Определение вибрационной зоны безопасности машин с динамическими нагрузками

Государственное образовательное учреждение

Высшего профессионального образования

Уфимский государственный нефтяной технический университет

электронное учебно – методическое пособие для выполнения контрольных работ по дисциплине

"экология"

Уфа 2008

Электронное учебно-методическое пособие содержит цель работы, методика проведения расчета, справочные таблицы, номограммы, варианты заданий, ответы, а также контрольные вопросы для проверки полученных знаний.

Составители Насырова Л.А., доц., к.х.н.

Зайнутдинова Э.М., ст.преп., к.б.н.

Ягафарова Г.Г., профессор, д.т.н.

СОДЕРЖАНИЕ

	С.
Введение
1 Методические указания к выполнению контрольной работы на тему "Определение вибрационной зоны безопасности машин с динамическими нагрузками"
2 Требования к содержанию и оформлению контрольной работы
Приложения
Список использованной литературы

Введение

Учебными планами УГНТУ при изучении дисциплины «Экология» предусмотрено выполнение студентами-заочниками домашнего задания (контрольной работы).

В пособии приведены методические указания по их выполнению. Студентам предлагается выполнить контрольную работу на тему "Определение вибрационной зоны безопасности машин с динамическими нагрузками". Изложены подробные методические указания по выполнению расчетной части контрольной работы с необходимыми справочными материалами. Кроме того, приводятся требования кафедры «Прикладная экология» к содержанию и оформлению контрольной работы, а также список рекомендуемой литературы для самостоятельной работы студентов.

1 Методические указания к выполнению контрольной работы на тему "Определение вибрационной зоны безопасности машин с динамическими нагрузками"

Определение вибрационной зоны безопасности машин с динамическими нагрузками

В настоящее время эксплуатация подавляющего большинства технологического оборудования, энергетических установок, различных машин и механизмов на производстве связана с возникновением шумов и вибраций различной частоты и интенсивности, оказывающих весьма неблагоприятное влияние на организм человека.

Вибрация широко используется при виброуплотнении, формовании, прессовании и просеивании мелкодисперсных материалов. Также вибрацией и шумом сопровождается работа механизмов и агрегатов, действие которых основано на вращательно-поступательном движении.

В то же время неуклонно растет уровень акустического загрязнения больших городов. Эквивалентные уровни шума на автомагистралях достигают 85 дБА, на жилых территориях – 72 дБА, а в жилых помещениях – 60 дБА. Это приводит к общему ухудшению здоровья и, как следствие, снижению трудоспособности жителей городов и населенных пунктов. В среднем около 40 % городского населения России подвергаются вредному воздействию городских шумов.

Использование в технологических процессах машин с интенсивными динамическими нагрузками вызывает следующие проблемы: защиту от вибраций работающих на производстве и защиту от вибраций окружающей среды. Колебания мощных кузнечно-прессовых машин, компрессоров, насосов, вентиляторов через опорные конструкции (фундаменты, основания, опорные части, передаются грунту, далее - фундаментам рядом расположенных зданий, в которых отсутствуют источники вибраций, в том числе, непроизводственного назначения. Поэтому при проектировании последних необходимо учитывать вибрационный фактор, определяя минимально допустимое расстояние от фундаментов этих зданий до фундаментов машин с динамическими нагрузками. Этот момент необходимо учитывать не только при проектировании жилых и общественных зданий в селитебных зонах, но при проектировании зданий вычислительных центров, конструкторских бюро, научно-исследовательских лабораторий, цехов без источников вибраций, располагающихся непосредственно на территории предприятия. Это вызвано тем, что нормирование вибрации во всех перечисленных случаях проводится более жестко по сравнению с нормированием вибраций рабочих мест машин - источников вибрации.

Вибрации в цехах, где имеются машины с динамическими нагрузками, могут соответствовать действующим нормам по вибрации, а в расположенных рядом зданиях требования норм на вибрацию могут не выполняться. Чаще всего это имеет место в жилой застройке, где нормирование вибрации производится особенно жестко.

Расчетная часть

В расчетной части контрольной работы необходимо рассчитать минимально-допустимое расстояние от кузнечно-прессовой машины до жилой застройки, используя данные, приведенные в Приложении (таблица 1).

1. Определяем частоту возбуждающей силы по формуле:

, Гц

По таблице 2 (Приложение) с учетом частоты возбуждающей силы определяем допустимое значение логарифмического уровня среднеквадратичного виброперемещения L_норм.

2. Значение логарифмического уровня среднеквадратичного виброперемещения (L_норм), взятое из табл. 2, корректируется с учетом поправок (∆), представленных в Приложении (таблица 3).

3. Откорректированное значение логарифмического уровня допустимого среднеквадратичного виброперемещения пересчитывают в абсолютное значение

среднеквадратичного виброперемещения по формуле:

, м

где А_о – опорная (пороговая) величина виброперемещения (А_о=8∙10^-12).

4. Для получения А_mr, соответствующего А_норм, среднеквадратичное значение виброперемещения пересчитывают в амплитудное по формуле:

, м

5. Жесткость системы «машина - фундамент – основание (грунт)» в вертикальном направлении с учетом заданного значения площади подошвы фундамента машины S и коэффициента упругого равномерного сжатия грунта G_z, определяемого по таблице 4 (Приложение) по известной величине допустимого давления на основание:

, Н/м

где g - ускорение свободного падения, g=9,8 м/с².

6. Амплитуда колебаний А_mф системы «машина – источник вибрации - фундамент» определяется по формуле:

, м

где F_m – амплитуда возмущающей силы;

m_∑ - суммарная масса пресса и ее фундамента;

ω – угловая частота колебаний машины ;

К_z – жесткость системы «машина – фундамент – основание (грунт)» в вертикальном направлении.

7. Для полученных значений А_mф и А_mr рассчитывают соотношение:

8. По полученному значению β и используя номограмму (Приложение рисунок 1) зависимости β=f(r), определяем минимально допустимое расстояние r (м) до жилой застройки.

Задание на контрольную работу

Выполнить контрольную работу в соответствии с заданным вариантом. Исходные данные представлены в Приложении (таблица 1).