Расчет виброизолирующих оснований

С точки зрения гигиены различные условия труда при воздействии вибрации характеризуются следующим образом:

комфорт - когда вибрация не вызывает раздражающего действия;

сохранение работоспособности - когда вызываемое вибрацией утомление оператора не ведет к снижению производительности труда;

вибрационная безопасность - когда вибрация не оказывает на организм работающего вредного биологического воздействия, приводящего к заболеванию;

вибрационная опасность - когда действие вибрации на организм может вызвать вибрационную болезнь;

вибрационное поражение - когда действие вибрации непереносимо или создает опасность травмирования.

Гигиеническое нормирование вибрации машин, технологического оборудования, средств транспорта и т.п., действующей на человека, служит для обеспечения вибробезопасных условий труда и заключается в ограничении уровней вибрации элементов машин, с которыми соприкасается тело человека. Допустимые уровни вибрации на рабочем месте человека-оператора по ГОСТ 12.1.012-90 приведены в [1] (табл. 3.12).

Вибрационная нагрузка на строительные конструкции([1], табл. 3.13) от серийно выпускаемого оборудования обычно соответствует нормативным показателям. Однако на практике часто эксплуатируются станки, уровни вибрации которых не соответствуют паспортным данным.

Основными причинами этого являются: сверхнормативный срок эксплуатации, технические неисправности и т.д. Одновременно на каждом предприятии есть станки, изготовленные собственными силами. Рациональность конструкции сборки таких станков невысоки, поэтому их уровень вибрации может не соответствовать промышленным аналогам. По этим причинам все оборудование целесообразно устанавливать на виброизолирующие основания или виброизоляторы, что позволяет не только снизить вибрационную нагрузку на человека-оператора и строительные конструкции до допустимых значений, но и уменьшить уровень шума в помещении.

Для уменьшения вибраций, передающихся на несущие конструкции, применяются пружинные (стальные) или резиновые виброизоляторы. Виброизоляторы в обычных условиях делают однотипными. Для того чтобы их центр жесткости находился на одной вертикали с центром тяжести установки и для обеспечения равных условий их работы и, следовательно, равного износа при эксплуатации, виброизоляторы должны располагаться в плане симметрично относительно центра тяжести установки. Общее количество изоляторов, их тип и размещение определяются расчетом.

Некоторые виды виброизоляторов, серийно выпускаемых в стране, и их характеристики приведены в [1] (табл. 3.15-3.17, рис. 3.3, 3.4).

Для агрегатов, имеющих частоту вращения менее 1800 об/мин, следует применять пружинные виброизоляторы, а при большей частоте - резиновые. Следует иметь в виду, что срок службы резиновых виброизоляторов не превышает трех лет.

Стальные виброизоляторы долговечны и надежны в работе, но они эффективны на низких частотах и недостаточно снижают вибрации более высоких частот (слухового диапазона), что обусловлено внутренними резонансами пружинных элементов. Для устранения передачи высокочастотных вибраций следует применять резиновые прокладки толщиной 10-20 мм, располагая их между пружинами и несущей конструкцией.

Виброизоляторы размещают в четырех точках по углам прямоугольника. В необходимых случаях устанавливают дополнительные виброизоляторы симметрично относительно центра тяжести установки. Для лучшего доступа при монтаже и проверке дополнительные виброизоляторы помещают в центральных точках прямых, соединяющих два угловых виброизолятора. Допускается применение кустовых виброизоляторов (от двух до шести в кусте).

Определение требуемого общего веса виброизолированной установки

1. Виброизолирующие основания под оборудование должны обеспечить эффективность акустической виброизоляции dL в пределах, указанных в [1] (табл. 3.14).

2. Определяем основную расчетную частоту возбуждающей силы,Гц:

f=n/60,

где п - частота вращения движущихся частей установки, об/мин.

Если в установке имеются части, вращающиеся с разными скоростями, за расчетную принимается наименьшая из скоростей.

3. В зависимости от требуемой эффективности виброизоляции dL определяем по графику рис. 2 отношение частоты возбуждающей силы f к предельно-допустимой частоте собственных вертикальных колебаний f₀ виброизолированной установки и рассчитываем f₀.

Рис 2 Отношение частоты возбуждающей силы f к предельно-допустимой частоте собственных вертикальных колебании f₀ виброизолированной установки

4. Рассчитываем требуемую общую массу установки, кг:

Ртр = 2,5*е*Рвр.ч./Qдоп ,

е - эксцентриситет вращающихся частей, мм;

Рвр.ч. - масса вращающихся частей установки, кг;

Qдоп - максимально допустимая амплитуда смещения центра тяжести установки, мм. Если величины е и Qдоп не известны, то для вентиляционной установки можно приближенно принять:

е = 0,2-0,4 мм при динамической балансировке;

е =1,0-1,5 мм при статической балансировке;

Qдоп-потабл. 3.

Таблица 3 - Допустимая амплитуда смещений Qдоп

Частота вращения, об/мин	300	400	500	600	700	900	1200	1500	3000
Qдоп	0,2	0,18	0,16	0,145	0,13	0,11	0,09	0,07	0,04

Если общая масса установки (например масса вентилятора с рамой и электродвигателем) меньше требуемой, то ее необходимо увеличить частичным или полным заполнением внутреннего объема рамы бетоном или смонтировать установку на общей железобетонной плите.