Низкочастотная виброизоляция тяжёлых технологических машин с помощью эластомерных элементов

Abstract

Рассматривается защита тяжёлых машин от действия длительных вибрационных нагрузок с помощью эластомерных элементов. Тяжёлые вибрационные машины – грохоты, питатели, центрифуги, смесители, вентиляторы, дробилки – характеризуются большими стационарными вибрациями и шумом, что определяется спецификой их работы. Наиболее эффективным способом для уменьшения вибраций (особенно низкочастотных, т.е. в пределах 1,0÷25,0 Гц) является использование виброизолирующих систем с помощью эластомерных элементов. Длительный опыт эксплуатации виброизолирующих систем показал их эффективность: повысилась долговечность и надёжность машин, обеспечено выполнение санитарных норм и защита обслуживающего персонала. Приведен математический аппарат для расчёта виброизолирующих систем. Для случая стационарных колебаний используются обычные дифференциальные уравнения: диссипативная функция может быть учтена с помощью теории вязкого трения Кельвина – Фохта. Для более полного учёта всего спектра релаксации системы используются интегро-дифференциальные уравнения Больцмана – Вольтерра. Рассматриваются различные типы виброизоляторов: резиновые виброизоляторы типа ВР со сложной формой свободной поверхности и резинометаллические виброизоляторы типа ВРМ диаметром от 200 до 600 мм. Такие виброизоляторы обеспечивают собственные частоты машин в диапазоне 0,5-2,8 Гц при массе объектов от 20 кг до 500 т. Приведены примеры внедрённых в промышленность виброизолирующих систем следующих тяжёлых машин: вентиляторов типа ВДН-17 (массой 5,8 т) и ВСК-16 (массой 10,7 т), были использованы виброизоляторы ВР-203 и ВРМ903; грануляторы типа СВГ.148Л (массой 152 т), окомкователи типа ОБ5-3,2×12,5 (массой 120 т) и смесители типа ОБ-7 (массой 160 т), использованы виброизоляторы ВРМ-903 и ВРМ-904; вихревые смесители типа ВС-360 (массой 40 т), использованы виброизоляторы ВРМ-903; дробилки КИД (массой до 150 т), использованы виброизоляторы типов ВР и ВРМ. Во всех случаях использования виброизоляторов существенно снизились динамические нагрузки, уменьшился шум и увеличился срок службы машин.

Розглядається захист важких машин від дії тривалих вібраційних навантажень за допомогою еластомерних елементів. Важкі вібраційні машини – грохоти, живильники, центрифуги, змішувачі, вентилятори, дробарки – характеризуються великими стаціонарними вібраціями і шумом, що визначається специфікою їх роботи. Найбільш ефективним способом для зменшення вібрацій (особливо низькочастотних, тобто в межах (1,0-25,0) Гц) є використання віброізолюючих систем за допомогою еластомерних елементів. Тривалий досвід експлуатації віброізолюючих систем показав їх ефективність: підвищилася довговічність і надійність машин, забезпечено виконання санітарних норм і захист обслуговуючого персоналу. Наведено математичний апарат для розрахунку віброізолюючих систем. Для випадку стаціонарних коливань використовуються звичайні диференціальні рівняння: дисипативна функція може бути врахована за допомогою теорії в’язкого тертя Кельвіна-Фохта. Для більш повного врахування всього спектру релаксації системи використовуються інтегро-диференціальні рівняння Больцмана-Вольтерра. Розглядаються різні типи віброізоляторів: гумові віброізолятори типу ВР зі складною формою вільної поверхні і гумометалеві віброізолятори типу ВРМ діаметром від 200 до 600 мм. Такі віброізолятори забезпечують власні частоти машин в діапазоні 0,5-2,8 Гц при масі об’єктів від 20 кг до 500 т. Наведені приклади впроваджених в промисловість віброізолюючих систем наступних важких машин: вентиляторів типу ВДН 17 (масою 5,8 т) і ТСК 16 (масою 10,7 т), були використані віброізолятори ВР-203 і ВРМ-903; гранулятори типу СВГ.148Л (масою 152 т), комкувачі типу ОБ5-3,2×12,5 (масою 120 т) і змішувачі типу ОБ 7 (масою 160 т), використані віброізолятори ВРМ-903 і ВРМ-904; вихрові змішувачі типу ВС-360 (масою 40 т), використані віброізолятори ВРМ-903; дробарки КИД (масою до 150 т), використані віброізолятори типів ВР і ВРМ. У всіх випадках використання віброізоляторів істотно знизилися динамічні навантаження, зменшився шум і збільшився термін служби машин.

Protection of heavy machines against action of long-term vibrational loads with the help of elastomeric elements is considered. The heavy vibration machines – screens, feeders, centrifuges, mixers, fans, crushers – are characterized by the great stationary vibrations and noise caused by specificity of their operation. The most effective way to reduce vibrations (especially low frequency, i.e. within (1.0-25.0) Hz) is to use vibration isolation systems with elastomeric elements. The long-term experience of vibration isolation systems operation has shown their effectiveness: durability and reliability of the machines is improved, sanitary standards and protection of maintenance personnel is ensured. The mathematical apparatus for calculation of vibration isolation systems is proposed. For the case of stationary oscillations, the usual differential equations are used: the dissipative function can be taken into account by using the Kelvin-Focht theory of viscous friction. In order to take into account the entire relaxation spectrum of the system, the Boltzmann-Volterra integraldifferential equations are used. Various types of vibration isolators are considered: rubber vibration isolators of the ВР type with a complex shape of the free surface, and rubber-metal vibration isolators of the ВРМ type with a diameter from 200 mm to 600 mm. Such vibration isolators provide the machine natural frequencies within the range of 0.5-2.8 Hz for the objects with weight from 20 kg to 500 tons. The examples of the following of vibration isolation systems implemented in the heavy industrial equipment are shown: fans of the ВДН-17 (weight 5.8 tons) and ВСК-16 (weight 10.7 tons) types, vibroinsulators of the ВР-203 and ВРМ-903 types; granulators of the СВГ.148Л (weight 152 tons) type, pelletizers of the ОБ5-3,2×12,5 (weight of 120 tons) type and mixers of the ОБ 7 (weight 160 tons) type, vibroinsulators ВРМ-903 and ВРМ-904; vortex mixers of the ВС-360 (weight 40 tons) type, vibroinsulators ВРМ-903; crushers КИД (weighing up to 150 tons), vibration isolators of the ВР and ВРМ types. In all these cases of using vibration isolators, dynamic loads and noise were significantly decreased and the service life of machines was increased.