Практическое занятие №8
Практическое занятие №8
Расчёт резиновых виброизоляторов оборудования
| Разработал преподаватель | __________ Камышная Е.В. |
| Одобрено ЦК СМД Председатель | __________ Камышная Е.В. |
Зеленогорск
Практическое занятие №8
Тема:Расчёт резиновых виброизоляторов оборудования
Цель: Изучить правила выбора виброизоляторов для технологического оборудования. Изучить методику расчёта основных параметров резиновых амортизаторов.
Теоретический минимум:
В тех случаях, когда фактические значения гигиенических характеристик вибрации превышают допустимые значения, применяются средства защиты от вибрации. Классификация средств и методов защиты от вибрации определена ГОСТ 26568-85 «Вибрация. Методы и средства защиты. Классификация».
Средства защиты от вибрации по организационному признаку делятся на коллективные и индивидуальные.
Вибродемпфирование - это процесс уменьшения уровня вибраций защищаемого объекта путем превращения энергии механических колебаний системы в другие виды энергии.
Под виброгашением понимают уменьшение уровня вибрации защищаемого объекта путем введения в систему дополнительных реактивных импедансов, т.е. сопротивлений упругого или инерционного типа.
Виброизоляция - это уменьшение уровня вибрации защищаемого объекта путем уменьшения передачи колебаний этому объекту от источника колебаний. Виброизоляция осуществляется посредством введения в колебательную систему дополнительной упругой связи, препятствующей передаче вибраций от машины - источника колебаний - к основанию или смежным элементам конструкции; эта упругая связь может также использоваться для ослабления передачи вибраций от основания на человека, либо на защищаемый агрегат. Виброизоляция достигается путем установки агрегатов на специальные упругие устройства (опоры), обладающие малой жесткостью. Хорошая виброизоляция достигается при коэффициенте передачи:
К= 
Коэффициент передачи может быть рассчитан по формуле:
К = 
,
Где:
f - частота возмущающей силы;
f0 - собственная частота системы на виброизоляторах.
Оптимальное соотношение между f и f0 равно 3...4.
Для виброизоляции машин с вертикальной возмущающей силой приме-
няют виброизолирующие опоры 3-х типов: резиновые, пружинные и комбинированные.
Пружинные по сравнению с резиновыми имеют ряд преимуществ. Они
могут применяться для изоляции как низких, так и высоких частот, дольше сохраняют постоянство упругих свойств во времени, хорошо противостоят действию масел и высокой температуры, относительно малогабаритны. Однако металлические пружины имеют тот недостаток, что будучи спроектированы на низкую частоту, они пропускают более высокие. Резина имеет малую плотность, хорошо крепится к деталям, ей легко придать любую форму и она обычно используется для виброизоляции машин малой и средней массы (электродвигателей, насосов, вентиляторов и т.п.). В виброизоляторах резина работает на сдвиг и (или) сжатие. Недостатком резиновых амортизаторов является их недолговечность, так как они со временем становятся жестче и через 5…7 лет их необходимо заменять. Кроме того, с их помощью нельзя получить очень низкие собственные частоты колебаний системы, которые необходимы для тихоходных агрегатов, из-за неизбежной в этом случае перегрузки прокладок, значительно сокращающих срок их службы.
Расчёт резинового виброизолятора.
1. Определение коэффициента передачи:
К = 
= ,
Где:
- амплитуда смещения вынужденных колебаний, мм, (таблица 2);
- нормативные значения амплитуды смещения, мм по
ГОСТ 12.1.012-2004 (таблица 1)
Таблица 1 – Нормативные амплитуды виброперемещений ( )
| Частота, Гц | Нормативная амплитуда виброперемещений, мм | |
| Стационарное оборудование в производственных помещениях | Перемещаемое оборудование производственных помещений | |
| 1,4 | 0,57 | |
| 0,25 | 0,1 | |
| 0,063 | 0,025 | |
| 0,0282 | 0,112 | |
| 31,5 | 0,0141 | 0,0056 |
| 0,0072 | 0,0028 |
Таблица 2 - Амплитуда смещения вынужденных колебаний ( )
| Частота, Гц | 31,5 | |||||
| Амплитуда смещения, мм | 1,28 | 0,28 | 0,056 | 0,026 | 0,014 | 0,0072 |
- определив коэффициент передачи по формуле:
К = ,
можно рассчитать потребное значение собственной частоты:
, Гц.
2. При найденном значении f0 необходимая статическая осадка виброизолированной системы определяется по формуле:
Хст = 
, мм.
3. Для определённого материала амортизатора рассчитывается его высота:
h = Хст 
, мм,
Где:
Е - динамический модуль упругости, Н/м2, (таблица 3);
σ- допустимое напряжение сжатия в резине, H/м2, (таблица 3).
Таблица 3 - Характеристики виброизолирующих материалов
| Марка резины | Динамический модуль упругости, Е  105, Н/м2 | Допустимое напряжение на сжатие, σ 105, Н/м2 |
| 4,2 | ||
| 112А | 1,71 | |
| 59,5 | 2,4 | |
| КР – 107 | 2,94 | |
| ИРП – 1347 | 39,3 | 4,4 |
| 24,5 | 0,98 |
4. Исходя из конструктивных особенностей машины, задаются числом
амортизаторов N и рассчитывают площадь виброизолирующей прокладки:
S = 
, м2,
Где:
- вес оборудования, H.
5. Определяют площадь поперечного сечения одного виброизолятора по формуле:
Р = 
, м2.
6. Определяют поперечный размер одного виброизолятора:
- в виде цилиндра - диаметр d, м:
d = 
, м
- в виде куба - сторона b, м:
b = 
, м
Резиновые виброизоляторы сохраняют устойчивость от опрокидывания в процессе эксплуатации при условии:
h≤ d ≤(1,5÷2)h , или
h≤ 4 b ≤(1,5÷2)h.
Задание:Учитывая данные варианта, рассчитать геометрические параметры резинового виброизолятора. Проанализировать полученные результаты и дать заключение по сохранению устойчивости оборудования от опрокидывания в процессе эксплуатации.
ВАРИАНТЫ
| Вариант | Наименование оборудования | Масса оборудования, кг | Частота, Гц | Марка резины |
| Центробежный насос | ||||
| Вакуумный насос | 112А | |||
| Вихревой насос | ||||
| Электродвигатель* | ||||
| Вентилятор | 112А | |||
| Компрессор* | ||||
| Сетчатая центрифуга | 31,5 | КР – 107 | ||
| Шаговая центрифуга | 31,5 | ИРП – 1347 | ||
| Редуктор шнекового конвейера | ||||
| Рейсмусовый станок |
* Считать, что электродвигатель и компрессор – перемещаемое оборудование
Варианты:
- 1-10 – виброизоляторы цилиндрические;
- 11-21 – виброизоляторы имеют форму куба.
Контрольные вопросы:
1. Назовите средства защиты от вибрации на производстве?
2. Что называют виброгашением?
3. Что называют виброизоляцией?
4. Что называют вибродемпфирированием?
5. Назовите типы виброизолирующих опор?
Отчет по практической работе №1 должен содержать:
1. Схема расположения амортизаторов на оборудовании
2. Расчёт основных параметров резинового амортизатора
3. Анализ сохранения устойчивости оборудования от опрокидывания в процессе эксплуатации.