ИЗЧИСЛЕНИЕ НА ВИБРАЦИОННИ ИЗОЛАТОРИ (АМОРТИЗАТОРИ)

Предназначение, обхват на амортисьорите,

Формули за изчисление

Един от методите за справяне с вибрацията е нейното намаляване по пътя на разпространението. Това се постига с помощта на вибрационна изолация. Виброизолация на технологично оборудване, което създава вибрации на работните места, които надвишават максимално допустимите стойности, или генерира шум в производствените съоръжения, който надвишава допустимите нива, се извършва чрез инсталирането му върху специални основи или амортисьори.

Като амортисьори могат да се използват стоманени пружини, листови пружини, еластични материали (гума, корк и др.). Амортисьорите също могат да бъдат хидравлични, пневматични и комбинирани. Пружинните амортисьори се използват за намаляване на нискочестотните вибрации (до 30 Hz). Амортисьорите, изработени от еластични материали, добре успокояват високочестотните вибрации. Когато се използват пружинни амортисьори при високи честоти, вибрациите могат да се предават на основата по дължината на корпуса на самата пружина, поради което се препоръчва да се монтират пружините на вибрационните изолатори върху уплътнения от гума, корк или филц, които добре изолират високочестотните вибрации.

Изчисляването на вибрационните изолатори се свежда до определяне на твърдостта на пружините и уплътненията, които осигуряват необходимата вибрационна изолация на блока от основата.

Задачата е да се направи естествената честота f0 агрегатът, монтиран на амортисьори, е под честотата на смущаващата сила - основната честота на вибрациите на блока е.

Честотата на естествените вибрации на еластичната система на амортисьорите се определя по формулата

, (3.1)

Където f0 - естествена честота на вибрации на еластичната система на амортисьори, Hz;

xst - статично утаяване на амортисьори под тежестта на инсталацията, m.

Основната честота на вибрациите на устройството се определя по формулата

, (3.2)

Където е - основна честота на вибрациите на устройството, Hz;

н - броят на оборотите или циклите на единицата за минута.

При изчисляване на пружинните амортисьори се определя диаметърът на пружинната лента д, среден диаметър на пружината д, брой работещи намотки на пружината м, свободна височина на пролетта Н0,съотношение на височината на пружината към средния диаметър H0/D и пружинна скорост във вертикална посока .

Скоростта на пружината на всички амортисьори се определя по формулата

, (3.3)

Където с - коравина на пружините на всички амортисьори, N/m;

P - общо тегло на блока заедно с монтажната основа, N;

xst - статична тяга на амортисьора, m.

Общото тегло на единицата се определя по формулата

Където P - общо тегло на единицата, N;

Статичното уреждане се определя съгласно графиката (фиг. 3.1) [12]. При дадена честота на естествените вибрации на системата, която не съвпада с честотата на смущаващата сила (за да се избегнат резонансните явления), се определя съответният брой обороти н. На графиката (фиг. 3.1) при изчертаване на права линия, успоредна на оста на абсцисата с ординатата, съответстваща на н преди да пресече пунктираната линия, се намира необходимото статично уреждане на амортисьорите. Тази стойност е началната точка за изчисляване на пружините на амортисьора.

Фигура: 3.1. График за изчисляване на вибрационна изолация на единици:

да се - коефициент на вибрационна изолация или предаване на вибрации към основата (отслабването в dB); - статично утаяване на еластични амортисьори под въздействието на теглото на агрегата

Тъй като инсталирането на уреда се извършва, като правило, на н амортисьори, скоростта на пружината на всеки от амортисьорите ще бъде:

, (3,5)

където е твърдостта на пружината на всеки амортисьор, N/m.

Ако вземем предвид възможността за използване на едни и същи амортисьори за големи товари (т.е. въвеждане на граница на сигурност), е възможно да се увеличи натоварването на една пружина Pˊ и съответното статично уреждане:

(3.6)

със същата твърдост .

диаметър на проводника д за цилиндрични винтови пружини се определя по формулата

, (3.7)

Където д - диаметър на пружинен проводник, m;

r - средният радиус на намотката на пружината (взето по проектни причини), m;

- проектно натоварване на пружина, N;

Rs - допустимо усукващо напрежение, Pa, за пружинна стомана Pa (N/m 2).

Броят на работните обороти на пружината се определя по формулата

, (3.8)

Където м - броят на работещите намотки на пружината, единици;

д - диаметър на пружинен проводник, m;

G - модул на срязване, Pa, за пружинна стомана

Pa (N/m 2);

r - средният радиус на намотката на пружината, m;

- пружинна скорост, N/m.

Общият брой пружинни завои, като се вземат предвид неработещите завои, се определя по формулата

, (3.9)

Където мn е общият брой завъртания на пружината, единици;

м - броят на работещите намотки на пружината, единици;

- броят на неработещите намотки на пружината, единици.

Броят на неработещите завъртания на пружината се приема равен на 1,5 завъртания на двата края при м 7.

Височината на пружината в свободно състояние се определя по формулата

, m, (3.10)

Където Н0 - височина на извора в свободно състояние, m;

д - диаметър на проводника, m;

м - броят на работещите намотки на пружината, единици;

- статична тяга на амортисьора, m.

Височина на пружината при работно натоварване З. определя се по формулата

. (3.11)

Според условието за осигуряване на необходимата стабилност на компресионната пружина, съотношението на височината на пружината Н0 до средния си диаметър д не трябва да надвишава 2:

, (3.12)

Където д = 2r - средният диаметър на пружината, m;

r - среден радиус на извора, m.

Дължината на проводника за навиване на пружината се определя по формулата

, (3.13)

Където л - дължина на проводника за пружинно навиване, m;

r - средният радиус на намотката на пружината, m;

мн - общият брой пружинни завои, единици.

Диаграма на пружинен вибрационен изолатор е показана на фиг. 3.2.

При изчисляване на амортисьори, изработени от еластични материали под формата на колони с квадратно или кръгло сечение, определете височината з и уплътнителна площ Sп.

Височина на дистанционера з се избира по формулата

, (3.14)

Където з - височина на еластичната подложка, m;

хст - статична тяга на амортисьора, m;

Единици - динамичен модул на еластичност на уплътнителния материал, Pa;

с - допустимо напрежение в уплътнението, Pa.

Фигура: 3.2. Пружинен вибрационен изолатор:

един - еластична гумена подложка; 2 - гумена втулка; 3 - тяло;

4- гайка; пет - гайка за предварително натоварване; 6 - поддържащо стъкло; 7 - метални и гумени шайби; 8 - монтажен болт;

девет- спирална пружина; десет - поддържащ метален диск;

При определяне на статичното утаяване на амортисьора честотата на естествените вибрации на системата (единица на уплътненията) се избира няколко пъти по-ниска от честотата на смущаващата сила. Статичното отклонение се определя от фиг. 3.1 при естествената честота на системата f0.

Допустимо напрежение с и динамичен модул на еластичност Единици еластичните уплътнения са представени в табл. 3.1 [1].

Общата площ на обектите се определя по формулата

, (3.15)

Където С - обща площ на обектите, m 2;

P - общо тегло на единицата съгласно формулата (3.4), N;

с - допустимо напрежение в уплътнението, Pa.

Единична подложка SP определя се по формулата

, (3.16)

Където С - общата площ на уплътненията, m 2;

к - броят на уплътненията, съответстващ на броя на монтажните болтове, единици.