РГР расчет виброизоляции

1. Задание на проектирование.

Масса падающих частей молота:

G₀ = 50 кг.

Скорость падающих частей молота в момент удара:

V₀ = 6 м / с

Частота ударов молота в минуту:

N = 100

Масса шабота и станины молота:

G₁ = G_ш + G_ст

G₁ = 600 + 1500 = 2100 кг = 2,1 т

Площадь подошвы шабота:

А_ш = 1,05м² (1,5 ´0,7)

Отметка подошвы шабота относительно пола цеха:

2,125 м.

Допускаемая амплитуда колебаний фундаментного блока:

а_ф = 3 мм.

Толщина подшаботной прокладки из дубовых брусьев:

b = 0,15мм.

Допускаемая амплитуда колебаний грунта или подфундамент-

-ного короба:

а = 0,25 мм.

Нормативное сопротивление грунта:

R^н = 0,2 МПа

Коэффициент упругого равномерного сжатия грунта в основа-

–нии фундамента:

С_z= 40 ´ 10⁶ н / м³

Плотность грунта:

r_z = 1800 кг / м³

Угол естественного откоса грунта:

j = 25⁰

Уровень грунтовых вод на 2м ниже пола цеха.

Временная нагрузка на пол цеха и перекрытия фундаментного короба:

F = 20000 н / м²

2. Проверка напряжений в подшаботной прокладке при ударе падающих частей.

s = 0,05 G₀ V₀ ÖЕ_п / G₁А_шb

s = 0,05 ´ 0,05 ´ 6 Ö500 / (2,1 ´ 105 ´ 0,15) = 0,058321

3. Определение массы и размеров фундамента.

( 1 + e) ´ G₀ V₀

G_ф = ----------------------- ´ b - G_ш - G_ст

а_ф ´ w_z

Принимаем коэффициент неупругого сопротивления виброизоляции

g_в = 0,12

Частоту собственных колебаний установленного на виброизолятор фундаментного блока принимаем:

f_z = 4,5 Гц

Производим проверку возможности возникновения резонанса при работе молота с непостоянной частотой ходов.

60 ´ f_z 60 ´ 4,5

n_к = ---------- = ------------- = 2,7 = 3

N_max 100

b= 1,36

Коэффициент восстановления скорости при ударе (для ковочных молотов):

e = 0,25

( 1 + 0,25) ´ 0,05 ´6 0,375

G_ф = ------------------------ ´ 1,36 – 2,1 = --------- ´ 1,36 – 2,1 = 3,916т

0,003 ´ 2p ´ 4,5 0,08478

При глубине подшаботной выемки равной 0,55 м и размерах выемки в плане 1,9 ´ 1,1 м получаем объём фундаментного блока вместе с объёмом подшаботной выемки.

3,916

u_ф = --------- + 1,9 ´ 1,1 ´ 0,55 = 2,78 м³

2,4

Полагаем min толщину подшаботной части фундаментного блока 0,45м.

Общая высота фундамента:

Н_ф = 0,45 + 0,55 = 1 м

Площадь подошвы фундамента:

2,78

А_ф = --------- = 2,78 м²

1

Полагаем размеры фундаментного блока в плане:

2,11 ´ 1,31 = 2,78 м²

Полагаем толщину стенок подфундаментного короба 0,3 м.

Ширина прохода между боковыми гранями фундаментного блока и подфундаментного короба 0,6м.

Площадь подошвы подфундаментного короба:

А_к = 3,91 ´ 3,11 = 12,16 м²

Допускаемая амплитуда колебаний подфундаментного короба:

( 1 + e) ´ G₀ V₀ w_z (1+ 0,25) ´ 0,05 ´ 6 ´ 28,3

а_к = ------------------------ ´ b = ------------------------ ´ 1,36 =

ƒ ´ А_к ´ С_z 1,7 ´ 12,16 ´ 40 ´ 10⁶

10,6

= ---------------- ´ 1,36 = 0,013 ´ 10^-6

826,88 ´ 10⁶

Расчёт виброизоляции. ь

К_zв = 1090000 Н/м

F_в = 174620 Н

G_у = 2,1+ 4,58 = 6,68т.

Общая жесткость всех виброизоляторов:

К_z = G_у ´ w²_z = 6680 ´ (6,28 ´ 4,5)² = 5334832

Число пружинных виброизоляторов с учётом прочности пружин и веса установки:

G_{у x} g

n_в = ---------------------------

F_в – 1,5 ´а_ф ´ К_zв

66800 66800 n_в = --------------------------------------- = ------------- = 0,4 штук

174620 – 1,5 ´ 0,003 ´ 1090000 169715

Принимаем 4 пружинных виброизоляторов с характеристиками в 10 раз слабее данного виброизолятора.

Определяем жёсткость всех пружинных виброизоляторов.

К_zп = К_zв ´ n_в = 1090000 ´ 0,4= 43,6 ´ 10⁴ Н / м

Определяем жёсткость всех резиновых элементов.

К_zр = К_z - К_zп = 5334832 – 43,6 ´ 10⁴ = 4898832 Н/м

Коэффициент неупругого соединения всех виброизоляторов

К_zп ´ g_п + К_zр + g_р 43,6 ´ 10⁴ ´ 0,01 + 4898832 ´ 0,21

g_в = --------------------- = ------------------------------ = 0,193

К_z 5334832

Часть веса установки воздействующая на резиновые виброизоляторы:

G_р = а_ф ´ К_zр = 0,003 ´ 4898832= 14696,496Н

Часть веса установки воздействующая на пружинные виброизоляторы:

G_п = G_у - G_р = 66800 Н – 14696,496 Н = 4,5453 Н

Статическая осадка пружинных виброизоляторов:

G_п 4,5453 Dстп = ----------- = ---------------- = 0,00001 м = 0,01 мм

К_zп 43,6 ´ 10⁴

Площадь поперечного сечения всех резиновых элементов:

G_р 14696,496

А_р = --------- = --------------- = 0,03674124 м²

s 400000

s= 0,4 МПа

Рабочая высота резиновых элементов:

Е_д ´ А_р 10 ´ 10⁶ ´ 0,0367 Н_1р = --------- = ----------------------- = 0,075м

К_zр 4898832

Поперечный размер b резинового элемента:

75 £ b £ 1,5 ´ 75

75 £ 100 £ 112

Принимаем b = 100 мм

Полная высота резинового элемента ( в ненагруженном состоянии)

b 100

Н_р = Н_1р + ------ = 75 + ----- = 87,5 мм

8 8

Выбираем резиновый виброизолятор состоящий из восьми резиновых элементов размером: 100 ´ 125 ´ 125

Жёсткость одного виброизолятора:

К_zр = 8160000 Н/м

Максимальная рабочая нагрузка:

F_р = 36000 Н

Количество резиновых виброизоляторов:

1. По условиям жёсткости

К_zр 4898832

n < ------ = ----------- = 0,6 шт

К_zр 8160000

Принимаем 6 пружинных виброизоляторов с характеристиками в 10 раз слабее данного виброизолятора.

2. По условиям прочности:

G_р 14696,5

n > ----- = --------- = 0,4шт

F_р 36000

Принимаем 4 резиновых виброизоляторов с характеристиками в 10 раз слабее данного виброизолятора.(состоящий из 4 эл-ов)

Осадка резиновых виброизоляторов от статической нагрузки:

G_р ´ Н_1р 14696,496´ 0,075

Dстр = ----------- = ---------------------------------------- = 0,001 м= 1мм

Е_ст ´ А_р 0,125 ´ 0,125 ´ 4 ´ 4 ´ 4,2 ´ 10⁶

Е_ст = 4,2 МПа (статический модуль упругости резины)