Расчет виброизоляции машин при опирании виброизоляторов на жесткое основание

1. Тема №8. Расчет виброизоляции машин при опирании виброизоляторов на жесткое основание

Расчет основных параметров виброизоляции (круговая
частота вынужденных колебаний, амплитуда возмущающей
силы, коэффициент передачи силы на основание,
необходимые масса постамента и жесткость
проектируемых виброизоляторов).
Выбор рационального типа виброизоляторов. Определение
расчетной нагрузки на один амортизатор. Поверочный
расчет виброизоляции.

2.

Условия для расчета (предпосылки или
допущения):
1)масса фундамента велика
2) колебания фундамента отсутствуют
Pmax sin t
m
K

3. Расчет основных параметров виброизоляции

1. Определяется круговая частота вынужденных колебаний
n
30
(рад/с),
Pmax
2. Определяется амплитудное значение возмущающей силы
- для машин с номинально уравновешенными вращающимися частями:
Pmax mP 2 e , (Н)
- для одноцилиндровых машин с кривошипно-шатунным механизмом:
Pmax mпр 2 r, ( Н )

4.

3. Выбирается коэффициент передачи силы на основание в пределах
0 0,002 0,006 - для быстроходных машин
0
до 0,125
- для тихоходных машин
4. Выбирается( в первом приближении) критическая частота
колебаний при отсутствии демпфирования. При этом кр
0
кр
1 0
( рад/с)
5. Определяется необходимая масса постамента(основание) из условия:
AB
6.Определяется
виброизоляторов:
необходимая
Pmax
AB
2
m
суммарная
K m 2 , (н / м)
жесткость
K
m
проектируемых

5. Выбор рационального типа виброизоляторов и их размещение

1. Определяется рациональный тип виброизоляторов
2. Принимается количество амортизаторов и устанавливается схема
расположения
3. Определяется жесткость каждого виброизолятора:
K
K1
za
,(Н/м)

6. Определение расчетной нагрузки на один амортизатор

1. Определяется в первом приближении ( при γ=0) динамическая
нагрузка, действующая на опорное основание.
2
1
max
N дин 0 Pmax 2
P
(
Н
)
при
0
max
0
2
2
1
2. Определяется полная расчетная нагрузка на все амортизаторы:
max
N расч mg 1,5 Nдин
, (Н )
3. Определяется расчетная нагрузка на один амортизатор:
N1
N расч
za
,(Н)

7. Механический расчет амортизаторов Расчет стального пружинного амортизатора

1. Определяется расчетная нагрузка на одну пружину:
NП
N расч
za z П
N1
,(Н)
zП
2. Определяется диаметр проволоки пружины:
max
d 1,63
8 NП D
кр
d3
NП D
кр
1,62
d 1,6
NП D
D
, где c
кр d
d
k NП c
кр
,(м)

8.

3. Определяется средний диаметр витков пружины:
D C d
,(м)
4. Определяется необходимое число рабочих витков пружины и
полное число витков:
n В. Р.
G d
8 KП C3
5.Определяется высота ненагруженной пружины:
nв . р . 7 : H П nв . р . h 2 d
h (0,25 0,5) D
nв . р . 7 : H П nв . р . h 3 d
6.Проверяется условие устойчивости пружины при сжатии:
HП
2,6
D

9. Расчет резиновых амортизаторов

1. Рассчитывается площадь сечения F (опорного) всех прокладок,
исходя из условия их прочности на сжатие:
сж
N расч
F
сж F
N расч
сж
2. Определяется общая рабочая высота резиновых прокладок:
Eдин F
H
K
'
P
(м),

10.

3.Принимаеися количество амортизаторов zА и подбираются
размеры их сечения:
2
- для круглых прокладок: F z A 0,785 d d
- для квадратных прокладок:
F zA B2 B
F
, ( м)
z A 0,785
F
, ( м)
zA
4. Определяется полная высота резиновой прокладки:
H P H P'
A
, ( м)
8

11. Поверочный расчет виброизоляции

1. Определяется действительная суммарная жесткость «K’»
запроектированных виброизоляторов:
- для пружинных амортизаторов:
G d4
G d4
K
z A z П , где
8 nв . р . D 3
8 nв . р . D 3
'
жесткость одной пружины;
- для резиновых амортизаторов:
K'
E F
zA
H
где Н- высота амортизатора
2. Определяется собственная частота колебаний установки на
запроектированных виброизоляторах:
'
K'
m

12.

3. Находится коэффициент передачи силы на основание
запроектированных виброизоляторах (с учетом демпфирования):
1 '
на
2
2
0'
2
2
2
2
1 '
4. Определяется амплитудное значение динамической силы,
передаваемой на основание:
max '
( N дин
) 0' Pmax
5.
Вычисляется
амплитуда
вынужденных
колебаний
изолируемой машины на запроектированных виброизоляторах:
'
B
A
N
max '
дин
'
K