Пример расчета пружинных амортизаторов

Вентиляционный агрегат с электродвигателем установлен на общей раме. Вентилятор весом Р_в = 4600 Н с числом оборотов n_в = 520 об/мин. Электродвигатель весом Р_э = 1300 Нс числом оборотов n_э = 970 об/мин. Вес общей рамы Р_о = 1000 Н.

Рассчитать пружинные амортизаторы при установке рамы с агрегатами на массивное железобетонное перекрытие.

1 Суммарный вес агрегатов с рамой по формуле (3.4):

Р = Р_в + Р_э + Р_о = 4600 + 1300 + 1000 = 6900 Н.

2 Основная частота вибрации вентиляционного агрегата по формуле (3.2): .

Колебания инфразвуковые, неслышимые.

3 Частота, определяемая работой электродвигателя, по формуле (3.2):

.

4 Зададим частоту собственных колебаний системы f₀ = 5 Гц, что соответствует числу оборотов n = 300 об/мин. По графику (рис. 3.1) определим величину статической осадки:

x_ст = 0, 01 м.

Из графика следует, что амортизаторы с такой осадкой будут ослаблять вибрации:

- с частотой 8, 7 Гц на 70 %;

- с частотой 16 Гц на 10 %.

5 Жесткость пружин амортизаторов по формуле (3.3) составит:

.

6 Принимая, что монтаж агрегатов выполнен на четырех амортизаторах, получаем жесткость каждого амортизатора по формуле (3.5):

7 Вводя запас прочности (принимая расчетную нагрузку Р = 2000 Н), определим статическую осадку пружины по формуле (3.6):

8 Приняв средний радиус витка пружины по конструктивным соображениям r = 0, 018 м и допустимое напряжение на кручение для пружиной стали R_s = 4, 3 × 10⁸ Па, по формуле (3.7) определим диаметр проволоки пружины:

9 Число рабочих витков пружины по формуле (3.8):

.

10 Полное число витков пружины по формуле (3.9) составляет:

11 Высота пружины в свободном состоянии по формуле (3.10):

12 Высота пружины под рабочей нагрузкой по формуле (3.11):

13 Проверяем пружину на устойчивость по формуле (3.12):

Условие (3.12) выполняется.

14 Длина проволоки, необходимая для навивки пружины, по формуле (3.13):