Калинин А.А. (рук.) Безопасность жизнедеятельности. Учебное пособие по практическим занятиям

Подождите немного. Документ загружается.

где n − общее количество пружин; n

− количество пружин, на которое рас-

пределяется масса оператора при входе на площадку (принимают 2).

7. Диаметр прутка пружины, см,

(

)

,]/[6,1

τCKPd ⋅=

где K − коэффициент пружины, принимают в пределах 1,1−1,5, он зависит от

конструктивно принятого диаметра пружины D в см и индекса пружины

С=D/d; его определают по графику (рис. 4) в зависимости от принятого ко-

эффициента K; [τ] − допустимое напряжение сдвига для прижинной проволо-

ки (табл. 10).

Рис. 4. График для определения коэффициента K

Таблица 10

Характеристика стали, используемой для виброизоляторов

Марка стали Режим ра-

боты

Модуль упру-

гости

, кг/см

Допустимое

напрядение

сдвига

[τ], кг/см

Диаметр прово-

локи пружин,

мм

Углеродистая 70 Легкий

Средний

Тяжелый

7,83⋅х 10

4110

3730

2740

Менее 8, напря-

жение низкое

Хромованадиевая, за-

каленная в масле,

50ХФА

Легкий

Средний

Тяжелый

7,7⋅х 10

5490

4900

3920

Более 12,5

Кремнистая

55С2, 60С2, 60С2А,

63С2А

Легкий

Средний

Тяжелый

7,45⋅х 10

5490

4410

3430

От 8 до 12,

рессоры

Расчеетный диаметр прутка пружины округляют до значений, приня-

тых в стандарте на пружинную проволоку (3, 4, 5, 6, 8, 10, 12, 15 мм), и про-

веряют напряжение на срез в прутке:

(2,56⋅К⋅Р

С)/d ≤ [τ

кр

8. Диаметр пружины, см,

dCD

⋅

9. Число витков пружины

i = i

+ i

где

8/ CKdi

zу

⋅⋅⋅=σ − число рабочих витков; σ

− модуль упругости на сдвиг

выбранной стали, кг/см

; i

− число нерабочих витков: i

= 1,5 при i

< 7 и i

2 при i

≥ 7.

10. Шаг витка пружины,см,

h = 0,25D.

11. Высота ненагруженной пружины, см,

= ih + (i

− 0,5)d.

В результате расчета должно соблюдаться условие H

/D ≤ 1,5. Если это

условие не выполняется, то необходимо изменить диаметр пружины и расчет

повторить.

Если решают применить резиновые виброизоляторы, то выполняют

аналогичные расчеты по пунктам 1−5, а затем порядок расчета следующий

затем порядок расчета будет следующий:

1. Статическая осадка амортизаторов, см,

ст

= Q/K

2. Рабочая высота резиновых прокладок, см,

h = x

ст

/[σ

сж

.],

где σ

− динамический модуль упругости резины, кг/см

; [σ

сж.

] − допустимая на-

грузка на сжатие, кг/см

(табл. 11).

3. Площадь резиновой прокладки, см

S = Q/N[σ

ст

где N − конструктивно принятое число прокладок.

4. Поперечный размер прокладки для призматического столбика (сто-

рона квадрата), см,

SВ =

для цилиндрического столбика (диаметр), см,

π/4SD =

Таблица 11

Характеристика резин и прокладочных материалов, используемых в

виброизоляторе

Материал и марка прокладок

Динамический

модуль упруго-

сти

, кг/см

Допустимая

нагрузка на

сжатие

[σ

сж

], кг/см

Резина:

губчатая 3 0,234

мягкая 5 0,785

в виде ребристых плит 4 0,883

с отверстиями 10 3,430

56 7,06 3,629

112А 5,88 4,316

93 19,62 5,984

КР-407 9,81 4,12

ИРП-1247 5,30 3,23

2566 3,73 2,354

Пробка натуральная 3 1,716

Плиты из пробковой крошки 60 0,785

Войлок жесткий прессованый 9 1,370

Войлок с прослойкой пробки 8 1,962

Для устойчивости виброизоляторов необходимо, чтобы соблюдалось

условие:

для призматических прокладок:

1,5h ≤ B ≤ 8h;

для цилиндрических:

1,5h ≤ D ≤ 8h.

5. Толщина прокладки, м,

H = h+B/8

или

H = h+D/8.

Задача

Пулть управления оборудованием установлен на междуэтажном пере-

крытии промышленного здания. От вибрации работающего оборудования на

перекрытии возникают вибрации, вредно действующие на организм операто-

ра. Требуется рассчитать пассивно-виброизолированную площадку для опе-

ратора, если известна масса площадки Q

= 240 кг, масса оператора Q

= 60

кг, частота колебаний перекрытия f

= 80 Гц и амплитуда A

= 0,3 мм.

Решение

1. Колебательная виброскорость перекрытия, мм/с,

7,1503,0802

⋅

2. Допустимая среднеквадратичная колебательная скорость при f

С.Г.

63 Гц составляет 2 мм/с

Поскольку допустимая превышает фактическую виброскорость, преду-

сматриваем пассивно-виброизолированную площадку.

3. Требуемый коэффициент виброизоляции

µ = A

= 0,002/0,3 = 0,0067 ≈ 0,007.

4. Частота свободных собственных колебаний площадки, Гц,

(

)

67,61007,0/1/801/1/

=+=+= µff

5. Требуемая суммарная жесткость виброизоляторов, кг/см,

(

)

(

)

[

]

.53425/67,66024025/

=⋅+== QfK

Принимаем площадку с пружинными виброизоляторами. Количество

кпружин n = 8.

6. Нагрузка на 1 пружину, кг,

752/605,18/240/5,1/

=⋅+=+= nQnQР

7. Диаметр прутка пружины, см,

66,04110/87517,16,1]/[6,1

=⋅⋅== τCKPd

Если индекс пружины С = 8, тогда по графику (рис.. 4) коэффициент

пружины K = 1,17. Для изготовления пружин принимаем углеродистую сталь

70, режим работы легкий. По табл. 9 находим [τ

кр

] = 4110 кг/см, σ

= 7,83⋅10

кг/см.

Принимаем стандартный диаметр прутка Для изготовления пружин d =

6 мм. Проверяем напряжение на срез:

2,29956,0/87517,156,2/56,2

=⋅⋅⋅=dCKP

кг/см,

что меньше [τ

кр

] = 4110 кг/см, следовательно, пружина выбрана правильно.

8. Диаметр пружины, см,

D = Cd = 8 ⋅0,6 = 4,8 см.

Принимаем D = 50 мм.

9. Число пружины, шт.,

i = i

= 2+1,5 = 3,5,

= σ

d/K

= 7,83 ·10

·0,6/534 ·8

= 1,7,

принимаем 2.

Поскольку i

< 7, то

= 1,5.

10. Шаг витка, см,

h = 0,25D = 0,25 ·5 = 1,25.

11. Высота ненагруженной пружины, см,

= ih+(i

− 0,5)d = 3,5 ·1,25+(1,5−0,5) ·0,6 ≈ 5.

Проверяем пружину на устойчивость:

/D = 5/5 = 1, что меньше 1,5,

следовательно, пружины устойчивы.

Для виброизоляции принимаем виброизолирующую площадку с пара-

метрами:

масса площадки − 240 кг;

количество пружин − 8;

диаметр пружин − 50 мм;

диаметр проволоки − 6 мм;

шаг витка пружины − 12,5 мм;

количество рабочих витков − 2;

количество нерабочих витков − 1,5;

высота ненагруженной пружины − 50 мм.

Задача

Для условий предыдущей задачи рассчитать пассивно-

виброизолирующую площадку с резиновыми виброизоляторами.

Решение

В результате расчетов по пунктам 1−5 (см. порядок расчета) получили:

1. Колебательная виброскорость перекрытия, мм/с,

= 150,7.

2. Допустимая виброскорость, мм/с,

доп

= 2.

Поскольку допустимая превышает фактическую виброскорость, преду-

сматриваем пассивно-виброизолированную площадку.

3. Требуемый коэффициент виброизоляции

µ = 0,007.

4. Частота свободных собственных колебаний площадки, Гц,

f = 6,67.

5. Требуемая суммарная жесткость виброизоляторов, кг/см,

= 534,2.

Принимаем 8 виброизоляторов из резины КР−407.

6. Статическая осадка виброизоляторов, см,

ст

= Q/К

= 300/534,2 = 0,56.

7. Рабочая высота резиновых прокладок, см,

h = x

ст

⋅σ

/[σ

ст

] = 0,56⋅9,81/4,12 = 1,33.

Для резины КР-407 σ

= 9,81 кг/см, [σ

ст

] = 4,12 кг/см

(табл. 10).

8. Площадь прокладки, см

S = Q/N[σ

ст

] = 300/8·4,12 = 9,1.

9. Поперечный размер прокладки, см,

31,9 ≈== SВ

10. Необходимая толщина резины для изготовления виброизоляторов,

см,

H = h+B/8 = 1,33+3/8=1,71.

Принимаем стандартную толщину резины 20 мм.

Проверим прокладку на устойчивость:

1,5H ≤ B; 1,5·2,0 = 3 = 3,

следовательно, устойчивость обеспечивается.

Параметры виброизолирующей площадки:

Масса, кг 240

Количество прокладок, шт. 8

Марка резины КР-407

Толщина резины, мм 20

Размер прокладок, мм 30х30

Задача

По результатам измерений на рабочем месте станочника установлено,

что уровень вибрации составляет L

= 129,5 дБ при частоте f

= 63 Гц. В соот-

ветствии с ГОСТ 12.1.012−90 уровень вибрации не должен превышать L

= 92

дБ.

Требуется рассчитать пассивно-изолирующую площадку для защиты

станочника от общей вибрации. Вес площадки − 240 кг, Вес оператора − 60

кг.

Решение

1. Требуемое снижение уровня вибрации, дБ,

∆L

треб

= L

− L

= 129,5 − 92 = 37,5.

2. Из формулы

∆L

треб

= 20 lg(V

)

находим:

lg(V

) = ∆L

треб

/20 = 37,5/20 = 1,88,

= 10

1,88

= 75,9.

3. Требуемый коэффициент виброизоляции

µ = V

= 1/75,9 = 0,013.