Виброизоляция

Источниками вибрации оборудования являются вращающиеся механизмы, пульсации потока в элементах воздушных каналов (в поворотах, в запорной, регулирующей и распределительной арматуре) и жидкости в трубах. При наличии жестких связей эти источники возбуждают вибрацию соединенных с ними конструкций. Кроме того, вибрация машин и вентиляторов при жестком соединении неизбежно распространяется на соединительные трубы и воздуховоды, а по ним также на строительные конструкции. В данной ситуации источником вибрации является рейсмусовый станок. Для ее предотвращения произведем расчет резинового виброизолятра и внедрим его. Виброизолятор представлен на рисунке 15.

Рис. 15 – Виброизолятор резиновый

Масса станка – 1000 кг. Число оборотов двигателя – 900 об/мин.

1. Выбираем резину марки ИРП-1347,

где Е – модуль упругости, Е = 39, 3·10⁵ Н/м²;

– допустимое напряжение на сжатие, α = 4, 4·10⁵ Н/м².

2. Рабочая высота резинового элемента:

где f₀ – собственная частота агрегата, 4, 5 Гц;

3. Площадь резиновых элементов:

где Q – вес агрегата, 10 000 Н;

4. Проводим проверку на устойчивость 4 виброизоляторов:

5. Размер поперечного сечения виброизолятора:

При приобретении нового оборудования, являющимся источником вибрации, следует знать меры защиты от воздействия фактора. Для эффективной виброизоляции целесообразно использовать, пожалуй, более простой способ – установку пола на упругом основании, так называемого «плавающего пола». За счет него усредняется акустическое взаимодействие множества разнообразных источников вибрации с перекрытием. Схема такого пола, включающая необходимые с точки зрения акустики элементы, представлена на рисунке 16.

Рис. 16 - Схема пола на упругом основании: 1 – плита перекрытия; 2 – стяжка; 3 – упругий слой; 4 – гидроизоляция; 5 – железобетонная плита (армированная стяжка); 6 – чистый пол; 7 – разделительный шов с уплотнителем, покрытым сверху нетвердеющей мастикой; 8 – конструкция здания [18]

В общем случае, виброизоляция, обеспечиваемая «плавающим полом» на частоте f, зависит от импедансов машин (оборудования), на него установленных, несущей плиты перекрытия и плиты этого пола:

где Z_н, Z_п – импедансы несущей плиты перекрытия и плиты пола на упругом основании;

R_м, Х_м – действительная и мнимая части импеданса машины (оборудования);

где f_в – частота наступления волновых явлений в упругом основании;

m₀ – поверхностная плотность упругого основания.

Наиболее важной характеристикой «плавающего пола является частота собственных колебаний, определяемая по формуле:

где Е_д – динамический модуль упругости основания «плавающего пола»;

d – толщина упругого основания в обжатом состоянии;

m_п – поверхностная плотность плиты пола.

На частотах ниже 2f₀ такой пол минимально снижает или не снижает вовсе колебания перекрытия. При проектировании «плавающего пола» следует добиваться того, чтобы его собственная частота была достаточно низкой, иначе, чтобы в области частот, в которой необходимо снижение колебаний перекрытия, выполнялось соотношение 2f₀ ≤ f.

Путь к увеличению эффективности «плавающего пола» – уменьшение динамического модуля упругости посредством подбора соответствующего виброизолирующего материала, увеличение толщины слоя этого материала и массы плиты пола. Разумеется, изменения этих параметров имеют пределы. Максимальный эффект достигается, если найдено их оптимальное соотношение. Нельзя не учитывать и влияние на частоту f₀ массы устанавливаемой машины на единицу площади плиты пола m_м. Чем более массивное оборудование, чем больше m_м, тем ниже собственная частота всей виброизолирующей системы.