Главная страница Случайная страница КАТЕГОРИИ: АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника |
Защита от вибраций
Состояние вибрационной безопасности достигается применением в технических устройствах и техносфере комплекса защитных мер, направленных на достижение допустимых вибрационных воздействий на человека и различные промышленные и жилые сооружения. Нормирование вибраций. Нормативные требования по защите от вибраций установлены ГОСТ 12.10.12—90 «ССБТ. Вибрационная безопасность. Общие требования и СН 2.2.4/2.1.8.566—96 «Производственная вибрация в помещениях жилых и общественных зданий». Эти документы устанавливают классификацию вибраций, методы гигиенической оценки, нормируемые параметры и их допустимые значения, а также режимы труда лиц виброопасных профессий, подвергающихся воздействию общей и локальной вибрации, требования к обеспечению вибробезопасности и к вибрационным характеристикам машин. При гигиенической оценке вибраций нормируемыми параметрами являются средние квадратичные значения виброскорости v (и их логарифмические уровни Lv) или виброускорения для локальных вибраций в октавных полосах частот, а для общей вибрации — в октавных или третьоктавных полосах. Допускается интегральная оценка вибрации во всем частотном диапазоне нормируемого параметра, в том числе по дозе вибрации D с учетом времени воздействия. Допустимые значения представлены в табл.11.2.
Таблица 11.2 Гигиенические нормы вибраций по СН 2.2.4/ 2.1.8.566 – 96 (извлечения)
Для общей и локальной вибрации зависимость допустимого значения виброскорости (м/с) от времени фактического воздействия вибрации, не превышающего 480 мин, определяется по формуле
, где - допустимое значение виброскорости для длительного воздействия, равного 480 мин, м/с. Максимальное значение для локальной вибрации не должно превышать значений, определяемых для Т = 30 мин, для общей вибрации — для Т= 10 мин. При регулярных перерывах воздействия локальной вибрации в течение рабочей смены допустимые значения уровня виброскорости следует увеличивать на значения, приведение ниже: суммарное время перерыва при воздействии вибрации в течении 1 ч работы, свыше 20 свыше 30 свыше 40мин мин………………………………… до 20 мин до 30 мин до 40 мин увеличение уровня вибро- скорости…. дБ………………. 0 Допустимые уровни вибрации в жилых домах, условия и правила их измерения и оценки регламентируются сани гарными нормами. Основными нормируемыми параметрами вибрации являются средние квадратичные величины уровней виброскорости и виброускорения в октавных полоcах частот. Способы защиты от вибраций в механических системах. Для определения путей снижения вибраций в механической системе можно использовать связь между амплитудой возмущающей силы Fm и амплитудой виброскорости колебания системы V в виде , где µ — коэффициент сопротивления (потерь); m — масса системы; ω = 2π f — круговая частота вибраций; f — частота вибраций; с - коэффициент жесткости системы. Анализ этого соотношения позволяет определить следующие способы снижения виброскорости (виброзащиты): – снижение виброактивности источника вибрации (уменьшение силы ); – отстройка системы от резонансных частот; ― вибропоглощение (вибродемпфирование), когда применяют специальные вибропоглощающие материалы или покрытия, рассеивающие энергию механических колебаний; ― виброизоляция, когда между источником и защищаемым объектом размещается дополнительное устройство, так называемый виброизолятор; ― динамическое виброгашение, при котором к защищаемому объекту присоединяется дополнительная механическая система, изменяющая характер его колебаний. Снижение виброактивности источника вибрации. Поскольку причиной вибрации являются возникающие при работе машин и агрегатов неуравновешенные силовые воздействия, то общим подходом к снижению виброактивности является уменьшение энергии возмущающих сил за счет уменьшения частоты вращения и уменьшения вращающихся масс, а также перераспределение этой энергии во времени. К эффективным средствам снижения виброактивности источника относятся следующие способы защиты от вибрации: балансировка вращающихся частей машин; уменьшение зазоров в соединениях; повышение точности изготовления деталей; замена металлических деталей механизмов на пластмассовые с высокими демпфирующими свойствами. Отстройка от резонансных частот. Собственная частота f0 механической системы определяется по формуле, поэтому для ее изменения следует изменять массу системы (обычно за счет увеличения массы) или ее жесткость за счет введения ребер жесткости и т.п. Вибропоглощение (вибродемпфирование). Это метод виброзащиты, при котором снижение вибрации происходит за счет рассеяния энергии механических колебаний в результате необратимого преобразрвания ее в тепловую при деформациях, возникающих в материале, из которого изготовлена конструкция, и в местах соединения ее элементов. Для количественной оценки вибропоглощения обычно используют коэффициент потерь. Для конструкционных материалов (сталь, дюраль) коэффициент потерь имеет порядок . Для реальных конструкций, выполненных из этих материалов, коэффициент потерь резко возрастает и составляет , что объясняется дополнительными потерями в узлах соединений отдельных элементов. Используется несколько методов демпфирования конструкций: ― изготовление элементов конструкций из материалов, 6ладающих большим коэффициентом потерь. К таким материалам можно отнести чугун, сплавы меди и марганца, некоторые виды пластмасс. Так, сплавы меди имеют коэффициент потерь, равный 0, 2, а текстолит — 0, 4; ― нанесение на элементы конструкций вибродемпфирующих покрытий (ВДП); ― использование вибродемпфирующих засыпок из сухого песка, чугунной дроби, а также жидкостных прослоек. Вибродемпфирующие покрытия подразделяются на жесткие, армированные, мягкие и комбинированные (рис. 11.3). Жесткие ВДП представляют собой слой жесткой пластмассы (2), нанесенной на конструкцию (1). Жесткие ВДП изготовляются в виде листов или мастик. Важным требованием их использования является плотность приклейки (отсутствие воздушных зазоров и непроклеев). Покрытия бывают и многослойные. С увеличением толщины покрытия до определенных пределов коэффициент потерь растет. На практике ограничиваются толщиной покрытия, не превышающей двух толщин материала пластины. Жесткие покрытия этого типа дают наибольший эффект на низких и средних частотах, на высоких частотах более 50 Гц их эффективность падает.
Рис. 11.3. Виды ВДП: а – жесткое; б - армированное; в – мягкое
Армированные покрытия представляют слой вязкоупругого материала, на который нанесен тонкий армирующий слой (3) жесткого материала (металла). Так, ВДП «Полиакрил-В» состоит из армирующего слоя (алюминиевая фольга) толщиной 0, 06 мм и липкого вязкоупругого толщиной 0, 1 мм, соединяющего ВДП с деформируемой пластиной. Мягкие ВДП представляют собой слой вязкоупругого материала (4). Коэффициент потерь этих материалов достаточно высок, а характеристика поглощения вибрации имеет вид пологой кривой, расположенной в диапазоне средних и высоких частот (f= 1÷ 4 Гц). В качестве мягких поглощающих покрытий используют технические резины с коэффициентом потерь более 0, 1. Демпфирующий эффект таких покрытий возрастает, если в них имеются внутренние воздушные полости, глубиной Δ. Параметры некоторых ВДП и материалов приведены в табл. 11.3.
Таблица 11.3
|