Расчет необходимого воздухообмена в производственных помещениях

Задача № 3.
Обеспечение вибробезопасности на рабочем месте.
Рассчитать пассивно-виброизолированную площадку для оператора, пульт управления которого установлен на междуэтажном перекрытии промышленного здания. От вибрации работающего оборудования на перекрытии возникают вибрации, вредно воздействующие на организм оператора. Известна масса площадки Qп= 220кг; масса оператора Qо = 70кг; частота свободных колебаний перекрытия f0 = 70, Гц и амплитуда Az=0,2, мм.
Решение:
I часть.
1. Колебательная виброскорость перекрытия:
V = 2*π*f0*Аz = 2*3,14*70*0,2= 87,92
2. Требуемый коэффициент виброизоляции (коэффициент передачи):
= ,
где Ад – допустимая амплитуда колебаний. В соответствии с СН 2.2..1.8.566-96 её принимают равной 0,002 мм.
3. Частота вертикальных колебаний площадки, Гц:
=.
4. Требуемая суммарная жёсткость пружин площадки, кг/см:
=
где Q=Qп+Qо = 220 + 60 = 280 – суммарная масса площадки и оператора, кг.
5. Жесткость одного амортизатора:
Зададимся числом амортизаторов из конструктивных соображений. Обычно n = 8 пружинных амортизаторов.
6. Нагрузка на одну пружину, кг:
где n – общее количество пружин;
n1 – количество пружин, на которое распределяется масса оператора при входе на площадку n1=2 .
7. Диаметр прутка пружины, см:
где К – коэффициент пружины (1,1÷1,5, см рис. 3.1);
С – индекс пружины, определяется по графику в зависимости от К;
[t] – допустимое напряжение сдвига для пружинной проволоки, предварительно зададимся маркой стали, для пружины (табл. 3.1).
Если индекс пружины С = 8, тогда по графику (рисунок 3.1) коэффициент
пружины K = 1,17. Для изготовления пружин принимаем углеродистую сталь
70, режим работы легкий. По таблице 3.1 находим [τкр] = 4110 кг/см, Gу = 7,83*105 кг/см.
Принимаем стандартный диаметр прутка для изготовления пружин d =
6 мм. Проверяем напряжение на срез:
= ,
что меньше [τкр] = 4110 кг/см, следовательно, пружина выбрана правильно
8. Диаметр пружины, см:
= 8* 0,6 = 4,8 см,
Принимаем D = 50мм.
9. Число рабочих витков:
=, принимаем 2.
10. Число витков пружины:
i=i1+i2 = 2 + 1,5 = 3,5,
где Gу – модуль упругости на сдвиг выбранной стали, кг/см2 (табл. 3.1);
i2 – число нерабочих витков. При i1< 7 i2 = 1,5; при i1 ³7 i2 =2.
11. Шаг витка пружины, см:
h = 0,25 D = 0,25*5 = 1,25 см.
12. Высота ненагруженной пружины, см:
Н0 = i* h + ( i2 - 0,5)*d = 3,5*1,25 + (1,5 – 0,5)* 0,65= 5,02см.
В результате расчёта должно быть выполнено условие =.
Следовательно, пружины устойчивы.
II часть.
Для виброизоляции принимаем виброизолирующую площадку с параметрами:
масса площадки - 220 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.
Решение:
В результате расчетов по пунктам 1-5 получили:
1. Колебательная виброскорость перекрытия, мм/с: V = 87,92.
2. Требуемый коэффициент виброизоляции (коэффициент передачи): .
3. Частота вертикальных колебаний площадки, Гц: .
4. Требуемая суммарная жёсткость пружин площадки, кг/см: =
Принимаем 8 виброизоляторов из резины КР -407
1. Статическая осадка виброизоляторов, см:
=
2. Рабочая высота резиновых прокладок, см:
=,
Для резины КР-407 Gу= 9,81 кг/см, [σсж] = 4,12 кг/см (таблица 3.2).
3. Площадь прокладки, см2:
.
4. Поперечный размер прокладки, см:
.
5. Необходимая толщина резины для изготовления виброизоляторов, см:

•  

Принимаем стандартную толщину резины 20 мм.
Проверим прокладку на устойчивость:

• 1,5*1,6 ≤ 2,91 2,4 ≤ 2,91
• устойчивость обеспечивается.