Контрольное задание №6
«ЗАЩИТА РАБОЧИХ МЕСТ ОТ ВИБРАЦИИ. РАСЧЕТ ВИБРОГАСЯЩЕГО ОСНОВАНИЯ»
6.1-Теоретическая часть
В инженерной практике часто приходится разрабатывать мероприятия по уменьшению вибрации на путях ее распространения от источника вибрации. Ослабление вредных вибраций возможно виброизоляцией, применением виброгасящих оснований; динамических гасителей вибрации и вибропоглощением. Эффективным способом борьбы с вибрацией является комбинированное использование указанных способов.
Показателем эффективности пассивной виброизоляции является коэффициент передачи μ, который показывает, какая доля динамической силы, возбуждаемой машиной, передается через аммортизаторы на основание
,
(6.1)
где:
-
передаваемая динамическая сила;
-
возмущающая сила;
-
жесткость виброизолятора;
-
амплитуда виброперемещения.
Для пассивной виброизоляции (рис. 2.1) коэффициент передачи определяется как отношение значений перемещений (скорости v, ускорения а) защищаемого объекта x0 и источника возбуждения χ.
.
(6.2)
Рисунок 6.1 – Пассивная виброизоляция:
а) динамически неуравновешенной машины;
б) рабочего места.
Если пренебречь затуханием в виброизоляторах, то коэффициент передачи можно рассчитать по формуле
,
(6.3)
где: f – частота вынужденных колебаний, Гц;
f0 – частота собственных колебаний, Гц.
Рисунок 6.2 – Зависимость коэффициента
передачи
от
для оценки эффективности виброизоляции:
а – при использовании стальных
пружинных виброизоляторов; б –
при использовании резиновых виброизоляторов;
в – область виброизоляции (заштрихована).
При работе большинства машин возникают динамические нагрузки, обусловленные неуравновешенными силами инерции. Эти силы могут вызвать недопустимые колебания строительных конструкций и оказать вредное действие на организм человека. Допускаемые амплитуды виброперемещения по ГОСТ 12.1.12-78 приведены в табл. 6.1.
Для уменьшения колебаний строительных конструкций и расположенных на них рабочих мест машины возбуждающие динамические нагрузки устанавливают на массивные фундаменты.
Таблица 6.1 – Допускаемые значения амплитуды виброперемещения по ГОСТ 12.1.12-78 «Вибрация. Общие требования безопасности»
Частота гармонической составляющей, Гц |
Амплитуда виброперемещения, мм |
|
на постоянных рабочих местах в производственных помещениях |
в производственных поме-щениях без вибрирующих машин |
|
2 |
1,4 |
0,57 |
4 |
0,25 |
0,1 |
8 |
0,063 |
0,025 |
16 |
0,0282 |
0,0112 |
31,5 |
0,0141 |
0,0056 |
63 |
0,0072 |
0,0028 |
Массу фундамента подбирают таким образом, чтобы колебания подошвы фундамента не превышали (по виброперемещению) установленных для заданной частоты величин.
Расчет фундамента под виброплощадки сводится:
а) к проверке амплитуд виброперемещения вынужденных колебаний фундамента;
б) к определению давлений, передаваемых фундаментом на грунт (табл. 6.2);
в) к проверке собственной частоты колебаний фундамента (собственная частота колебаний фундамента должна отличаться от частоты вынужденных колебаний не менее чем в 1,5 раза).
Таблица 6.2 – Основные характеристики грунтов
Нормативное давление R на основание условного фундамента, 1∙105 Па |
Коэффициент упругого равномер-ного сжатия, cz, Н/см3 |
1 |
20 |
2 |
40 |
3 |
50 |
4 |
60 |
5 |
70 |
Рисунок6.3 – Схема установки динамически неуравновешенной машины на виброгасящий фундамент.
Нормативная динамическая нагрузка N от виброплощадки, возбуждаемая механическими вибраторами с вращающимися эксцентричными мас-сами (дебалансами), определяется как центробежная сила
,
(6.4)
где: m – масса вращающейся части машины (дебаланса), кг;
ω – круговая частота вала машины, с-1;
r – эксцентриситет вращающихся масс.
Таблица 6.3 – Допускаемые нормативные давления на грунт R
Грунт |
R, 1∙105 Па |
1. Пески независимо от влажности: а) крупные б) средней крупности |
3,5…4,5 2,5…3,5 |
2. Пески мелкие: а) малонасыщенные б) насыщенные водой |
2…3 1,5…2,5 |
3. Пески пылеватые: а) маловлажные б) очень влажные в) насыщенные водой |
2…2,5 1,5…2 1,5…10 |
4. Супеси при коэффициенте пористости К: а) К=0,5 б) К=0,7 |
3 2 |
5. Суглинки при коэффициенте пористости К: а) К=0,5 б) К=0,7 в) К=1 |
2,5…3 1,8…2,5 1…2 |
При использовании дебалансных вибраторов нормативную динамическую нагрузку определяют по формуле
,
(6.5)
где: МК – кинетический момент одного вибратора, Н∙см;
g – ускорение свободного падения, см/с2.