Методи захисту від вібрацій

Допустимий сумарний час дії локальної вібрації в залежності від перевищення її гранично допустимого рівня

Псрснишсііпя гранично допустимогорівня вібрації, дБ	Допустимий сумарнийчас дії вібрації за зміну, хв,	Перевищення гранично допустимого рівня вібрації, дБ	Допустимий сумарнийчас дії вібрації за аміну, хн.
			(30
			ЗО

Заходи, щодо захисту від дії вібрації поділяють на технічні, органі - заційні та лікувально-профйіактичгіі. Також вони можуть бути розпо­ділені як колективні та індивідуальні.

До технічних заходів відносять:

• зниження вібрації в джерелі її виникнення (вибір на стадії проск
тування кінематичних і технологічних схем, які знижують динамічні
навантаження в устаткуванні);

• зниження діючої вібрації на шляху розповсюдження від джерел і
виникнення (вібропоглинання, віброгасіння, віброізоляція);

До організаційних заходів відносять;

• організаційно-технічні (своєчасний ремонт та обслуговання об­
ладнання за технологічним регламентом, контроль вібрації, дистан­
ційне керування вібронебезпечним обладнанням);

• організаційне - режимні (режим праці та відпочинку, заборону
залучення до вібраційних робіт осіб молодших 18 років, тощо);

До лікувально-профілактичних заходів відносяться:

• медичний огляд;

• лікувальні процедури (фізіологічні процедури, вітаміно- та фіто­
терапія).

Найбільш важливим напрямком захисту від вібрації є конструк­тивні методи зниження вібро активності машин та механізмів - змен­шення діючих змінних сил у конструкції та зміна її параметрів (жор­сткості, приведеної маси, сили тертя демпферного пристрою). Дані методи базуються на аналізі рівнянь, які описують коливання машин.

Для спрощеного випадку - коливання системи з одним ступенем свободи при гармонійному законі діючої сили, таке рівняння має вид:

т(сЬ/ск) + ц(сІх/а<:) + ях =Рзіп(со<0> (2.43)

де т - маса системи, кг;

Я - жорсткість пружини, Н/м;

х - коливальне зміщення пружини, м;

]і - коефіцієнт тертя, Нс/м;

Р_т - діюча сили, Н;

(о - частота діючої сили, рад/с;

сЬ/ск - поточне значення прискорення коливань, м/с²;

сіх/ск - поточне значення швидкості коливань, м/с.

Розв'язання цього рівняння відносно амплітуди швидкості (»_т) коливан­ня дає:

(2.44)

лДі² +(т(о-ц/а>)¹ де, а_т - амплітудне значення віброшвидкості, м/с.

Амплідуди коливання системи різко збільшується, коли у рівнянні 2.44 ти> ' а/со (умо ви р езонансу). При цьому резонансна частота визначається за виразом со₀ = ^ц/т.

Аналіз рівняння 2.44 показує, що основними напрямками боротьби з д вібрацією машин є:

_ч • зниження вібрації у джерелі виникнення за рахунок зменшення діючих

^ змінних сил (Р_т) (наприклад, за рахунок зрівноваження мас, заміни ударних і технологій без ударними, використання спеціальних видів зачепленням у приводах машин і т. ін.);

² 224

• відстроюванням від резонансних режимів раціональним вибором приве­
деної маси т (при со > со₀) або жорсткості ц (при < со₍₎) системи або зміною
частоти збуджуючої сили (у);

• вібродемпфування - збільшення механічних втрат (|і) при коливаннях
поблизу режимів резонансу (наприклад, за рахунок використання у конструк­
ціях матеріалів з великим внутрішнім тертям - пластмас, сплавів марганцю та
міді, нанесення на вібруючі поверхні шару пружно в'язких матеріалів і т. ін.);

• динамічне гасіння - введення в коливальну систему додаткових мас або
зміна жорсткості системи (наприклад, за рахунок кріплення на вібруючому
об'єкті, додаткової коливальної системи, що рухається в протифазі з коливан­
нями об'єкта).

Для зниження дії вібрації на обладнання та людину широко викори­стовують метод віброізоляції - введення в коливну систему додатково­го пружного зв'язку, яке послаблює передавання вібрації об'єкту, що підлягає захисту. Для віброізоляції машин з вертикальною збуджуючою силою використовують віброізолюючі опори у вигляді пружин, пруж­них прокладок (наприклад, гума) та їх комбінації (рис. 2.15).

Рис. 2.15. Конструкції віброізоляторів для механічного устаткування

Основною частиною ізолятора (рис. 2.15, а) є пружина 3, що спирається на гумову прокладку 1. Пружина і прокладка розміщені у металевому стака­ні 2. Для запобігання ударам за дуже великої амплітуди коливань передбаче­ні обмежувачі 4 і 5. Гумове кільце 4 запобігає також ударам металу об метал при бокових вібраціях. Опірна конструкція 7 використовується для кріплен­ня віброізолятора до основи. Установка, що ізолюється, кріпиться до ізолято­ра за допомогою болта 6. Пружина 3 слугує для ізоляції коливань низьких частот, а гумова прокладка 1 - високих. Крім того, ця прокладка внаслідок великих внутрішніх втрат у гумі збільшує тертя.

Досить простий за конструкцією віброізолятора (мал. 2.15, б), що являє собою гумовий брусок 2, розміщений між металевими пластинами 1 та 3, які можуть бути приклеєні до бруска. Висоту Н вибирають за величиною потріб­ного статичного стиску з урахуванням забезпечення стійкості та міцності гумового бруска, а розмір 1, визначають виходячи з допустимого навантажен­ня па один віброізолятор. В міру збільшення розміру 1 порівняно з Н швидко зростає жорсткість віброізолятора, тому що при деформації обсяг гуми майже не змінюється, і необхідно забезпечити її бокове розширення при повздов­жньому стисканні. З тієї ж причини неефективні віброізолятори, які склада­ються з суцільних тонких гумових листів. Замість них краще використовува­ти гумові килимки з гофрованої гуми, що випускаються промисловістю.

Гумові та гумово-металеві віброізолятори мають багато модифікацій, де використовується властивість гуми добре приклеюватися при вулканізації до металу.

На рис. 2.15, в, зображено чашковий віброізолятор, якій складається із гумової втулки 1, укріпленої на металевому держаку 2. Цей віброізолятор використовують у приладах.

Перевагами гумових віброізоляторів є простота конструкції та невисока вартість, а недоліками - швидке старіння гуми, руйнування її нафтопродук­тами, важкість конструювання для ізоляції від низькочастотних вібрацій.

У ряді випадків добрий ефект дає застосування пневматичних або гідра­влічних віброізоляторів.

Ефективність віброізоляції залежить від відношення частоти збудження (г₃) та власної частоти(і₀) коливань системи. Віброізолятори знижують пере­дачу динамічних сил на об'єкт, що захищається, за умови: (г₃Д₀) > >/2.

Коефіцієнт передачі (КП), яка вказує на співвідношення сили діючої на об'єкт у разі існування гнучкого зв'язку (віброізолятора) і без нього, при гар­монійних коливаннях визначається виразом:

КП = 1/[(і_;Д)² - 1] (2.45)

Оптимальна віброізоляція досягається при КП=1/8...1/15.

Віброізоляцію людини забезпечують за допомогою віброзахисних крісел, віброізоляційних кабін та платформ. Одна з конструкцій віброзахисного крісла показана на рис. 2.16.

Для захисту від низькочастотних вібрацій використовують пружини 4, які забезпечують необхідну величину статичного стискання та низьку власну частоту системи. Амортизатор 1 вносить тертя у коливальну систему і пом'якшує передачу поштовхів та ударів завдяки забезпеченню в ньому нелі­нійної залежності сили тертя від швидкості деформації. Для забезпечення комфорту та захисту людини від високочастотної вібрації застосовується м'яке сидіння 2 та спинка 3.

Ефективною додатковою мірою захисту, наприклад трактористів, є віброізолятори, що встановлюються між кабіною та рамою, а також між органами керування та кабіною.

Дата добавления: 2014-11-20