Дипломная работа: Разработка оборудования для уплотнения балластной призмы

Норма шума путевых машин тяжёлого типа устанавливается производственной санитарией.

Для рабочих мест путевых машин уровень звука допустимый равен: УЗ – 85 дВА (эквивалентен).

В кабине управления ВПО-3-3000 шум превышает нормы на 5-10 дВА.

5.2 Действие вибрации на организм человека. Нормирование вибрации

На оператора ВПО-3-3000 воздействует вибрация, вызываемая передвижением и её работой.

Вредное влияние вибрации проявляется в воздействии на функциональное и физиологическое состояние человека. В первом случае это выражается повышением утомляемости, увеличением двигательной и зрительной реакции и, в конечном счёте, приводит к снижению производительности труда и т.д. Во втором случае вибрация способствует развитию нервных заболеваний, нарушению сердечнососудистой деятельности, поражению мышечных тканей и суставов, и, в конечном счёте, приводит к возникновению профессиональных заболеваний.

Обследования показали: длительное воздействие вибрации на оператора путевой машины не только утомляет его и ухудшает самочувствие, но и изменяет отдельные физиологические функции.

Нормы вибрации установлены ГОСТ 12.1012-78 [15, стр. 10], согласно которому характеристиками вибрации являются средние квадратичные значения виброскорости в м/с.

Допускаемое значение виброскорости VДОП = 0,35·10-2 м/с [15, Стр. 168] при f = 24 Гц.

5.3 Выбор вариантов защиты кабины оператора от шума и вибрации

Основной источник шума на виброподбивочных машинах – рабочие органы вибрационного действия (виброплиты и уплотнители откосов).

Чтобы кабина ВПО-3-3000 выполняла функцию защиты от шума, прежде всего, нужно её виброизолировать. Определённый эффект даёт устройство звукоизолирующих зашивок.

Шумообразование в кабине ВПО-3-3000 также создаётся дребезжанием пультов управления и других металлических деталей под воздействием интенсивной вибрации, поэтому для снижения шума целесообразно все металлические части прикреплять через эффективные виброизоляторы. В кабине нужно размещать звукопоглощающие конструкции (Рисунок 5.1).

1 – демпфирующие покрытие; 2 – сталь; 3 – звукопоглощающий слой; 4 – воздушный промежуток; 5 – дерево

Рисунок 5.1 –Схема звукопоглощающей конструкции

Для эффективного снижения вибрации, воздействующей на операторов машины ВПО-3-3000 разрабатывают виброизолированную площадку, на которой устанавливают подрессорсное сиденье (рисунок 5.2)

1 – спинка сиденья; 2 – стойка; 3 – площадка виброизоляционная; 4 – вертикальные пружина (виброизоляторы)

Рисунок 5.2 – Подрессорсное сиденье

5.4 Расчёт параметров защиты от вибрации

За основной источник шума и вибрации в кабине оператора примем работу основных виброплит.

Исходные данные:

Мощность электродвигателей виброплиты, кВт55

Вынуждающая сила каждой виброплиты, кН250

Амплитуда колебаний виброплиты, мм6

Частота колебаний, Гц35

Масса машины, т93

Определить основные параметры пружинных амортизаторов виброизоляционной площадки.

При постановке задачи в исследуемую механическую систему выделили две подсистемы: источник возмущений и объект защиты, соединённые между собой связям. Силы, возникающие в связях R и R’, вызывающие колебание объекта, называются динамическими (рисунок 5.2).

Связи, передающие объекту динамические возмущения частично, называются виброизоляционными, а сами устройства виброизоляторами (ВИ).

В расчёте приняты следующие условия:

- Источник возмущений и объект защиты считаются абсолютно твёрдыми телами, движущимся поступательно вдоль одной вертикальной оси Z;

- Приложенные к системе внешние силы FВ, а также внутренние R и R’ считаются направленными вдоль той же оси Z (рисунок 5.3).

Рисунок 5.3 – Схема к расчету параметров защиты от вибрации

Определим виброскорость вынужденных колебаний V, м/с:

,(5.1)

где f – частота возмущающей силы, Гц (f =35 Гц); AZ – амплитуда колебаний установки, м.

,(5.2)

где - возмущающая сила, Н (=250кН);  - масса амортизационных частей установки, кг ;  - круговая частота, с-1 (=2πf=219,8 c-1);  - коэффициент перегрузки (=1,3).

,(5.3)

где  - масса площадки, кг (= 100кг);  -масса оператора, кг (=80 кг).

;

;

.

Параметры вибрации значительно превышают допустимое значение VДОП=0.35·10-2 м/с, что требует создания виброзащитных устройств.

Допустимая амплитуда колебания основания виброзащитной площадки  [16].

Коэффициент виброизоляции μ:

,(5.3)

.

Частота собственных колебаний площадки f0, Гц:

,(5.4)

.

Необходимая суммарная жёсткость виброзащитной системы:

,(5.5)

где ω0 – круговая частота собственных колебаний виброизолированной установки, с-1.

;(5.6)

;

.

Жёсткость одной пружины ’, Н/м:

’=/,(5.7)

где  – количество амортизаторов, шт.( N=4).

’=/=.

Статическая нагрузка на одну пружину, Н:

,(5.8)

где - ускорение свободного падения, м/с2.

.

Динамическая нагрузка , Н:

(5.9)

.

Расчётная нагрузка на пружину , Н:

,(5.10)

.

5.4.1 Расчёт цилиндрической пружины

Диаметр прутка, м:

,(5.11)

где  - коэффициент, определённый по графику (=1,2);  - расчётная нагрузка на пружину, Н (=463,7 Н); - индекс пружины (=10) [10]; - допустимое касательное напряжение, Па (=450Па) [17, стр. 4].

Принимаем =5,6 мм.

Тогда средний диаметр пружины, мм:

,(5.12)

.

Наружный диаметр , мм:

,(5.13)

.

Число рабочих витков пружины :

,(5.14)

где  - модуль упругости при сдвиге, Па (=80000 Па) [7.Т3].

.

Число подрезанных витков :

Т.к. , то =.

,(5.15)

.

Высота ненагруженной пружины, м:

,(5.16)

где  - шаг пружины, м.

,(5.17)

.

Принимаем ;

Коэффициент устойчивости свободно установленной пружины :

,(5.18)

.

Вывод: условие (5.18) выполняется, окончательно принимаются выбранные параметры.

5.5 Расчёт параметров защиты от шума

Исходные данные:

Размеры кабины:

длина l, м3,5;

ширина b, м2,6;

высота h, м2,3.

Расстояние от расчётной точки до ближайшего источника шума (разрабатываемой виброплиты) Zmin , м.

Определим, находится ли расчётная точка в зоне отражённого поля из условия:

Zmin ≥ ZПР ,(5.19)

,(5.20)

где  - частотный множитель (μ= 2,5); B1000 - постоянная помещения на частоте 1000 Гц, м2 (B1000 = 14 м2).

.

Условие (5.19) выполняется, значит, точка расчёта находится в зоне отражённого поля, что позволяет определить величину снижения уровня звукового давления Δl , дБ:

Δl = 10lg(B1/B),(5.21)

где В – постоянная помещения до его акустической обработки, м2; В1 – постоянная помещения после обработки, м2;

,(5.22)

где  - средний коэффициент звукопоглощения в помещении до его акустической обработки;  - - средний коэффициент звукопоглощения в помещении после акустической обработки; S – площадь внутренней поверхности кабины, м2 (S =44 м2); Sобл – площадь облицовки, м2 (Sобл =35м2);  - величина суммарного добавочного поглощения, вносимого конструкцией звукопоглощающей облицовки, м2.

Bi = μiB1000 ,(5.23)

,(5.24)

,(5.25)

,(5.26)

где  - реверберационный коэффициент звукопоглощения.

.(5.27)

По рекомендациям выбираем звукопоглощающую облицовку следующей конструкции:

- металлический лист толщиной 1,2 мм, перфорация в «шахмат» 46%, диаметр 6 мм, размер 500х500. ([18] стр.129);

- поропласт полиуретановый ППУ – 3 (МРТУ6 – 05 – 1150 – 68);

- фанерный лист толщиной 4 мм, перфорация по квадрату 25%, диаметр 10 мм, размер 500х500 ([18] стр.10), ([15] стр.214).

Расчёты по формулам (5.21) … (5.27) сводим в таблицу 5.1.

Таблица 5.1 – Результаты расчетов величины снижения уровня звукового давления

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8