Пульт управления оборудованием, установлен на одном из перекрытий промышленного здания. От вибрации оборудования на перекрытии также возникают вибрации, вредно действующие на здоровье оператора.
В целях снижения уровня вибрации до допустимых величин, предусмотренных санитарными нормами, необходимо рассчитать пассивновиброизолированную площадку, на которой должен находиться оператор.
Исходные данные: перекрытие колеблется с частотой f, Гц и амплитудой Az, см, вес площадки Q1, кг.
Таблица 5
Данные для решения задачи
Исходные данные
Q1, кг 440
n 8
f, Гц 50
Az, см 0.018
Решение
Определить коэффициент виброизоляции по формуле:
μ= α0 / α z
причем амплитуду колебаний площадки принять: α0=0,002мм (что ниже рекомендуемой по санитарным нормам).
μ= 0,002 / 0,018 = 0,111
Определить частоту свободных (собственных) вертикальных колебаний площадки по формуле:
Определить колебательную скорость (скорость вибрации) перекрытия по формуле:
v0 =2 π f0 α z =2*3,14*15,81*0,018 =1,79 м/сек
Приняв вес площадки Q1 кг с оператором Q2 = 60 кг в размере:
Q = 440 + 60 = 500 кг
Определить суммарную жесткость пружин этой площадки по формуле:
Определить статическую осадку всех пружин по формуле:
Определить жесткость одного амортизатора:
где n – количество амортизаторов, шт.
Определить нагрузку на одну пружину по формуле:
где n1=2, допускаем, что вес оператора распределяется на две пружины.
Определить диаметр прутка пружины по формуле:
Где К=1,18 коэффициент определяется по графику в зависимости от:
D — средний диаметр пружины, см;
[] = 4500 кг/см2, допускаемое напряжение на срез.
Расчетный диаметр d прутка пружины округлить до диаметра d1 = 80 мм, принятого в ГОСТе на пружинную проволоку, и проверяем напряжение на срез в прутке по формуле:
Определить число рабочих витков пружины по формуле:
где G = 8105 кг/см3 — модуль упругости на сдвиг для стали.
Определить полное число витков пружины:
i = i1 + i2
где i2 — число нерабочих витков,
i = 2,5 + 1,5 = 4
Шаг витка: b = 0,25*D = 0,25 * 6,4 = 1,6 см.
Определить высоту ненагруженной пружины:
H0 = i *b + (i2 - 0,5)*d = 4*1,6 + (1,5 - 0,5)*0,76 = 7,16 см
Вывод: для снижения вибрации до нормативных значений была предусмотрена виброзащита с коэффициентом виброизоляции 0,018, при условии установки 6 амортизаторов требуемая жесткость одного амортизатора составит 62,5 кг/см, полное число витков пружины диаметром 0,8 см составит 4.