3. Снижение шума и вибрации в подшипниковых узлах

При разработке аппаратов для химических производств в ка­честве опор для вращающихся узлов и деталей применяют в основ­ном подшипники качения. Уровень шума и вибрации подшипников качения зависит от их размера, серии, частоты вращения вала, типа тел качения, а также от условий монтажа и эксплуатации.

При выборе подшипников следует учитывать, что шум и вибра­ция возрастают в среднем на 12 дБ с увеличением номера, опре­деляющего типоразмер подшипника. Шум роликовых подшипни­ков на 13 дБ сильнее шума шариковых подшипников тех же раз­меров. Уровень вибрации роликовых подшипников превышает уровень вибрации шариковых подшипников в среднем на 5 дБ. На такую же величину уровень вибрации подшипников тяжелой серии больше уровня вибрации подшипников средней серии. Применение подшипников более высокого класса точности ведет к сни­жению вибрации на 12 дБ. Шум подшипников при увели­чении нагрузки возрастает, но не более чем на 5 дБ. Увеличение частоты вращения подшипников приводит к возрастанию шума на величину, определяемую по формуле:

∆L=lg(n₂/n₁), (2.8)

где ∆L – прирост шума, дБ; n₁ и n₂ – соответственно начальная и конечная частоты вращения вала подшипника, с^–1.

Параметры шума и вибрации подшипников изменяются в зави­симости от типа и качества применяемой смазки. Смазка должна быть химически и физически стабильна, не содержать посторон­них примесей, выдерживать заданную температуру и контактное давление. Для подшипниковых узлов емкостных аппаратов с перемешивающими устройствами, работающими с частотой вращения вала до 8,3 с^-1, в интервале температур от -60 до +90 °С рекомен­дуется применять пластичную смазку ЦИАТИМ-201 по ГОСТ 6267–74 или смазку с улучшенными противозадирными свойствами ЦИАТИМ-203 по ГОСТ 8773–73.

При более высокой частоте вращения вала и диапазоне температур от -50 до +120 °С применяют смазку ЦИАТИМ-202.

В качестве средства, значительно уменьшающего шум и вибра­цию в подшипниковых узлах, используют специальные вкладыши с высоким коэффициентом затухания (металловолокнистые, рези­новые, пластмассовые). Такие вкладыши компенсируют геометри­ческое несовершенство посадочных мест и виброизолируют корпус узла от подшипника. Установка вкладышей снижает шум и вибра­цию подшипникового узла на 1215 дБ.

На уровень шума и вибрации влияют осевые натяги и перекосы подшипников в процессе монтажа аппарата. При этом параметры шума и вибрации могут возрасти на 1215 дБ.

Для снижения параметров шума и вибрации аппаратов, имею­щих опорные узлы с подшипниками качения, рекомендуются сле­дующие решения:

а) выбирать подшипники минимально необходимого размера и по возможности более легкой серии;

б) применять по возможности однорядные радиальные шарико­вые подшипники;

в) применять самоустанавливающиеся опоры;

г) применять упругие вкладыши из вибродемпфирующих мате­риалов;

д) обеспечивать соосность посадочных мест на валу и в кор­пусе подшипникового узла;

е) обеспечивать минимальный радиальный зазор между подшипником и корпусом узла;

ж) обеспечивать параметры шероховатости посадочных мест в соответствии с классом точности выбранного подшипника;

з) предусматривать предварительное осевое напряжение на­ружного кольца подшипника с ориентировочным усилием р=(515)d_внН, где d_вн – внутренний диаметр подшипника, мм;

и) предусматривать заполнение камер подшипниковых узлов смазочным материалом не более чем на 50 % объема, обеспечивая при этом надежное уплотнение в местах установки крышек.