6 Расчет технических средств защиты от вибрации

6.1 Эффективность виброизоляции

6.1.1 Эффективность виброизоляции определяют по формулам:

• в процентах U = 100 (1-К_П);

• в децибелах L = 20lg (1/ К_П), (6.1)

где К_П – коэффициент передачи вибрации;

lg– десятичный логарифм.

6.1.2 Потребную величину снижения виброскорости, (дБ) определяют по формуле:

L_v = L_v - L_{v норм.}, (6.2)

где L_v– измеренное значение уровня виброскорости, дБ,

L_{v норм}– нормируемое значение уровня виброскорости по рисунку 6.1.

6.1.3 Коэффициент передачи вибрации определяется по формуле:

К_п = 10^-Lv/20 , (6.3)

где L_v –эффективность виброизоляции, дБ.

Коэффициент передачи вибрации оценивает эффективность виброизоляции:

, (6.4)

где К_П– коэффициент передачи;

f –частота возбуждающей силы (вынужденных колебаний) Гц;

f₀–собственная частота системы на виброизоляторах, Гц.

Чем ниже собственная частота, тем легче осуществить виброизоляцию.

Эффективная работа виброизоляторов будет при f/f₀ = 2…4.

6.1.4 Основную частоту собственных колебаний определяют по формулам:

; (6.5)

, (6.6)

где К– жесткость виброизолятора, н/см;

М– масса виброизолированной машины, н;

_ст– статическая осадка виброизолятора, см.

при известном К_П частоту собственных колебаний можно определить :

. (6,7)

6.1.5 Вынужденную частоту легко рассчитать, если имеется один источник возбуждения динамических сил, например, для электродвигателя:

(6.8)

где n– частота вращения, об/мин.

а– общие вибрации; б– местные (локальные) вибрации

Рисунок 6.1– Нормирование вибрации

Схемы виброизоляции приведены на рисунке 6.2

А–Б – активная виброизоляция; в–пассивная виброизоляция;

1–изделие, 2– подвижная рама виброплощадки, 3–рабочий настил, 4– основание, 5– амортизатор, 6– основание амортизатора;Г, Д– резиновые; Е– пружинные; Ж– пружинно-резиновые опоры;1–резина, 2– пружина, 3– опора виброизоляторной машины.

Рисунок 6.2– Схемы виброизоляции

Коэффициент виброизоляции можно определить по графику на рисунке 6.3

Статическая осадка Х ст, см

К– коэффициент виброизоляции и передачи колебаний основанию (в скобах ослабление вибрации в дБ).

Рисунок 6.3– График определения коэффициента виброизоляции

6.2 Расчет резиновых виброизоляторов

6.2.1 Суммарная потребная жесткость изоляторов определяется по формуле:

k_ = (2f₀)² М . (6.9)

6.2.2 Потребная жесткость одного виброизолятора рассчитывается по формуле:

k₁ = k_ /N, (6.10)

где N– число виброизоляторов (можно задаться).

6.2.3 Подбирают стандартную виброопору по таблице 6.1.

Таблица 6.1– Техническая характеристика резинометаллических виброизолирующих опор

Опора	Габариты, мм		Рабочий диапазон нагрузок на опору	Собственная частота, колебаний по вертикали, Гц	Логарифмический декремент затухания
	Диаметр	Высота
ОВ–31 ОВ–33-15 ОВ–33-20 ОВ–34-35	150 120 120 111,5	50 42,5 42,5 35,5	3500–40000 300–7000 2000–30000 700–50000	20 15 20 35,5	0,5 0,3 0,5 0,7

6.2.4 Потребная статическая осадка системы резиновых прокладок определяется по формуле:

_ст = g/(2 f₀)² , (6.11)

где g– ускорение свободного падения, м/с².

Зная обороты машины, статический прогиб можно выбрать по графику на рисунке 6.3.

6.2.5 Потребная масса прокладки, Нр, (см) определяется по формуле:

Н_руб. = _ст Е_д/, (6.12)

где Е_д – динамический модуль упругости материала, прокладки(резины), кг/см² (рисунок 6.4, таблица 6.2);

– допустимая нагрузка на сжатие для материала прокладки, кг/см²;

 = Р/S

где S– площадь поперечного сечения всех резиновых виброизоляторов, см²;

Р– нагрузка приходящаяся на все виброизоляторы, кг.

Ед,

твердость

кг/см²

Рисунок 6.4– Зависимость динамического уровня упругости резины

от ее твердости по ТМ–2

Таблица 6.2– Основные характеристики резины

Марка резины	Динамический модуль упругости Ед, Па	Статический модуль упругости Ест, Па	Коэффициент неупругого сопротивления
3311 2959 112 А 1992 2462 2566	250 630 600 1000 1700 380	160 300 440 370 520 240	0,038 0,14 0,16 0,19 0,31 0,11

6.2.6 Рабочая высота каждого виброизолятора может быть определена по формуле:

Н_р=ЕS/k_, (6.13)

где S– площадь виброизолирующей прокладки, см²;

k_– требуемая общая жесткость всех виброизоляторов, определяемая по формуле 6.9.

6.2.7 Площадь виброизолирующей прокладки определяется по формуле:

S = М g/  N, (6.14)

где М– масса агрегата, кг;

N – число прокладок.

Поперечный размер А каждого резинового столбика (диаметр или сторона квадрата) выбирается из условия h  А  8h.

Если прокладка квадратного сечения, то ; если цилиндр, то находят диаметр из формулы .

Число резиновых столбиков( прокладок ) определяют по формуле: N = S/S₁ .

6.2.8 Полная высота каждого виброизолятора рассчитывается по формуле:

Н = Н_р + 1/8 А. (6.15)

Для резиновых виброизоляторов Н_р может быть равно А.

а– для подвальных этажей; б– для железобетонных междурядных перекрытий;

в– для легких бетонных перекрытий.

Рисунок 6.5– Зависимость для определения собственных колебаний

виброизолированной установки.