Главная страница

Расчеты по ОТ училище Баумана 1979. Буждающей ч илы у


Скачать 4.39 Mb.
НазваниеБуждающей ч илы у
АнкорРасчеты по ОТ училище Баумана 1979.doc
Дата09.04.2017
Размер4.39 Mb.
Формат файлаdoc
Имя файлаРасчеты по ОТ училище Баумана 1979.doc
ТипДокументы
#1280
страница1 из 3
  1   2   3






§ 3. Защита от вибраций. Расчет ввброиаоляики станков

Виброизоляция - один из наиоолее распространенных методов защиты от 'вибраций. Он реализуется путем введения дополнитель­ной упругой связи (виброизоляторов) между источником вибрации и защищаемым объектом. Применительно к металлорежущим станкам виброизоляция осуществляется как с целью защиты станка от виб­раций основания (фундамента), так и с целью защиты раоочего места станочника от вибраций самого станка. Первый тип зибро-иэоляции ^пользуется при монтаже прецизионных станков. Второй применяется в случае, когда вибрации рабочего места по своему уровню превышают вначения,установленное действующими санитарными нормвми С21]. При устройстве виброизоляции стационарного техно­логического оборудования с целью улучшения условии труда в ка­честве виброизоляторов практически всегда используют пружины или резиновые прокладки. Ниже рассмотрена методика проектного их расчета в соответствии с указаниями {21].

Расчет виброизоляторов Сводится к определению их упруго­сти и геометрических параметров: высоты, площади и числа рези- „ новых прокладок или диаметра, числа витков и радиуса проволоки пружин.

Исходной предпосылкой для расчета является необходимость
выполнения условия /// = 3#4, где / - частота колебаний_вв|-
буждающей ч)илы; уо - соответственная собственная частота кбвеба-,.
-ний станка на виброизоляторах. Это соответствует, как известно,
оптимальной, о точки зрения значения коэффициента передачи КП ■
я[(///0)*-1Уи эксплуатационных характеристик,виброизоляции.
Частота колебаний возбуждающей силы/ М наличии не-

скольких приводных электродвигателей в расчет закладывается на­именьшее из полученных значений. По известному значению / оп­ределяется /сz.f/fs-i.tj) . Далее ведется расчет в зависимости от вида-виброиволяторов.

При низкочастотных вибрациях, а также неблагоприятных ус­ловиях эксплуатации (наличие высоких температур, масел, паров 32

кислот, щелочей) рекомендуется использование пружин, при высо­кочастотной вибрации - резиновых прокладок. При этом следует иметь в виду, что пружины дольше сохраняют упругие свойств во времени.

Расчет виброизоляторов типа резиновых прокладок ведется в такой последовательности.

I. При найденном значении /0 необходимая статическая осад­ка виброизолированной системы определяется по формуле*^

(3.1)
2. Для выбранного материала прокладки рассчитывается высо­та прокладки

(3.2)

"СТ С*ст)

где £ - динамический модуль упругости материала резиновых прокладок, Н/«2. f^c7.j > допустимая нагрузка на сжатие материала резиновых прокладок, И/м*, Значения £ и Ысг!для наиболее ' распространенных прокладочных материалов даны в твбл. 3.1.

Таблица 3.1

ht±f. (3.3) где А - длина волны изолируемых колебаний, п - 1,2,3...

Формула следует из соотношений -j£/m§^=&Ffif*

=^$/xcT*где 9 и m

хс°01ветствеяно жесткость в масса виброизолировавиой систеаы, Р - ее вес, . д - ускорение сво­бодного падения.

(при в прокладке возникаю* резонансные колебания);

где а - меньшая сторона (диаметр) прокладки (при Л ? ЙА прокладки начинают давать сдвиг в горизонтальной плоскости). 4. Площадь виброизолирующей прокладки

'■йэу- (3-5>

где Р -jaeoагрегата, И;

Ы - число прокладок. Если габариты прокладок оказываются неприемлемыми, производится расчет второго приближения, в котором задается меньшее значение

h, либо выбирается материал с меньшей жесткостью. Возможно также увеличение числа виброизоляторов. Ослабление уровня виб­раций

Исходными данными при расчете пружины, предназначенной для виброизоляции, являются:

  1. статическая нагрузка

PCTi--jj> о (3.?)

где Р - общий вес изолируемой установки; /V - число однотипных пружин в виброизолируеыой установке;

  1. жесткость пружин в виброизолируемой установке в верти­кальном направлении



где 0.It- гуммарная жесткость виброизоляции в вертикальном* направлении;

  1. амплитуда вертикальных колебаний осдекта гтпри рабо­чем числе оборотов в минуту п , которая для гармонической воз­буждающей силы может быть рассчитана по формуле



*Л* &>Ш *2*/> (ЗЛО)

30

4) марки сталей для пружин, рекомендуемые ГОСТ 2052-53 и ГОСТ 2590-5? (приведены в Табл. 3.2). Диаметр проволоки пружины

49(€ШЩ(З.П)

и может изменяться в широких пределах (от 3 до 40 мм); в (3.11) (Ху] - допустимое напряжение сдвига при кручении мате­риала пружин;

C*W-(3.12)

- индекс пружины, значения С рекомендуется принимать от 4 до 10; - средний диаметр пружины. Коэффициент сжимаемости пружины К , определяемый по графи­ку рис. 3.1 в зависимости от индекса пружины С .

Расчетная нагрузка на одну пружину Р,*/,$Р^,,(3.13)

где - динамическая нагрузке на одну


р

-2*
пружину в рабочем режиме изолируемого объекта,

(3.14)

1,5 - коэффициент, учитывающий усталость материале пружин.

Число рабочих витков

(3.15)

.4d_ % '

(З.К)

О-- модуль сдвига материала пружины. Полное число витков

s *V»/ >

где <-м - число мертвых витков, принимаемое равным 1,5 на оба


если

Lp< ? и 2,5, если > 7.
торца пружины,

Пример 3.1. Рассчитать виброизоляторы для агрегата весом Р а 9800 Н, с числом оборотов п = 2400 об/мин.

Решение. Частота колебаний возмущающей силы /'£=*0 Гц. Собственную частоту агрегата выбираем в четыре раза меньше частоты возмущающей силы: < = 10 Гц.

По формуле (3.1) определяем JCcr■ 0,0025 м. По табл. 3.1 выбираем в качестве прокладок резиновые плиты с [6] »

Примечание. Легкий режим работы. Пассивная виброизоляпия объектов, чувствительных к вибра-циям;■активная;лмбрызоляпия машин I категории динамичности (средвечастотныв, высокочастотные; в П категории (высокочастотные).

Средний режим работы. Активная виброизоляция машин П категории динамичности среднечастот-ных и Ш категории высокочастотных). v

Тяжелый реж»»м работы. Активная висроизоляппя нашив Ш категории (среднечасто?ных) и 13кате­гории. /Категории динамичности и характеристику частотности см,£24}./

* 9,8.Ю4 Н/м2, £ * 3,92 Н/м2.

Толщина прокладки в соответствии с зависимостью (3.2) бу­дет составлять А * 0,1 м.

Прокладка чрезмерно толста. Идем на ухудшение эффективно­сти виброизоляторов, принимая -fy=20 Гц, что соответству­ет я 0,000625 м. Высота прокладки при этом А = 0, 025 м. Проверка условия (3.3) показывает отсутствие резонансных явле­ний в прокладка: действительно, при / = 40 Гц длина соответ­ствующей волны составит X-c/f-10 и, где С- скорость рас­пространения продольных колебаний в мртериале прокладки.

Общая площадь прокладок, укладываемых под плиту, на кото-
рой установлен агрегат, рассчитываем по формуле ^3.5):
о.Р93 СО ,

■ CeWf Ь*-'О* ' '

Число прокладок можно взять равным четырем, площадь каждой вз

них будет
при квадратной форме прокладки ее сторона а составит 0,158 м, т.е. выполняется условие (3.4).

Ослабление вибраций в соответствии с формулой (3.6) соста-

вит
Пример 3.2. Рассчитать виброизоляторы типа пружин под на­гнетательную установку с числом оборотов привода п = 1440 об/мин Вес установки 3925 Н.

Решение. X. Принимаем значение коэффициенте передачи виб-роиаоляции кп*£.

2. Из формулы для коэффициента передачи,КП( находим отноше­ние УУ/ог Г'З,

где /0 - собственная частота системы, включая виброиаоляцию, Гц. 3* Частота колебаний возмущающей силы

  1. Для выбранного значения коэффициента передачи КП необ­ходимое значение собственной частоты системы ^«.^ = -<Р/ц.

  2. Необходимая общая Четкость системы виброизоляции в вертикальном направлении определяется в соответствии с извзст-

- 37

ныи соотношением y0=»^ / по формуле

?гг * г"(ги)гsJ (г 'J,/* -Jo)** (ace .,o6#/„.

  1. Определяем жесткють одного виброизолятора. Если число виброизоляторов выбрать равным 8, то необходимая жесткость од­ной пружины f,t=9*£/A/'f,26'/0s4/M,

  2. Расчетная нагрузка на одну пружину в соответствии с формулами (З.П), (3.13), (3.14), (3.17), (3.18) составит



3925f)26/Os

Ивформуле (3.11) диаметр проволоки пружины


При расчете берем для стали 3,92.10 Н/м (см. табл.

3.2); К - для расчета по формуле (3.II) определяем по графику рис. 3.1. Для С * 8 К « 1,2. Принимаем d« 1,0.КГ2 м. Сред­ний диаметр пружины составляет тогда Ъ*С-с1 • 8.ю-2 м,

9. Число рабочих витков пружины согласно формуле (3.15)

где £ ■ 7;85.Ю10 Н/м2 - модуль упругости пружинной стали при сдвиге (значение^ определяем по табл. 3.2). Принимаем « 2,0.

10. В соответствии с условием (3.17) для £ * 2 принимаем

Н.-1,5.

11ь По формуле (3.16) полное число витков пружины

1'"**h" г»° ♦ I»5 " 3,5.

§ *• Зашита от шума

Требуемое снижение шума aLT/> в производственных помеще­ниях, на территории предприятия или жилой застройки определя­ется по формуле

AL.pSL.-Lpn,(4.1)

L -

где

расчетные или измеренные уровни звукового давления* дБ;

Коп Д°пзстимые уровни звукового давления, определяемые по

нормам [2,18], дБ. Все расчеты проводятся в восьми стандартных октавных поло­сах со среднегеометрическими частотами 63, 125, 250, 500, 1000, 2000, 4000, 8000 Гц с точность» до десятых долей децибела, а окончательный результат округляется до целого числа децибел. Снижение шума &Lза счет проведения соответствующих мероприя­тий должно удовлетворять условию &L*uLr/>-

Пример 4.1. Определить ожидаемые уровни, звукового давления и требуемое снижение шума в расчетной точке помещения кузяечно-прессового цеха объемом 1000 M3t в котором установлено 8 кривошип­ных прессов одного типа (рис. 4,1). Расчетная точка (РТ) нахо­дится на расстоянии %, = 5 м от ближайших четырех прессов и на расстоянии ts= 8 м от остальных четырех. Максимальный раз­мер пресса 4n<»s 2,4 и. Уровни звуковой мощности каждого пресн-

Решение. Уровни звукового давления в расчетной точке при одновременной работе всех прессов

(4.2)

где т - количество источников шума, ближайших в расчетной

точке. В нашем случае необходимо учитывать все источники

(/г?= 8), так как расстояния ж, и г£меньше 4xW> ( *mir> ­

расстояние от расчетной точки до акустического центра ближай-
шего источника, т.е. гт^ - *, = 5 м, а 20 и*\ xL-
коэффициент, который в данной случав равен I (рис. 4,2), так
KfJK /r>ojc<xt» Si-площадь полусферы, окружающей i-й ис-
точник и проходящей через расчетную точку. Для четырех прессов,
находятся на расстоянии г,= 5 и. * 157 и2, а для осталь-
ных прессов ( гг* 8 и) ^ « 402 иг; /7 = 8- число прессов;
6 - постоянная помещения, м2,
Здесь 4*оju- чвстотный мнсдитель, определяемый по табл. 4.1.



4 *


"тол

Рас. 4.2. Определение параметре,*

Расчеты сводим в табл.4.2, откуда видно, что в диапазоне частот 250-8000 Гц требуемое сни­жение шума uLTpсоставляет 6-12 дБ.

В зависимости от конкрет­ных условий требуемое снижение-шуме может быть достигнуто за счет проведения соответствующих мероприятий, в частности установ­ки звукопоглощающих облицовок, ' звукоизолирующих ограждений и т.д

Определение яо-

пойвйения &/0<к>.

Рис. 4.3.

стояниос ^

а" - помещения без мебели с небольшим количеством людей (металяообрабаивающие цехи, машинные залы, испытательные ' стенды и т.д.); б - помеще­ния с жесткой мебелью иди с небольшим количеством людей и мягкой мебелью (лаборато­рии, кабинеты и т.п.); в -помещения с большим количест­вом людей и мягкой мебелжю (рабочие помещения админист­ративных зданий, жилые комна­ты и т.п.); г - помещения со звукопоглощающей облицовкой (потолка и чавти стен)

ЗВУКОПОГОаДЦцАа ОБЛИЦОВКА МЫШНИЙ снижает «ум над/, в расчетной точке, расположенной в зоне отраженного звука. При расстоянии от источника шума до этой точки г > Гу, (граничный ра­диус zi/t- M/S )

6L = fCLy£ #6 , (4.3) где 3f- постоянная помещения после установки облицовки,

(4.4)
Здесь A^^S-Sfg)- эквивалентная площадь звукопоглощения по­верхностями, не занятыми звукопоглощающей облицовкой; с<-средний коэффициент звукопоглощения в помещенги до установки облицовок, -<-3/х&*S)\S- суммарная площадь ограничиваю­щих помещение ..оверхностей, м2; <*f- средний коэффициент аву-


жопоглощения помещении с установленной облицовкой,

Ы, '(A, *aA)/S . В последней формуле добввочное звукопоглощение аА, вносимое облицовкой,
где <*о<Гл-реверберационный коэффициент звукопоглощения выбран­ной конструкции облицовки, определяемый по данным О, 19], Sod,площадь облицовки, м2.

Пример 4.2. Определить требуемое снижение шума, выбрать конструкцию звукопоглощающей облицовки и рассчитать снижение ■ума при ее установке в помещении металлообрабатывающего цеха высотой 3,5 м, длиной 55 м и шириной 20 и. Объем помещения 3850 м3, а суммарная площадь ограничивающих поверхностей поме­щения S■ 2725 м2. в одной части цеха, занимающей половину плошали, установлено 25 станков. В остальной части цеха разме­щено малошумное оборудование. Измеренные уровни звукового дав­ления Z в расчетной точке, расположенной в малошумной части цехе и уделенной от ближайших ставков на расстояние z=11 м, приведены в табл. 4.3,

Решение. Требуемое снижение шума определяем по формуле (4.1) и заносим в табл. 4.3* Полученные значения &LTpпоказы­вают, что в диапазоне частот 500-8LJ0 Гц необходимо сникать ■ум в данном помещении не 3-7 дБ.

Дль снижения шума предусматриваем звукопоглощающую обли­цовку потолка цехе (■ 1100 и2). Конструкцию облицовки вы­бираем в лде прошивных мвнераловатных плит толщиной 100 мм, защищенных слоем стеклоткани 3-01 и установленных за металли­ческим перфорированным листом толщиной 1,2 мм с отверстиями 6 мм ж коэффициентом перфорации 46%.

Чтобы обосновать применение формулы (4.3), проверим, на­ходится ли расчетная точка в воне отраженного звука, т.е. вы­полняется ли условие г * Ху> , Постоянную помещения В опреде­ляем так же, как в примере 4.1, и полученные значения вносим в твбл. 4.3. Так как !fr^, то применение формулы (4.3) пра­вомерно. Дальнейшие расчеты проводим по вышеприведенным форму­лам, а результаты сводим в табл. 4,3, Как видно из конечного результате (п. 15), установка звукопоглощающей облицовки обес­печивает требуемое снижение шума на всех октавных частотах




Звукоизолирующие ограждения. Для защиты от шума операторов прокатных станов, автоматических литейных линий > другого шум­ного оборудования наиболее рациональным является применение звукоизолирующих ограждений в виде кабин (посто") наблюдения и дистанционного управления. Требуемая звукоизолирующая способ­ность #г/> строительных ограждений кабины (стен, окон, дверей) определяется по формуле

*г, ''(.ЧОедв^ЮЦг^ -Lion +<C'fn$6,14.5)

где L- уровни звукового давления в месте установки кабины, дБ,

6К- постоянная помещения кабины, м; S;olfl- площадь рас­сматриваемого с -го ограждения (стен, перекрытия) или отдель­ного элемента (окон, дверей), и*; п-число этих элементов. По найденному значению Яг/, из справочника f4] выбирается кон­струкция ограждения, звукоизолирующая способность # которой должна удовлетворять условию *&т/> •

Пример 4.3. Определить требуемое снижение шума и выбрать конструкцию звукоизолированной кабины, обеспечивающей выполне­ние санитарных норм для операторов поста управления прокатного цеха, в котором измеренные уровни звукового давления имеют зна­чения, приведенные в табл. 4.4. Размер кабины в плане 3x4 м, высота 2,5 м; в ней должно быть одно смотровое окно (1,5x1 м) и дверь (0,8x2,0м).

Решение. Требуемое снижение шума определяем по формуле (4.1), принимая в качестве допустимых уровни звукового давления для кабвн наблюдения я дистанционного управления без речевой связи во телефону fl].

Необходимую звукоизолирующую способность RTpсоответст­венно для стен, окна и двери определяем по формуле (4.5;. По­скольку в кабине чдно окно и одна дверь, а конструкция стен и потолка одинакова, то при расчете fi-rpдля каждого ограждения п* I. По табл. 4.6-4.7 или по справочнику С4J выбираем под­ходящую конструкцию стен, окна и двери, обеспечивающих нужную звукоизоляцию RTp, и заносим результаты выбора в табл. 4.5. Внутреннюю поверхность стен кабины покрываем звукопоглощающей облицовкой (минераяоватные плиты толщиной 50 мм; стеклоткань 3-0,1; металлический перфорированный лист).

И?

по пор,

Величина

Ссыл­ка

Среднегеометрические частоты полос, Гц

октавных

63 125

250

500

1000

?000

4000 8000

I

L, ДБ

-

95 97

99

102

103

100

95 90

2

t-£on\дБ




94 87

82

78

75

73

71 70

3

Л1,у>ъ ДБ




.1 10

17

24

28

27

24 20

4




о-

- -

#

-

13

-

-

5




табл.




0,7










1.8 2,5




4.1

0,8 0,75

0,8

I

i,4

6







Ю,4 9,7 .

9,1

13

18,2

23,4

23,4 32,5

7

<л>а) отен

ф-ла






















и перекры-

(4.5)






















тия приз,»/ «33,9

10 15

23

29

32

30

26 20




б) окна npjj S»>a? 1.5 и




2

10

16

19

17

13 7




вгдвери nav Ц/ I.6 ы




2

10

16

19

17

13 7




Таблица 4.5

Конструкция

Ссылка

Звукоизолирующая способность # (дБ) ва среднегеометрических частотах октавных полос, Гц







63

125 250 500 1000 2000 4000 8000

I. Стены и пе­рекрытие из гипсобетон-ных плит тол­щиной 80 мм

IT'




28 23 37 39 44 44 42

2. Дверь обык­новенная фи­ленчатая с уплотняющи­ми проклад­ками из ре­зины

табл. 4.7

12

18 19 23 30 33 Л 32

3. Окно с си­ликатным стек­лом толщиной 6 мм

IT-

12

18 18 20 23 25 25 25

Материал кон­струкции

Толщи­на

Средняя поверх­ностная плот­ность кг/и"

Среднегеометрическая частота ок-тавной полосы, Гц

63 125 250 500 1000 2000 4000 8000



Элемент кон­струкции

Условия' прилегания по пери­метру

Среднегеометрическая частота октав-ной полосы, Гц

ЬЗ 125 240 500 1000 2000 4000 8000



Окно с сили­катный став-лом толщиной: 3 ми 6 мм

Звукоизолируй

Беа уплот­няющих прокладок

да способность окон н ДЕ.рэи, дБ ll II 18 20 §5 11 Ш Ш

Оконный блок с двойным пе-реплотоа, тол­щина стекла 3 мм.воздуш­ного зазора 170 мм

То же

22 27 . 26 28 30 28 2? 27

С уплотня­ющими про­кладками . из порис­той разинь

27 33 33 36 38 38 38 38

Двойяов ос­текление со стеклами тол­щиной 4 и 7 мм и воздушным за зог1м: 200 мм 300 ми

. То же

- 27 36 41 47 49 55 55

- Ч 39 43 4? 51 55 55

(толщина 98 им)

-

- 37 40 42 45 48 50 50

ническим стек­лом толщиной: 4 мм 10 мм

13 "И

С герме-- тизацией притворов

в ш-и%8 зЧ Л 8

22 30 32 35 35 33 38 45 < 30 35 34 35 40 40 48

|")ыкновенная

филенчатая

дверь

Ьез уплст-

няющих прокладок С уплотняю­щими про­кладкам*

7 12 14 16 22 22 20 20 12 U1923 30 Ш32 32

иШ'мЮ1**

wmmе двух сторон фанер й ТОЛЩИНОЙ 4 мм

ярирж яре* Иедок

С уплотня­ющими про-кладхамг

17 22 23 24 24 24 23 23 22 27 27 32 IZ34 35 35


  1   2   3


написать администратору сайта