Защита окружающей среды от вибраций методом виброгашения.
Источниками вибрации являются:
Технологическое оборудование ударного действия (молоты и прессы).
Мощные энергетические установки (насосы, компрессоры, двигатели).
Рельсовый транспорт предприятий и коммунального хозяйства (метрополитен, трамвай).
Железнодорожный транспорт.
Инженерное оборудование зданий (лифты, насосные установки).
Системы отопления, канализации, мусоропроводов.
В первых четырех случаях вибрации распространяются по грунту и достигают фундаментов общественных и жилых зданий, часто вызывая звуковые колебания. Передача вибраций через фундаменты и грунт может способствовать их неравномерной осадке, приводящей к разрушению расположенных на них инженерных и строительных конструкций. Особенно это опасно для грунтов, насыщенных влагой. Во всех случаях вибрации вызывают раздражающее действие либо помехи для трудового процесса в общественных зданиях. Протяженность зоны воздействия вибраций в окружающей среде определяется величиной их затухания в грунте, которая, как правило, составляет 1дБ/м (в водонасыщенных грунтах это затухание несколько больше). Чаще всего на расстоянии 50 – 60 м от магистралей рельсового транспорта вибрации практически затухают. Применительно к оборудованию кузнечно-прессовых цехов зона действия вибраций значительно больше, и для молотов с облегченными фундаментами она может составлять до 150 – 200 м.
Для исключения воздействия вибрации на окружающую среду необходимо принимать меры по их снижению, прежде всего в источнике возникновения или, если это невозможно, на путях распространения. Снижение вибраций в источнике производится как на этапе проектирования, так и при эксплуатации.
Виброгашение. Использование этого метода связано с увеличением реактивной части импеданса колебательной системы. Виброгашение реализуется при увеличении эффективной жесткости и массы корпуса машин или станин станков за счет их объединения в единую замкнутую систему с фундаментом с помощью анкерных болтов или цементной подливки. С этой же целью относительно малогабаритное инженерное оборудование жилых зданий (вентиляторы, насосы) устанавливают на опорные плиты и виброгасящие основания.
Определение амплитуд вынужденных и свободных колебаний фундамента производят в соответствии с указаниями СниП 2.02.05 – 87 и учетом типа машин. Расчетную динамическую нагрузку РД определяют по формуле:
РД = h * * РН,
где h и коэффициенты соответственно надежности и динамичности, характерные для каждого типа машин; РН – нормативное значение динамической нагрузки, соответствующее нормальному эксплуатационному режиму работы машины.
Допустимые значения вибраций определяются условием:
Amax Адоп,
где Amax – наибольшая амплитуда колебаний фундамента по расчету; Адоп – допустимая амплитуда колебаний фундамента в соответствии с указаниями СНиП.
Для машин с кривошипно-шатунными механизмами расчет амплитуд вертикальных колебаний производят по формуле:
Amax = Pzд / (bz - m* 2)
где Pzд – расчетная вертикальная составляющая возмущающих сил машины в соответствии со СНиП 2.02.05–87; m - суммарная масса машины и фундамента, кг; bz – коэффициент жесткости основания при упругом равномерном сжатии bz = cz* S, где S – площадь подошвы фундамента; cz - коэффициент упругого равномерного сжатия естественного основания, определяемый результатами исследований. Значение cz (при отсутствии экспериментальных данных) для наиболее распространенных фундаментов с площадью подошвы S не более 200 м2 допускается определять по формуле:
cz = b0 *E *(1+ [S0 / S]1/2 ),
где b0 – коэффициент, м-1 (принимается равным 1 – для песков; 1.2 – для суспензий и суглинков; 1.5 – для глин и крупнообломочных грунтов); E – модуль деформации грунта в тоннах силы на 1м2 , тс/ м2, определяемый в соответствии со СНиП по проектированию оснований зданий и сооружений; S – площадь подошвы фундамента, м2;
S0 = 10 м2.
Снижение вибраций, создаваемых рельсовым транспортом, обеспечивается укладкой и креплением рельсов на массивные железобетонные шпалы.