Товары в корзине: 0 шт Оформить заказ
Стр. 1
 

160 страниц

Купить официальный бумажный документ с голограммой и синими печатями. подробнее

Цена на этот документ пока неизвестна. Нажмите кнопку "Купить" и сделайте заказ, и мы пришлем вам цену.

Официально распространяем нормативную документацию с 1999 года. Пробиваем чеки, платим налоги, принимаем к оплате все законные формы платежей без дополнительных процентов. Наши клиенты защищены Законом. ООО "ЦНТИ Нормоконтроль".

Наши цены ниже, чем в других местах, потому что мы работаем напрямую с поставщиками документов.

Способы доставки

  • Срочная курьерская доставка (1-3 дня)
  • Курьерская доставка (7 дней)
  • Самовывоз из московского офиса
  • Почта РФ

В Руководство включены указания по расчету и проектированию виброизоляции: машин, являющихся источниками вибраций, для снижения динамических усилий, передаваемых ими на поддерживающие конструкции или основание, чтобы уменьшить неблагоприятное влияние колебаний на строительные конструкции зданий, обслуживающий персонал и технологическое оборудование, чувствительное к вибрации (активная виброизоляция); измерительных приборов, точных станков и других аналогичных объектов для уменьшения их колебаний, вызванных вибрациями поддерживающих конструкций (пассивная виброизоляция).

  Скачать PDF

Оглавление

Предисловие

Глава 1. Общие указания

Глава 2. Виброизоляция машин с периодической возмущающей нагрузкой

Глава 3. Виброизоляция фундаментов под ковочные и штамповочные молоты

Глава 4. Пассивная виброизоляция

Глава 5. Расчет виброизоляторов

Глава 6. Демпферы вязкого трения

Приложение

Показать даты введения Admin

2.7.    Подводки к изолируемому объекту должны быть достаточно гибкими, чтобы жесткость их была значительно ниже жесткости виброизоляторов. Если это требование не может быть выполнено, то жесткость подводок должна учитываться при расчете виброизоляции, так как она может существенно снизить эффективность виброизоляции (см. примечание к п. 2.20).

2.8.    Расчет виброизоляции машин с периодической возмущающей нагрузкой состоит из следующих этапов:

а) подбор основных параметров виброизоляции;

Рис. 2.2. Схема расположения осей координат, принимаемая при расчете виброизоляции машин 1 — изолируемая машина; 2 — постамент; 3 — виброизоляторы; 4 — поддерживающая конструкция; О — центр тяжести установки; Ок — центр жесткости виброизоляторов; Оi — произвольное начало координат

б)    определение характерных размеров упругих элементов;

в)    выбор расположения виброизоляторов;

г)    проверка выполнения условий, наложенных на частоты собственных колебаний изолируемой установки;

д)    проверка выполнения требований, которым должны удовлетворять амплитуды вынужденных колебаний изолируемой установки;

е)    определение амплитуд возмущающих сил, передающихся на поддерживающую конструкцию.

Для проведения такого расчета необходимо предварительно определить моменты инерции J0X9 J0y и Jot изолируемой установки относительно ее главных центральных осей инерции X0i Y0t Z0 (рис. 2.2).

11

Подбор значений параметров виброизоляцйи

2.9.    Основными параметрами виброизоляции являются: масса и моменты инерции массы виброизолируемой установки, жесткости и коэффициенты демпфирования виброизоляторов.

2.10.    При выборе этих параметров необходимо стремиться к тому, чтобы:

а)    динамические нагрузки, передающиеся на поддерживающие конструкции, были снижены до уровня, при котором амплитуды колебаний конструкций не превысят амплитуд, допускаемых требованиями санитарных норм или технологического характера, либо требованиями обеспечения несущей способности конструкций;

б)    амплитуды колебаний виброизолированной установки не превышали допускаемых значений, устанавливаемых технологами и заводами—изготовителями машин, что обеспечивало бы нормальную работу виброизолированного агрегата. При отсутствии этих данных можно пользоваться ориентировочными указаниями табл. 4.1.

2.11.    Эффективность активной виброизоляции при действии гармонических нагрузок оценивается коэффициентами передачи. При поступательных колебаниях виброизолированной установки в направлении оси Х0 и ее вращательных колебаниях вокруг этой же оси (рис. 2.2) соответствующие коэффициенты передачи определяются формулами:

__ Р кх ___ .

(2.1)

Р X    ®я2 — 1

_ Mftx __

Мох «тлг — ^

При поступательных колебаниях виброизолированной установки в направлении осей Y0, Z0 и вращательных колебаниях относительно этих же осей индекс х в формулах (2.1) заменяется соответственно на у или г. Если центр тяжести виброизолированной установки совпадает с центром жесткости виброизоляторов, то формулы (2.1) для всех осей координат остаются точными. В противном случае некоторые из этих формул будут приближенными.

Здесь Phx и MkX — амплитуды гармонической силы и гармонического момента относительно оси Х0, передающиеся через виброизоляторы на поддерживающую конструкцию;

Рх, Мок — амплитуды гармонической силы и момента, воздействующих на изолируемую установку.

Возмущающие моменты Мох, Моу, Moz относительно осей Х0, Y0, Z0, воздействующие на виброизолированную установку, в общем случае складываются из моментов, возникающих при эксплуатационном режиме машины и моментов, появляющихся в результате того, что возмущающие силы в том же режиме не проходят через центр тяжести вибро-изолированной установки.

ах = со0/оа ж, а — (о0/софж — отношения круговой частоты вынужденных колебаний ©0 к круговой частоте юх собственных поступательных (вдоль оси Х0) и к круговой частоте <вфх собственных вращательных колебаний установки относительно той же оси.

Круговую частоту со0 определяют из формулы со0 =

(рад\

~ 2я/0 — , где /о = N160 — частота вынужденных коле-

\ С6К

баний в гц; N — число оборотов (циклов) машины в 1 мин. Круговые частоты со* и <офх определяют без учета взаимной связи собственных колебаний по различным направлениям.

При виброизоляции машин по схемам, приведенным на рис. 2.1, а, б, в, необходимо, чтобы отношение

= (2.2)

2.

а все остальные величины (ах, ау, афх, a!S,y, аф2) были бы больше 2,5.

Учитывая, что изготовление виброизоляторов, обеспечивающих частоту собственных колебаний установки ниже 2 гц, сопряжено со значительными техническими трудностями, при виброизоляции агрегатов с частотой возмущения менее 500 кол/мин можно принимать, как исключение, значение отношения аг У? 3. При этом остальные отношения должны быть по-прежнему больше 2,5.

В случае осуществления виброизоляции по схеме маятникового подвеса (рис. 2.1, г) необходимо, чтобы

«* = —>4; а =-^>4; афг = ^->4.    (2.3)

«о*    %    ч>*

Величины отношений а2, афх и афу в этом случае не обязательно ограничивать в виду отсутствия-значительных вертикальных гармонических воздействий.

Требуемые значения частот собственных колебаний со*, <йу и софг вычисляются по известной величине ю0 и заданным значениям отношений ах, ау и афг.

13

2.12. При предварительном подборе необходимых значений массы и моментов инерции изолируемой установки, согласно п. 2.10 Руководства, амплитуды колебаний этой установки допускается определять по приближенным формулам (2.4.) и (2.5.):


Рх


й


CLqz — '


(2.4)


Фож —


Мрж J ох®оа


! Фо у —


Мру .     moz

/ад®»*’    о2


(2.5)


где аох> а, a0z — амплитуды колебаний центра тяжести установки в направлениях координатных осей Х0, У„, Z(в сантиметрах);

Фож* Фоу. фог — амплитуды вращательных колебаний установки относительно осей координат Х0, У0, Z0 (в радианах);


Рх, Ру, Рг — амплитуды возмущающих сил по направлениям осей Х0, Y0, Z0 в кГ;

М, М0у, M0z — амплитуды возмущающих моментов относительно осей Х0, Y0, Z0 в кГ-см;

Jox, J0y, JQZ — моменты инерции виброизолированной установки относительно осей Х0, У0, Z0 в кГ -см-сек?;

т = ----масса всей установки в кГ-сек?-см-1;

Q — вес виброизолированного объекта вместе с постаментом в кГ\

g = 981 см/сек2 — ускорение силы тяжести.

Приближенную оценку наибольших амплитуд колебаний виброизолированного объекта в какой-либо i-й точке можно производить по формулам:


axi = | flo* I +1 Фоу гог | + J Фог У011!

«у/ = I а0у | +1 ф x0i 1 +1 Фож |;    (2.6)

ozi = | a0z | -)- ] Фох Uqi j -f -1 Фоу Xq11,


где x0i, yol, z0u — координаты i-й точки в системе осей Х0, У0, Z0 с началом в центре тяжести установки. Прямые скобки обозначают абсолютные значения заключенных в них величин.

Если виброизолированная установка колеблется в одной из плоскостей, образованных осями Х0, У0, 70, то наибольшие амплитуды колебаний i-й точки определяют по формулам:

14


а)    при колебаниях в плоскости Х0У0:

ахi — | а0х I + 1 Фог У01 I ! ®у1 ~ | у I I Фог -^0i I >

б)    при колебаниях в плоскости XyZ0\

(2.8)

(2.9)

й«=|Оо*Ц-|фо!,%|;

azi — | a0z I “Ь I Фов X0i | >

в) при колебаниях в плоскости Y^Z0:

<iyt — I аоу I н~ I Фо* zoi I;

«2/ = |«ог1 + |фохУо,1-

Если вычисленные по формулам (2.6)—(2.9) амплитуды колебаний установки окажутся больше допускаемых, то необходимо увеличить ее массу и соответствующие моменты инерции. Это достигается устройством специального постамента или увеличением его размеров и веса.

2.13. Необходимые величины общих (суммарных) жесткостей всех виброизоляторов (для схем, приведенных на рис. 2.1, а, б, в) вычисляют, в зависимости от направления колебаний, по формулам:

где

Кх = та>2х\

Kv = mal\

Kz = rmal\

К<рх = JОх ®<рх!

К<ру = J оу ©ф^;

X<pz — JOz ®i

со0

©*=—

ССХ

со„

а*у

(On

®z = — :

ccz

со0

а(рх

со0

• “w ~ а7~ ’

Ч>У

n COo

“<pz — 5-

a<p z

— круговые частоты собственных поступательных и вращательных колебаний виброизолированной установки, определяемые в соответствии с указаниями п. 2.11 Руководства;

т, J0x, J0y, J0z—см. п. 2.12;'КХ, Ку, Кг—общие жесткости виброизоляторов по направлениям осей XQ, Y0, ZQ в кГ/см; Kq>x, Kq>y, K%z — общие угловые жесткости

15

виброизоляторов относительно осей Х0, У0, Z0 в кГсм, определяемые по формулам:


Л

п

п


п

п

п

п


К<ру—Xxi z0i    Xzi xh;    (2.11)


n


п


/с;г= 2 /с„*м+12 Kxiyh,

<«= 1    i=l


где /С**, /Cyi, Kzi — жесткости t'-ro упругого элемента соответственно в направлении осей Х0, Y0, Z0 в кГ/см;

х01, yot,zol—координаты центра жесткостиТго упругого элемента в системе координат Х0, Y0, Z0 в см; п — число упругих элементов.

Общие жесткости виброизоляторов не должны превышать величин, определяемых по формулам (2.10). При подборе пружин по найденным величинам жесткостей’для схем виброизоляции, приведенных на рис. 2.1, а, б, в, удобно исходить из жесткости Kz, определяемой по третьей формуле (2.10). Если все упругие элементы одинаковы, то требуемая жесткость каждого из них в вертикальном направлении будет



(2.12)


Жесткость виброизолятора в горизонтальных направлениях К у* и Кх определяют по жесткости Кх' в соответствии с указаниями раздела 5 Руководства. Виброизоляторы должны располагаться так, чтобы их общие угловые жесткости не превышали необходимых расчетных величин.

Если для виброизоляции применяются только стальные пружины, то удобной характеристикой их жесткости может служить величина статической осадки виброизоляторов от веса виброизолированной установки. Статическая осадка пружин, при которой виброизолированная установка


будет иметь заданную частоту собственных колебаний fz = ог/2я, определяется по формуле


_ g    25

ffiz2    /г2


(2.13)


(здесь fz в гц, кст в см).

Формула (2.13) показывает, что для получения низкой частоты собственных колебаний виброизолированной уста-


al


//////А///////////////////////у ,,//////////////


6)


t


Г77?777\


Г777


ш


0,ц.т


Рис. 2.3. Схема маятникового подвеса a — установка со стержневы-мк подвесками; б — устройство с добавочными пружинами



*



новки в вертикальном направлении необходимо иметь пружины, позволяющие получать большие статические осадки.

2.14. В случае выполнения виброизоляцяи по схеме, показанной на рис. 2.3, а, с одинаковыми подвесками, симметрично расположенными относительно центра тяжести установки, круговые частоты собственных колебаний виброизолированной системы определяют по формулам:


17


а)    при колебаниях вдоль осей Х0, У0, 20:

=    (г-н)


б)    при вращательных колебаниях относительно осей Х0, Yq, Z0:

гдeg — ускорение силы тяжести в см1сек*;

I — длина подвески в см;

п — число подвесок;

т — масса виброизолированной установки в кГ ■ се к21см;

Kz1 = EF/1 — жесткость одной подвески в кГ1см;

Е — модуль упругости материала подвески в кГ1см2;

F — площадь поперечного сечения подвески в см?; В, С — размеры, указанные на рис. 2.3, а, в см;

R = > В? + С2 — радиус окружности, проведенной через точки крепления виброизолированной установки к подвескам (см. рис. 2.3, а), в см;

Jо*, J0y, Joz — моменты инерции массы виброизолированной установки относительно осей XQ, Y0, Z0 в кГ-сек2 см.

Kzx Кгг

KZ1+KZ2


(2.16)


Кг =


Если на виброизолированную установку действует вертикальная возмущающая сила, составляющая не менее 5% наибольшей горизонтальной силы, то для снижения жесткости подвесок в вертикальном направлении применяется установка с дополнительными пружинами (см. рис. 2.3, б). Частоты собственных колебаний виброизолированной системы в этом случае можно определить по формулам (2.14)— (2.15), заменяя коэффициент жесткости одной подвески Kzi величиной

где Кл и Kzo — жесткости в вертикальном направлении соответственно одной пружины и одной подвески.

2.15. Для уменьшения колебаний изолируемой установки при пусках и остановках машины надо предусмотреть применение виброизоляторов, обладающих достаточным

внутренним трением (внутренним демпфированием). Требуемый коэффициент неупругого сопротивления виброизоляторов ув, характеризующий внутреннее трение, опреде-

Рис. 2.4. График для определения требуемой величины коэффициента неупругого сопротивления ув, характеризующего затухание виброизоляции

8 — скорость нарастания или убывания числа оборотов машины в гц}сек; fz — частота собственных колебаний машины в гц; амакс — максимальная амплитуда колебаний машины при ее пурке или остановке в см; aoz — амплитуда вертикальных колебаний машины при рабочем режиме в см

ляют по графику, изображенному на рис. 2.4, в зависимости от отношения скорости нарастания или убывания числа оборотов машины е к квадрату частоты собственных колебаний установки fz и отношения максимальной допускаемой ам-

19

плитуды колебаний установки при пуске или Остановке машины амакс к амплитуде вертикальных колебаний установки при рабочем режиме машины <цг.

Зная величину е и отношение ---мс, по графику опреде-

Д02

ляют минимально необходимое значение ув. Величина коэффициента неупругого сопротивления ув связана с логарифмическим декрементом колебаний 6 и коэффициентом поглощения энергии колебаний ф зависимостями

(2.17)

б яр

я    2я

Если найденное по графику значение ув 0,03, то можно применять виброизоляторы из стальных пружин; при ув > > 0,03 необходимо использовать резиновые, пластмассовые или комбинированные виброизоляторы либо, наконец, виброизоляторы, снабженные специальными демпфирующими устройствами.

4FZ* я/Cz ®макс


(2.18)


?в =


Если демпфирование виброизолированной системы определяется силами сухого трения, то коэффициент ув вычисляется по формуле

где F*z — величина результирующей силы сухого трения, действующей на виброизолированную установку;

Kz — жесткость всех виброизоляторов по направлению оси Z0.

Сила F* определяется экспериментальным путем или вычисляется по закону Кулона.

Расположение виброизоляторов

2.16.    Виброизоляторы следует располагать так, чтобы был удобен их монтаж и замена, а также была бы возможность наблюдения за их состоянием в процессе эксплуатации. Для этого необходимо предусмотреть зазоры или проходы, обеспечивающие доступ ко всем виброизоляторам.

2.17.    Виброизоляторы следует располагать в плане таким образом, чтобы их центр жесткости находился на одной вертикали с центром тяжести установки, т. е. координаты центра жесткости Хъ. и ук равнялись соответствующим координатам центра тяжести х0 и у0. В этом случае все виброизоляторы будут иметь одинаковую статическую осадку.

20

ПРЕДИСЛОВИЕ

Виброизоляция машин — одно из наиболее действенных средств борьбы с колебаниями конструкций зданий и сооружений, вызываемыми работой машин. Виброизоляция применяется либо для уменьшения динамических воздействий, передаваемых машиной на поддерживающие конструкции, либо для снижения уровня вибраций приборов и .прецизионных машин — вибраций, вызываемых колебаниями поддерживающих конструкций или основания. Виброизоляция снижает уровень колебаний рабочих мест и, следовательно, устраняет вредное влияние вибраций.

До последнего времени в практике строительного проектирования применялась «Инструкция по проектированию и расчету виброизоляции машин с динамическими нагрузками и оборудования, чувствительного к вибрациям» (И 204-55/МСПМХП), разработанная в лаборатории динамики Центрального научно-исследовательского института промышленных сооружений. Инструкция способствовала внедрению виброизоляции в промышленное и гражданское строительство.

В основу этого Руководства легли принципиальные положения инструкции И 204-65, которые за 16-летний период, прошедший со времени ее выхода в свет, были проверены практикой применения виброизоляции.

В Руководство включены материалы, расширяющие диапазон его применения и детализирующие отдельные расчетные положения. В основном эти дополнения следующие. Учтена возможность возникновения режима импульсного резонанса, уточнены допускаемые амплитуды колебаний для фундаментного блока и подфундаментного короба; введен расчет пружинно-рессорной виброизоляции. Заново написан раздел «Пассивная виброизоляция», в котором рассмотрен расчет виброизоляции оборудования, чувствительного к вибрациям, при периодических и случайных колебаниях осно- 1

Это условие всегда выполняется при симметричном расположении в плане одинаковых виброизоляторов относительно центра тяжести установки. Необходимо стремиться к уменьшению расстояния по высоте между центром жесткости виброизоляторов и центром тяжести установки. При совпадении этих центров поступательные и вращательные колебания виброизолированной установки становятся независимыми. Подбор параметров такой виброизоляции достаточно прост, однако ее практическое осуществление в большинстве случаев вызывает затруднения.

При применении комбинированных виброизоляторов, необходимо, кроме того, выполнение условия, чтобы центр жесткости стальных пружин и центр жесткости резиновых элементов находились на одной вертикали. Это требование должно выполняться также в каждом отдельном кустовом виброизоляторе.

Виброизоляторы, обладающие осевой симметрией упругих характеристик, следует располагать таким образом, чтобы их оси симметрии были параллельны между собой.

2.18.    При проектировании виброизоляции следует учитывать, что расположение виброизоляторов влияет на частоты собственных вращательных колебаний изолируемой машины; удаление виброизоляторов в любом направлении от центра тяжести изолируемой установки повышает, а приближение их к центру тяжести понижает эти частоты.

2.19.    Координаты центра жесткости виброизоляторов в плоскости XY* определяются формулами:

/=1

Вертикальную координату центра жесткости виброизоляторов определяют по одной из формул2:

п

вания. Введен расчет пружин на устойчивость И расчет концентрических пружин, даны рекомендации по расчету пружинно-пластмассовых виброизоляторов и виброизоляторов с гидрошарнирами. Представлены сведения по современным сортам резины, рекомендуемым для виброизоляторов. Даны указания по расчету и проектированию демпферов вязкого трения.

В приложениях приведены примеры расчета активной виброизоляции машины с периодической возмущающей нагрузкой, виброизоляции фундаментов под молоты и пассивной виброизоляции объектов, чувствительных к вибрациям.

Книга подготовлена в лаборатории динамики Центрального научно-исследовательского института строительных конструкций им. В. А. Кучеренко д-ром техн. наук, проф. Б. Г. Кореневым (руководитель), д-ром техн. наук В. А. Ивовичем, кандидатами техн. наук В. А. Ильичевым, Г. Л. Кедровой и Л. С. Максимовым.

При составлении Руководства использованы материалы, представленные институтами:    ЦНИИПромзданий

(А. Н. Новожилов), Харьковский ПромстройНИИпроект (В. Г. Подольский и И. М. Балкарей), Уральский ПромстройНИИпроект (Н. А. Пикулев и А. Н. Эрделевский), УкрНИИхиммаш (В. А. Воронкин и Л. Ю. Эпштейн), Урал-НИИстромпроект (Г. С. Росин и Д. Б. Ващук), ЭНИКМАШ (О. И. Курдюмов), ЭНИМС (В. В. Каминская) и другими организациями. При работе над Руководством учтены замечания, сделанные д-ром техн. наук, проф. Е. С. Сорокиным и канд. техн. наук В. С. Глазыриным.

Дирекция ЦНИИСК им. В. А. Кучеренко

Глава 1

ОБЩИЕ УКАЗАНИЯ

1.1.    В Руководство включены указания по расчету и проектированию виброизолядии:

а) машин, являющихся источниками вибраций, для снижения динамических усилий, передаваемых ими на поддерживающие конструкции или основание, чтобы уменьшить неблагоприятное влияние колебаний на строительные конструкции зданий, обслуживающий персонал и технологическое оборудование, чувствительное к вибрации (активная виброизоляция);

б) измерительных приборов, точных станков и других аналогичных объектов для уменьшения их колебаний, вызванных вибрациями поддерживающих конструкций (пассивная виброизоляция).

1.2.    При проектировании виброизоляции рекомендуется использовать имеющиеся типовые решения3.

Допускается применение отдельных ведомственных нормалей, инструкций и других документов, составленных на основе общих положений данного Руководства.

Для активной и пассивной виброизоляции машин, приборов и оборудования рекомендуется применять преимущественно (там, где это возможно) виброизоляторы,серийно выпускаемые промышленностью4.

1.3.    Указания этого руководства относятся к машинам и оборудованию, устанавливаемым:

а)    на несущих конструкциях зданий;

б)    на полах промышленных зданий;

в)    на отдельных виброизолированных фундаментах, опирающихся на грунт.

1.4.    а) Данные о динамических нагрузках, создаваемых машинами, необходимые для расчета виброизоляции (см. пп. 2.1 и 3.4 Руководства), принимают в соответствии с заданием, которое выдается технологической организацией, и паспортными данными; если таких данных нет, их назначают согласно указаниям «Инструкции по определению динамических нагрузок от машин, устанавливаемых на перекрытиях промышленных зданий». Стройиздат, 1966.

б) Предельные значения нагрузок, передаваемых вибро-изолированными машинами на поддерживающие их перекрытия зданий, а также другие данные, связанные с расчетом перекрытий и используемые при расчете виброизоляции, принимают в соответствии с «Инструкцией по расчету несущих конструкций промышленных зданий и сооружений на динамические нагрузки». Стройиздат, 1970. При опирании виброизолированных машин на фермы покрытий — в соответствии с «Инструкцией по расчету покрытий промышленных зданий, воспринимающих динамические нагрузки». Стройиздат, 1967.

в) Напряжения в грунте при установке на него отдельных виброизолированных фундаментов не должны превышать значений, допускаемых СНиП II-Б. 7-70 «Фундаменты машин с динамическими нагрузками. Нормы проектирования».

г) При бесфундаментной установке машин на полы промышленных зданий расчет последних на усилия, .передаваемые машинами, выполняют с использованием «Указаний по проектированию полов производственных, жилых, общественных и вспомогательных зданий» (СН 300-65).

д) При виброизоляции оборудования заводов промышленности сборного железобетона должны быть выполнены указания «Инструкции по устранению вредных воздействий вибраций рабочих мест на предприятиях железобетонных изделий» (СН 190-61).

1.5.    Возможны два варианта исполнения виброизоля ции: заводской, когда машину (станок, прибор и т. и.) выпускают в комплекте с виброизоляционными устройствами, и строительно-монтажный, при котором виброизоляцию осуществляет строительная организация по проекту, выполненному в процессе строительного проектирования.

Если динамический расчет здания (сооружения) на воздействие виброизолированной машины показывает, что заводской вариант виброизоляции не удовлетворяет требованиям надлежащего снижения динамических усилий, пере-

даваемых на конструкции, то производится перерасчет виброизоляции. Для строительно-монтажного варианта всегда необходим расчет виброизоляции.

Виброизоляция, выполненная в соответствии с рекомендованными настоящим Руководством правилами, гарантирует заданное снижение соответствующих расчетных величин динамических усилий, перемещений и других параметров. Применение виброизоляции без предварительного расчета недопустимо, так как ее эффективность может быть существенно снижена, и нет гарантии, что вместо положительного эффекта не ухудшатся условия эксплуатации машины и сооружения.

Г л а в а 2

ВИБРОИЗОЛЯЦИЯ МАШИН С ПЕРИОДИЧЕСКОЙ ВОЗМУЩАЮЩЕЙ НАГРУЗКОЙ

Указания по проектированию

2.1. Для проектирования виброизоляции машины с периодической5 возмущающей нагрузкой необходимы:

а)    чертежи машины с указанием расположения анкерных болтов и ее габаритов;

б)    данные:

о весе машины и положении ее центра тяжести; о моментах инерции изолируемой машины6 относительно ее главных центральных осей;

о числе оборотов в минуту при эксплуатационном режиме;

при переменном режиме работы — сведения о минимальном и максимальном числе оборотов вращающихся частей

машины или числе циклов в минуту возвратно-поступательно движущихся деталей;

о скорости нарастания числа оборотов машины при пуске и их убывании при остановке;

о величинах, направлениях и координатах точек приложения возмущающих сил машины и необходимые сведения о возмущающих моментах.

При отсутствии этих данных необходимо иметь: кинематическую схему механизмов машины, вес ее движущихся частей, величины эксцентрицитетов вращающихся частей, радиусов кривошипов или ходов возвратно-поступательно движущихся частей ит. п,; геометрические размеры, необходимые для вычисления величин и координат точек приложения инерционных сил;

в)    характеристика различных подводок (их назначение, материал, форма, размеры и др.) с указанием мест их присоединения к машине;

г)    чертежи строительной конструкции, поддерживающей машину, и ее характеристику (допускаемая статическая нагрузка и др.); в случае установки виброизоляторов на конструкцию, опирающуюся непосредственно на грунт, данные, характеризующие грунт (допускаемое статическое давление, коэффициент упругого равномерного сжатия, уровень грунтовых вод и т. п.), а также сведения о расположении и назначении ближайших фундаментов;

д)    требования, предъявляемые к виброизоляции:

1) допускаемые амплитуды колебаний изолируемой машины и 2) допускаемые амплитуды колебаний поддерживающей конструкции (грунта) или допускаемые динамические нагрузки на поддерживающую конструкцию (грунт). Если определение величин допускаемых амплитуд колебаний поддерживающей конструкции или грунта затруднено, то должно быть составлено описание назначения смежных помещений с указанием происходящих в них технологических процессов и оборудования, чувствительных к вибрациям. При оценке допускаемых амплитуд колебаний виброизо-лированной машины следует учитывать возможность ее колебаний от случайных или временных нагрузок (толчков, сил инерции эксцентрично расположенной тяжелой обрабатываемой детали, силовых воздействий персонала при обслуживании-машин и т. п.);

е)    физико-механические характеристики материалов, применяемых для изготовления упругих и демпфирующих элементов виброизоляции; 7

ж)    сведения о возможности воздействия на виброизолй-торы различных агрессивных веществ (воды, масел, кислот, щелочей и т. п.) и перепадах температуры воздуха в местах установки виброизоляторов;

з)    данные о жесткостных характеристиках виброизоли-руемой машины.

Рис. 2.1. Схемы виброизоляции машин



0,ц.т.


^    7

/я 9


2.2. Виброизоляцию можно осуществить в двух вариантах:

а — опорный вариант; б — вариант с подвесными стержнями и пружинами, работающими на сжатие; в — подвесной вариант с пружинами, работающими на растяжение; г — подвесной вариант с шарнирными стержнями; 1 — машина; 2 — постамент (фундаментный блок); 3 — виброизоляторы; 4 — подфундаментный короб (корыто)

а)    опорном (рис. 2.1, а), когда виброизоляторы расположены непосредственно под корпусом изолируемой машины или под жестким постаментом (фундаментным блоком), на котором укреплена сама машина;

б)    подвесном, когда изолируемый объект подвешен на виброизоляторах, закрепленных выше подошвы постамента и работающих на сжатие (рис. 2.1, б) или растяжение (рис. 2.1, в).

2.3. Если в изолируемой машине преобладают горизонтальные возмущающие силы, то в отдельных случаях для выполнения её виброизоляции можно кроме схем, указанных в п. 2.2, применить специальную схему, при которой машина подвешивается на тросах или стержнях с шарнирными присоединениями к несущим строительным конструкциям (рис. 2.1, г).

Эту схему рекомендуется применять для низкочастотных 8

Машин (с частотой возмущения до 400 кол/мин) в связи с трудностью получения низких частот горизонтальных собственных колебаний виброизолированных установок при использовании пружинных или резиновых виброизоляторов.

2.4.    Постамент или фундаментный блок под машиной устраивают в случаях, когда:

а)    корпус машины имеет недостаточную жесткость;

б)    размещение виброизоляторов непосредственно под корпусом машины встречает конструктивные затруднения;

в)    изолируется агрегат, состоящий из отдельных машин, устанавливающихся на одном постаменте;

г)    требуется увеличить массу изолируемой установки и моменты инерции, чтобы уменьшить амплитуды ее вынужденных колебаний9;

д)    необходимо увеличить массу и моменты инерции изолируемой установки во избежание повышения частоты ее собственных колебаний, которое вызывается увеличением жесткости виброизоляторов, с тем чтобы устранить недопустимые перекосы установки от временных статических нагрузок (см. п. 2.20) или уменьшить амплитуды собственных колебаний установки, вызванные случайными ударами (например, возможными толчками обслуживающего персонала при выполнении рабочих операций и т. п.).

2.5.    При выборе конструктивной формы постамента (фундаментного блока) следует стремиться к уменьшению расстояния между центром тяжести всей установки и линией действия возмущающей силы, так как уменьшение этого расстояния снижает амплитуду вращательных колебаний установки. Уменьшение амплитуды вращательных колебаний изолируемой установки может быть достигнуто также путем увеличения ее момента инерции относительно оси вращения.

2.6.    При виброизоляции машины с фундаментом, заглубленным в грунт, необходимо устройство ограждающего короба (корыта), внутри которого размещаются фундаментный блок и виброизоляторы (см. рис. 2.1, б, в).

1

* Начало 0г системы координат X, Y, Z расположено произвольно, а оси координат параллельны соответствующим осям X0f Y0t Z0 (см. рис. 2.2.).

2

Как правило, жесткости виброизоляторов KxU Kyi и Kzi удовлетворяют условию KXi = aKyi = рKzU где аир — постоянные величины. Если это условие не выполняется, то равнодействующие реакций, возникающих в виброизоляторах при перемещениях изолируемой установки по направлению координатных осей, не будут пересекаться в одной точке. В последнем случае центры жесткости определяют отдельно для каждой координатной плоскости.

21

3

   См. ссылку в п. 5.15 Руководства.

4

   См. ссылки в пп. 5.15 и 5.30,

5

5

   Здесь и всюду далее предполагается, что периодическая нагрузка близка к гармонической. Если периодическая сила или периодический момент изменяются по более сложным законам, то их следует разложить в ряд Фурье. Для приближенного расчета можно ограничиться только первой гармоникой этого ряда. Другие гармоники учитываются дополнительным проверочным расчетом лишь в случае, когда j6Pj > Рг или j6Mj > Мъ где Ръ Мг и Pj, Mj — амплитудные значения первой и /-й гармоник возмущающей силы и возмущающего момента соответственно,

6

   Имеются в виду моменты инерции массы изолируемой машины.

7

7

8

9

Этой цели можно достигнуть также: а) уравновешиванием, балансировкой и изменением числа оборотов машины; б) применением виброгасителей.

Для центробежных вентиляторов общего назначения допустимые величины заводской и эксплуатационной неуравновешенности устанавливаются отраслевой нормалью № 0Н2211-001-68. Министерство строительного, дорожного и коммунального машиностроения, М., 1969.