4.2 Расчет виброизоляторов

Малые механические колебания, возникающие в упругих телах или в телах, находящихся под воздействием переменного физического поля, называются вибрацией. На промышленных предприятиях возникает преимущественно общая технологическая вибрация. Источниками ее возникновения являются различные виды производственного оборудования с вращающимися или поступательно-возвратными частями. Основными характеристиками вибрации являются частота, виброскорость и ускорение колебательных движений. Все методы и средства виброзащиты сводятся к снижению амплитуды колебаний. Одной из мерой подавления вредной вибрации является виброизоляция – защита сооружений, машин, приборов и людей от вредного воздействия вибрации путем введения промежуточных деформируемых элементов (амортизаторов) между источником вибрации и защищаемым объектом. В качестве амортизаторов могут использоваться стальные пружины, прокладки из резины, рессоры и др. При снижении вибрации высокой частоты целесообразно применять резиновые амортизаторы.

4.2.1 Расчет числа витков пружинных виброизоляторов

Для агрегатов, имеющих частоту вращения менее 1800 об/мин., рекомендуется применять пружинные виброизоляторы (рисунок 4.1). Они долговечны и надежны в работе, эффективны при виброизоляции низких частот, но недостаточно снижают передачу вибраций более высоких частот (16000…20000 Гц), что обусловлено внутренними резонансами пружинных элементов.

Частота вынужденных колебаний оборудования, Гц, определяется по формуле:

, (4.4) где n – число оборотов вала оборудования, об/мин.

Частота собственных колебаний машины, находящейся на виброизоляторах, Гц, определяется по формуле:

, (4.5)

где К_n – нормально допустимый коэффициент вибропередачи,

К_n = 1/8…1/16.

Общая жесткость всех пружинных виброизоляторов, Н/м², определяется по формуле:

, (4.6)

где m – масса оборудования, кг.

Жесткость пружины в вертикальном направлении, Н/м², определяется по формуле:

, (4.7)

где N – количество амортизаторов (N = 4, 6, 8).

Число рабочих витков пружинного амортизатора определяется по формуле:

, (4.8)

где d – диаметр прутка, м;

с – индекс стали (с = 4);

Q – модуль сдвига, Н (Q = 7·10⁹ Н ).

Типовые пружины заводского изготовления со стандартными геометрическими и жескостными характеристиками представлены в таблице 4.3.

Рисунок 4.1 – Пружинные вибризолирующие опоры

Таблица 4.3 - Типовые пружины заводского изготовления стандартными геометрическими и жескостными характеристиками

Величина	Марка пружины
	ДО38	ДО39	ДО40	ДО41	ДО43	ДО44	ДО45
Рдоп, Н	117,6	215,6	333,2	539	940	1646,4	3724
f0, Гц	3	2,7	2,5	2,4	2,1	1,5	1,8
Кzn·10-2, Н/м	4,6	6,2	8,3	12,6	30	36,4	45
d·10-3	3	4	5	6	10	12	15
D·10-3	30	40	50	54	80	96	120
i	6,5	6,5	6	6,5	605	6,5	65
H0·10-3, м	65	84	102	114	171	202	245
H·10-3, м	68	88	107	123	186	220	275
h·10-3, м	10	13	17	18	27	32	40
l·10-3, м	752	1015	1185	1370	2020	2424	3032

Примечание: Р_доп - допустимая рабочая нагрузка на пружину, Н; f₀ – собственная частота вертикальных колебаний установки, Гц; - жесткость пружины в вертикальных направлениях, Н/м²; D – диаметр пружины, м; Н₀ – высота пружины в нагруженном состоянии, м; Н – полная высота пружины в ненагруженном состоянии, м; h – шаг нагруженной пружины, м; L – полная длина проволоки (без учета технологического припуска), м; d - диаметр проволоки пружины, м.