2261

Для защиты человека от вибрации, снижения её уровня используется виброизоляция.

Виброизоляцией называют метод вибрационной защиты, заключающийся в том, что между источником вибрации и защищаемым обьектом устанавливают деформируемое устройство, называемое виброизолятором, которое в необходимой степени снижает передаваемую вибрацию.

Для снижения действия вибрации на операторов строительных и дорожных машин используют виброзащитные сиденья, виброзащитные кабины, и т.д.

Санитарные нормы первой группы ограничивают вибрацию, передаваемую на руки работающих. Вторая группа санитарных норм ограничивает вибрацию рабочих мест.

Таблица 1

Предельно допустимые значения виброскорости, действующей на руки

Таблица 2

Предельно допустимые величины вибрации рабочего места (пола, сиденья, рабочей площадки и т.п.)

Для вибрации с частотой ниже 11 Гц установлены предельно допустимые значения виброперемещения в виде допустимого полуразмаха колебаний.

В табл. 2 и 3 нормы даны для случая непрерывного воздействия вибрации в течение всего рабочего дня.

Если продолжительность такого воздействия не превышает 20 % от рабочего времени в смену, то допустимые значения виброскорости и виброперемещения увеличиваются в 1,5 раза.

- 71 -

Часть 2. КОНТРОЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

2.1. Варианты индивидуальных заданий для выполнения контрольных работ

Задача 1

На рис. 38 изображен вибрационный механизм эксцентрикового типа для сортировки сыпучих материалов. При ускорениях близких к ускорению свободного падения, сыпучий материал испытывает состояние «виброкипения».

Найдем параметры кривошипно-шатунного механизма, обеспечивающих виброускорения, равные ускорению свободного падения.

Проекция точки А кривошипа ОА на ось х может быть определена из уравнения

Рис. 38. Вибрационный механизм эксцентрикового типа для сортировки сыпучих материалов:

1 – кривошип, вращающийся с угловой скоростью ω; 2 – шатун; 3 – повзун; 4 – виброгрохот;

5 – подающее устройство;

6 – ёмкость для неотсортированного материала

- 72 -

Проекция точки А на ось х будет определять величину перемещения виброгрохота 4 вдоль оси х (виброперемещение).

Продифференцировав выражение для ХА (уравнение 95) получим выражение для виброскорости:

Продифференцировав уравнение (96) еще раз, получим выражение для виброускорения:

Максимальные значения виброускорения мы получим, приняв максимальное большое значение =1.

Пренебрегая знаком «минус» в выражении 98, получим

Приняв в уравнении (99) , получим

Выражение (100) мы используем для определения режимов работы вибрационного механизма, обеспечивающих работу виброгрохота в режиме «виброкипения» сыпучего материала.

1.1. Исследование влияния частоты вращения кривошипа на величину виброускорения сыпучего материала

1.1.1. Задавшись значением эксцентриситета (e=ОА). (см. табл. 4) найти значение частоты вращения кривошипа, обеспечивающей состояние «виброкипения» сыпучего материала.

Определим из формулы (100) величину угловой скорости кривошипа

- 73 -

. (101)

где g = 9,81 м/с2 – ускорение свободного падения; e – длина кривошипа, м; ω – угловая скорость кривошипа, рад/с.

Полученную угловую скорость кривошипа в радианах в секунду нужно перевести в обороты в минуту:

В результате получим минимальную частоту вращения кривошипа (об/мин), при которой сыпучий материал переходит в состояние «виброкипения»

1.1.2. Полученное значение частоты вращения кривошипа окру-

глить до ближайшего целого значения n* и вычислить значения n*/3, n*/2, n*, 2n* и 3n*.

По полученным пяти точкам построить график

(рис. 39).

Для построения графика пользоваться формулой ; где e – длина кривошипа, м; ω – угловая скорость кривошипа, рад/с;

Для расчета угловой скорости пользоваться формулой

Рис. 39. Зависимость виброускорения от частоты вращения кривошипа

- 74 -

1.2. Исследование влияния величины эксцентриситета (длины кривошипа) на величину виброускорения сыпучего материала.

Задавшисьчастотойвращениякривошипаn=100об/минпоформуле:

.

Определяем величину виброускорения для различных значений эксцентриситета.

Для расчета брать следующие значения эксцентриситета: e-5мм, e-2,5мм, e, e+2,5мм, e+5мм, где e – величина эксцентриситета, заданная в табл. 4, в соответствии с номером варианта.

По результатам вычислений, по пяти точкам, построить график

, при n = 100 об/мин (рис. 40).

Рис. 40. Зависимость виброускорения от величины эксцентриситета

1.3. Найти совокупные значения частоты вращения вала и эксцентриситета, обеспечивающие виброускорение, равное ускорению свободного падения.

Для расчета рекомендуется пользоваться формулой

- 75 -

,

где g – ускорение свободного падения, g = 9,81 м/с2; e – длина кривошипа, м.

Длину кривошипа задаем так же, как в задаче 2: e-5мм, e-2,5мм, e, e+2,5мм, e+5мм.

Полученные значения угловой скорости в рад/с необходимо перевести в обороты в минуту. По полученным значениям построить график n=f(e) при (рис. 41).

Рис. 41. Совокупность значений n (об/мин) и е (мм), обеспечивающие ускорение ХА = g

1.4. Исходные данные для расчета.

Исходные данные для расчета следует принимать из табл. 4, в соответствии с заданным преподавателем номером варианта

- 76 -

Таблица 4

- 77 -

Задача 2

Часть 1

Найти резонансную частоту вращения карданного вала автомобильного тягача с приводом на задние колеса.

Рис. 42. Схема трансмиссии:

1 – двигатель с КПП; 2 – передняя часть карданного вала; 3 – задняя часть карданного вала; 4 – главная передача; 5 – подшипник с упругим корпусом (подвесной подшипник);

6 – ведущее колесо

Крутящий момент от двигателя через коробку передач (КПП) передается на карданный вал, затем на главную передачу (задний мост) и ведущее колесо (см. рис. 42).

Сделав ряд допущений, можно записать дифференциальное уравнение колебаний карданного вала:

где m – масса карданного вала (кг), С- жесткость корпуса подвесного подшипника (Н/м).

Разделив обе части уравнения 104 на массу, получим

m

- 78 -

В первой части задачи 2 необходимо построить графическую зависимость nрез f C,m , принимая nрез f 0 , где nрез – резонансная частота вращения (рис. 43).

Рис. 43. Изменение резонансной частоты вращения вала n (об/мин)

взависимости от жесткости С (Н/м) упругой подвески

-79 -