1.7. Виброизоляция

Виброизоляция - способ защиты, заключающийся в уменьшении передачи колебаний от источника возбуждения защищаемому объекту при помощи дополнительной упругой связи, препятствующей передаче вибрации от источника колебаний к основанию или смежным элементам конструкции. Эта упругая связь используется для ослабления передачи вибраций на человека.

Дня виброизоляции стационарных машин с вертикальной возбуждающей силой в машиностроении чаще всего применяют виброизолирующие опоры типа упругих прокладок ИЛИ пружин.

Пружинные виброизоляторы дольше сохраняют постоянство упругих свойств во времени, хорошо противостоят действию масел, температуры, относительно малогабаритны. Однако они могут пропускать колебания высоких частот, так как они имеют малые внутренние потери и резонансные частоты пружины. Поэтому в этих случаях используют резиновые прокладки. Часто используют прокладки из упругих материалов и пружины – комбинированный виброизолятор.

Задача 1.7.1. (с примером расчета).

В качестве виброизоляторов используются стальные пружины со средним диаметром D=I3,2 см, диаметром прутка d=l,6 см, высотой ненагруженной пружины Но=26,4 см с числом рабочих витков i=5,5. Определить количество п стальных виброизоляторов для двигателя массой-Q равное 15000 кг ?

Решение:

1. Определяем индекс пружины С

C=D/d = 13,2 /1,6=8 Д5.

2. Модуль упругости на сдвиг G для всех пружинных сталей принимается равным

G=8 10⁶Н/см².

3. Найдем жесткость одной пружины в продольном(вертикальном) направления

4. Определим отношение

Но/Г>=26,4/13,2<;2.

5. По графику (рисунок 1.7.1) найдем коэффициент К, учитывающий повышение напряжений в средних точках сечения прутка вследствие деформаций сдвига.

Рисунок 1.7.1. Коэффициент К, учитывающий напряжение в средних точках сечения прутка при деформации сдвига (К=1,18 для С=8Д5; D - диаметр пружины; d - диаметр витка)

6. Определим статическую нагрузку Рст,принимая допустимое напряжение при кручении г = 40000 Н/см

7. Определим количество пружин

n===3,64

8. Общая жесткость стальных виброизоляторов

K_Zn = nK_z = 4518=2072 Н/см.

Вывод: Для нормальной работы двигателя нужно установить 4 стальных виброизолятора с Но=26,4 см, D=13,2 CM, d=l,6 см.

Задача 1.7.2

Масса ротора Q= I4240 кг. Вертикальная возмущающая сила, действующая на ротор P_z=l 0000 Н. Виброизолятор изготовлен из резины сорта 4049 в форме куба со стороной А=10 см, площадью поперечного сечения F=100 см² . Динамический модуль упругости Eg=l 100 Н/см² . Замеренная частота возмущающей силы f c=24 Гц. Определить количество резиновых виброизоляторов по для ротора при условии, что значение возмущающих сил должно быть уменьшено до допустимого значения Pkz=200 Н.

Решение:

1. Определим отношение Н/А. Т.к. виброизолятор имеет форму куба ,

Н=А, Н/А=10/10=1.

2. Жесткость одного резинового виброизолятора в вертикальном направлении

_{Kz===12571H/cм.}

K_x= ==2200 Н/м.

3. Определяем минимальное отношение частоты возмущающей силы к частоте собственных колебаний виброизолирующего ротора

a _{z min}===7.14

4. Найдём частоту собственных вертикальных колебаний виброизолятора f_z при заданном a _{z min}

f_z=f₀/ a _{z min}=24/7,14=3,36 Гц

5. Определим максимальную вертикальную жестокость виброизолятора K_zmax

_{Kz мах=.}

6. Количество резиновых виброизоляторов для ротора

n _p = k _{z max} /k _z =63338/12571= 5,035.

7. Найдём модуль упругости на сдвиг G

G=Eg/5=1100/5=220H/cм.