Разработка систем защиты от воздействия вредных производственных факторов на рабочем месте проводника пассажирских вагонов, страница 14

       f – частота возбуждающей силы (f = 16 Гц).

 Н/м.

5) определим расчетную нагрузку на пружину

Н/м.

6) определяем диаметр прутка пружины

,

где C – индекс пружины (C = 4);

       t - допустимое напряжение на сдвиг (t = 450 МПа);

м.

7) определяем число рабочих прутков пружины

,

где s - модуль упругости при сдвиге (s = 0,04×10⁶);

 витков.

8) определяем число мертвых витков

i₂ = 1,5, т. к. i₁ < 7.

9) высота пружины в ненагруженном состоянии

,

где h – шаг пружины (h = 0,25 м);

=1,26 м.

10) определяем диаметр пружины

 м.

Вывод: для защиты проводника пассажирских вагонов от вибрации на кресло необходимо установить стальную пружину высотой в ненагруженном состоянии 1,26 м, средним диаметром пружины 0,5 м, напряжение на сдвиг пружины 450 Мпа.

Рассчитать виброзащитные амортизаторы кресла пассажирских вагонов, выполненных из губчатой резины, если известно, что пол у основания кресла вибрирует с частотой f = 16 Гц и виброскорость v = 0,1 м/с.

Масса кресла m_к = 20 кг, масса проводника m_ч = 80 кг, коэффициент сопротивления x = 600 Н×с/м, модуль упругости E_Д = 2,5 Мпа, s_доп = 0,04 Мпа.

Решение:

Определим массу, приходящеюся на амортизаторы в положении сидя. Масса проводника приходящиеся на сидение, составляет 70 %. Следовательно,

,

где m_ч – масса проводника, (m_ч = 80 кг).

кг.

,

где m_к – масса кресла (m_к = 20 кг).

кг.

Определяем максимальный статический прогиб амортизаторов:

,

где h – высота амортизаторов (h = 0,1 м);

      s_доп – модуль упругости при сдвиге, Па (s_доп = 0,04 Мпа);

      Е_д – модуль упругости, Па (E_Д = 2,5 Мпа).

.

Круговая частота собственных колебаний амортизированного кресла составит:

 с^-1.

Определяем коэффициент передачи вибрации на сидение:

,

где D – относительное демпфирование,

,

      где x - коэффициент сопротивления (x = 600 Н×с/м);

,

       w - круговая частота

 с^-1.

 .

.

Определим виброскорость на сидение проводника:

 м/с.

Частота колебания сидения составит:

 Гц.

Согласно ГОСТ 12.1.012 – 91 виброскорость для среднегеометрической частоты 16 Гц L_V = 121 дБ по оси z₀,

тогда                                  ,

где 5×10^-8 – опорное значение виброскорости

 = 0,056 м/с.

Следовательно, рассчитанная виброскорость на сидении не удовлетворяет требованиям ГОСТа. Необходимо произвести пересчет, изменив параметры амортизаторов, увеличив статический прогиб.

Для того чтобы увеличить статический прогиб, необходимо увеличить высоту амортизатора. h = 0,2 м.

 м.

 с^-1.

,

 .

.

 м/с.

При высоте амортизаторов 0,2 м виброскорость удовлетворяет требованиям ГОСТа.

Определяем количество амортизаторов, примем амортизаторы круглого сечения, тогда

,

где F_р – площадь поперечного сечения амортизаторов

м².

       H_р – рабочая высота виброизоляторов

м.

0,5 < N_р < 1,1.

Вывод: для защиты проводника пассажирских вагонов  от вредного воздействия вибрации необходим один амортизатор из губчатой резины высотой 0,2 м, площадь поперечного сечения 0,0186 м², коэффициент сопротивления 600 Н×с/м, модулем упругости 2,5 Мпа и допустимым напряжением 0,04 Мпа.

3.2.3. Система защиты от шума

Рассчитать требуемую звукоизолирующую способность и ограждающую конструкцию кожуха для дизельного двигателя локомотива

Исходные данные:

Габариты источника шума, м

        Длина – 5

        Ширина – 1

        Высота – 1

Расстояние от расчетной точки до источника шума, м – 1,5

Уровень звуковой мощности источника шума приведен в табл. 3.1.

Таблица 3.1.

Машина требует охлаждения, поэтому в кожухе должны быть предусмотрены отверстия для циркуляции воздуха.

Схема машины и конструктивные элементы звукоизолирующего кожуха и глушителя приведены на рис.                   А-А