Метод защиты путем виброизоляции.

Одним из методов защиты рабочих мест от воздействия вибрации является виброизоляцияисточника и человека. Снижение вибрации здесь достигается установкой упругих элементов (амортизаторов) между источником вибрации и рабочий местом. Амортизаторы выполняются из стальных пружин, различных сортов резины, упругих видов пластмасс, упругих оболочек со сжатым воздухом и др.

Основным показателем, определяющим качество виброзащиты, является коэффициент передачи KII, физический смысл которого - отношение амплитуды вибросмещения (виброскоростиV_В, виброускоренияW_B, силыF_В) виброизолированного основанияA_Вк амплитуде вибросмещения (виброскоростиV_И, виброускоренияW_И, силыF_И) в источнике вибрации А_И:

КП = A_В/A_И=V_В/V_И=W_В/W_И=F_В/F_И(7)

Коэффициент передачи в системах, где можно пренебречь трением (стальные пружины), может быть рассчитан по формуле:

где f- частота вынужденных колебаний источника, Гц;

f₀- частота собственных колебаний виброизолированного основания, Гц,

Коэффициент передача в системах, обладающих большим внутренним трением (резиновые амортизаторы), может быть рассчитан по формуле:

где а = f/f₀;

b- относительное демпфирование, зависящее от сорта резины и задаваемое по справочникам.

Если b= 0, формула (9) переходит в формулу (8).

Чем меньше значение КП, тем выше степень виброизоляции. Например, пружинные амортизаторы имеют коэффициент передачи КП = 1/40 - 1/80. Однако оптимальные соотношения f/f₀= 3 - 4, что соответствует значениям КП = 1/8 - 1/l5.

Частота собственных колебании виброизолированной машины, установленной на стальные пружин­ные амортизаторы, с ошибкой 4 – 8% определяется по формуле:

где K– жесткость амортизатора, Н/м²;

М - масса, виброизолированной машины, кг,

Х_ст - статическая осадка амортизатора под действием массы виброизолированной машины, м;

g= 9,81 м/с²- ускорение свободного падения. Таким образом, для расчета частоты собственных колебаний достаточно определить величину Х_ст:

Х_ст=H₀- Н_гр, (11)

где H₀- высота пружины в ненагруженном состоянии, м;H_ГР- высота пружины в нагруженном состоянии, м.

Из формулы (10) следует, что для изменения f₀, а следовательно, и для изменения КП, нужно изменить либо массуMвиброизолированной машины, либо жесткостьKпружинного амортизатора.

Рис. 1. Схема лабораторной установки:

1 - электродвигатель; 2,3 - виброизоляторы; 4 - вольтметр; 5 - виброметр; 6 - осциллограф; 7 – вибропреобразователь; 8 - лабораторный автотрансформатор; 9 - нагруженная платформа; 10 - фундамент; 11 – ненагруженная платформа

Методика эксперимента Описание экспериментальной установки

Исследование вибрации производится на специальной лабораторной установке (рис. 1). В качестве источника вибраций служит электродвигатель 1 на валу, которого закреплен регулируемый дебаланс.

Электродвигатель жестко закреплен на платформе 9, которая пружинными виброизоляторами 2 отделена от основания (фундамента) 10. Ненагруженная платформа 11 также отделена от основания (фундамента) 10 пружинными виброизоляторами 3.

С помощью грузиков де баланса регулируется амплитуда колебаний. Частота вынужденных колебаний меняется путем изменения числа оборотов электродвигателя с помощью лабораторного трансформатора 8 типа ЛАТР. Напряжение питания фиксируется вольтметром 4.

Измерение параметров вибрации: амплитуды вибросмещения A, мм; виброскоростиV, м/с - производится виброметром 5 типавкп-2.