
120 |
0,09 |
27 |
И -120 |
120 |
0,15 |
16 |
М-160 |
160 |
0,06 |
34 |
И -160 |
160 |
0,1 |
20 |
М-220 |
220 |
0,06 |
34 |
И -220 |
220 |
0,1 |
21 |
М-300 |
300 |
0,06 |
30 |
И -300 |
300 |
0,11 |
18 |
М-400 |
400 |
0,07 |
30 |
И -400 |
400 |
0,12 |
18 |
Таблица 6.5
Основные характеристики эластичных материалов
для виброизоляторов
Вид материала |
Твердость по Шору |
Ед, кг/см2 |
Ест, кг/см2 |
[σ], кг/см2 |
Плотность, г/см2 |
Коэф. потерь |
Резина морозостойкая |
30 |
20 |
11 |
2,0 |
0,95 |
0,09 |
Каучук натуральный |
30 45 50 55 |
30 70 62 82 |
25 30 33 53 |
2,0 3,0 4,0 5,0 |
0,98 1,16 1,32 1,38 |
0,06 0,15 0,08 0,07 |
Каучук полихлоро-преновый |
60 70 |
450 410 |
90 130 |
5,0 5,0 |
1,46 1,92 |
0,45 0,32 |
4. Провести проверку на отсутствие резонанса системы с выбранными виброизоляторами, относительно частоты fo, формула (6.5)
(6.7)
При невыполнении данного условия следует изменить тип и количество виброизоляторов, а затем повторить расчет.
5. Начертить схему расстановки виброизоляторов по площадке опоры оборудования равномерно по отношению к центру тяжести, который следует принять в середине площадки.
6.Определить величину снижения вибрации в дБ на основной частоте работы привода.
, (6.8)
Расчет резиновых амортизаторов выполняется по следующим этапам:
1. Выбираем вид материала резины для амортизатора (табл. 6.5).
2. Определяем суммарную площадь резиновых амортизаторов
,
(6.9)
где [σ] ‑ допустимое рабочее напряжение в резине амортизатора, кг/см2 (табл. 6.5).
3. Принимаем размеры одного амортизатора а×b×h в сантиметрах и определяем площадь одного амортизатора S1 (размер одного амортизатора принимается: длина а = 10 см, ширина b = 5-8 см; высота H = 3-5 см).
4. Определяем количество резиновых амортизаторов, которое должно быть кратно двум (4, 6, 8):
(6.10)
5. Определяем частоту собственных колебаний системы на резиновых амортизаторах:
,
(6.11)
где ЕД‑ динамический модуль упругости резины, кг/см2 (табл. 6.5).
6. Полученную частоту foz оцениваем по условиям резонанса (выражение 6.7). При невыполнении данного условия по резонансу следует изменить материал резины и расчет повторить.
7. Определить эффективность применения резинового амортизатора (выражение (6.8)).
8. Произвести сравнение величины снижения вибрации на основной оборотной частоте для пружинного и резинового амортизатора и дать заключение о целесообразности установки наиболее эффективного варианта.