Пространственная система виброизоляции с тарельчатыми упругими элементами Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

№ 1 - 2/ 2015

IDA [article ID]: 0981404090. - Режим доступа: http://ej.kubagro.ru/2014/04/pdf/90.pdf, 0,438 у.п.л.

7. Кенийз Н. В. Влияние различных криопротекторов на реологию теста для полуфабрикатов [Текст] / Н. В. Кенийз, Н. В. Сокол // Молодой ученый. - 2014. - №10. - С. 147-150.

8. Кенийз, Н. В. Определение содержание свободной и связанной влаги в тесте с добавлением криопротекторов [Текст] / Н. В. Кенийз // Молодой ученый. - 2014. - №4. - С. 187-189.

9. Кенийз Н. В. Влияние криопротекторов на активность дрожжевых клеток при замораживании хлебобулочных полуфабрикатов / Н. В. Кенийз, А. А. Пархоменко // Политематический сетевой электронный научный журнал Кубанского государственного аграрного университета (Научный журнал КубГАУ) [Электронный ресурс]. - Краснодар: КубГАУ, 2014. - №07(101). С. 1172 - 1179. - IDA [article ID]: 1011407076. - Режим доступа: http://ej.kubagro.ru/2014/07/pdf/76.pdf, 0,5 у.п.л.

© Н.В. Кенийз, 2015

УДК 534.833: 621

О.С.Кочетов,

д.т.н., профессор,

Московский государственный университет приборостроения и информатики,

е-mail: o kochetov@mail.ru

ПРОСТРАНСТВЕННАЯ СИСТЕМА ВИБРОИЗОЛЯЦИИ С ТАРЕЛЬЧАТЫМИ УПРУГИМИ ЭЛЕМЕНТАМИ

Аннотация

Рассмотрен расчет трехмерной системы виброизоляции объекта для случая, когда точные значения собственных частот подсчитываются по методу разделения систем. Разработана новая конструкция нелинейной равночастотной пружины в виде тарельчатого упругого элемента с сетчатым демпфером.

Ключевые слова

система виброизоляции, собственные частоты, центр масс, метод разделения систем, тарельчатый упругий элемент, сетчатый демпфер.

Основными параметрами трехмерной системы виброизоляции (рис.1) являются: масса машины М; моменты инерции массы Jox, Joy, Joz виброизолируемой машины относительно осей, проходящих через центр масс; жесткости виброизоляторов Kx, Ky, Kz; круговые частоты собственных колебаний относительно координатных осей.Эффективность виброизоляции при действии гармонических нагрузок должна оцениваться коэффициентом передачи [1,с.77; 7,с.33; 8,с.20]. Опорные места желательно располагать симметрично относительно центра масс машины. Расстояние между опорными местами и центром масс машины находится при вычислении собственных частот вращательных колебаний системы виброизоляции. При выборе расположения опорных мест необходимо учитывать, что собственные частоты вращательных колебаний относительно осей Xo,Yo,ZoЗависят от расположения опорных мест.

Величины необходимых суммарных линейных и угловых жесткостей системы виброизоляции для различных координат должны определяться по формулам:

44

Международный научный журнал «Инновационная наука»

Ax = Mя; Сх = Joxa2gK;

Ay = M ®2; Cy = Joy®ly;

Az = M я2; Cz = Jo2®l.

(1)

где Ax, Ay, Az - суммарные жесткости системы виброизоляции относительно осей Хо, Yo, Zo, Нм; Сх, Cy, Cz - суммарные угловые жесткости системы виброизоляции относительно осей Хо, Yo, Zo, Нм.

Рис.1. Расчетная схема трехмерной Рис.2. Тарельчатый упругий элемент с системы виброизоляции. сетчатым демпфером: а) фронтальный

разрез, б) вид сверху.

Суммарные жесткости системы виброизоляции выражаются через жесткости отдельных виброизоляторов следующим образом:

Ax = Е Kx,; Cx = Е Kz,yl + Е KyZ;

zis oi 1 1

Ay = Е Kyi ; Cy =Z K„xl + Е KxiZl ;

(2)

Az = E K,; Cz =E Kyix2i +Е K 1

2 .

i y oi ;

n

n

1

где Kxi, Kyi, Kzi -жесткости i-го виброизолятора в направлении осей Хо, Yo, Zo; xoi, yoi, zoi - координаты i-го виброизолятора в системе координат Xo, Yo, Zo; n - число виброизоляторов.

Параметры виброизоляторов (Kxi, Kyi,Kzi) должны быть выбраны таким образом, чтобы суммарные жесткости Ax,Ay,Az, Cx, Cy, Cz, были не больше жесткостей, определенных по формуле (1) [2,с.344; 3,с.75; 6,с.44]. Вертикальную жесткость упругих элементов желательно выбирать таким образом, чтобы деформация виброизоляторов при опорной схеме виброизоляции под действием силы веса машины была одинаковой и опорная плоскость машины оставалась горизонтальной. Если при первом расчете полученный результат не

45

№ 1 - 2/ 2015

удовлетворяет вышеперечисленным требованиям, то следует изменить жесткости или координаты виброизоляторов и повторить расчет. При совпадении центра масс виброизолированной машины с центром жесткости системы виброизоляции, формулы (1) являются точными, при несовпадении - приближенными. Точные значения собственных частот в этом случае можно подсчитать по методу разделения систем, который рассмотрен на примере расчета системы виброизоляции для пневморапирного ткацкого станка АТПР-120 в работах [1,с.77; 8,с.20 ].

Для подвесной схемы виброизоляции возможно применение одинаковых цилиндрических пружин для всех виброизоляторов. Однако наиболее оптимальным является применение нелинейных равночастотных пружин, например, тарельчатых [4,с.22].

Исследования эффективности применения пружинных виброизоляторов для пневморапирных ткацких станков были проведены в производственных условиях на втором этаже ткацкого цеха Московской хлопчатобумажной фабрике им.М.В.Фрунзе, причем станок АТПР устанавливался на виброизоляторы ОВ-31, виброизолирующие прокладки типа АП-113 и пружинные виброизоляторы. Результаты испытаний представлены в табл.1., а также в работах [9,с.71; 11,с.65; 12,с.48; 13,с.142; 14,с.230; 15,с.42; 16,с.17].

Как видно из табл.1 установка станка на пружинные виброизоляторы позволяет снизить амплитуды динамических нагрузок по основе, утку и в вертикальном направлении соответственно на 25, 14, 23 дБ.

Таблица 1

Результаты испытаний различных вариантов установки станка

Направление действия нагрузки Снижение амплитуд динамических нагрузок, в дБ, при работе станка АТПР-120 на виброизолирующих устройствах по сравнению с жестким креплением станка

ОВ-31 АП-113 Пружинные виброизоляторы

по основе 1 3,5 25

по утку 5 8 14

по верт. 1 6 23

На рис.2 в качестве нелинейной равночастотной пружины представлена схема тарельчатого упругого элемента с сетчатым демпфером, который содержит по крайней мере два плоских упругих коаксиально расположенных кольца, внешнего 1 и внутреннего 2 с центральным отверстием 5, расположенных в параллельных горизонтальных плоскостях, жестко соединенных между собой посредством, по крайней мере, двух упругих элементов 3 и 4, радиально расположенных в горизонтальной плоскости, и под углом, находящимся в пределах 10°^80°, - в вертикальной плоскости. Элементы 3 и 4, соединяющие внешние и внутренние кольца, могут быть выполнены в виде пластин, выпукло или вогнуто изогнутых по сферической поверхности.

Полости, образованные плоскими упругими коаксиально расположенными кольцами, внешнего 1 и внутреннего 2 с центральным отверстием 5, расположенными в параллельных горизонтальных плоскостях, жестко соединенных между собой посредством, по крайней мере, двух упругих элементов 3 и 4, заполнены упруго-демпфирующим сетчатым элементом 10, выполненным армированным из сетчатого каркаса, залитого эластомером, например полиуретаном. При колебаниях виброизолируемого объекта, установленного через отверстие 5

46

Международный научный журнал «Инновационная наука»

на внутреннее кольцо 2, обеспечивается пространственная виброзащита и защита от ударов, а упруго-демпфирующим сетчатым элементом 10 обеспечивается в системе демпфирование.

Список использованной литературы:

1. Синев А.В., Зубова И.Ю., Шестернинов А.В., Кочетов О.С.Методика расчета динамических характеристик систем виброизоляции технологического оборудования //Динамика виброударных (сильно нелинейных) систем. Сборник трудов XY симпозиума РАН под ред. В.К.Асташева, В.Л.Крупенина, Е.Б.Семеновой. Институт машиноведения им. А.А.Благонравова, Москва-Звенигород.: 2006. С.276-279.

2. Синев А.В., Кочетов О.С., Зубова И.Ю. Расчет динамических характеристик систем виброизоляции технологического оборудования //Динамика виброударных (сильно нелинейных) систем. Сборник трудов XYI симпозиума РАН «DYVIS-2009». Институт машиноведения им. А.А.Благонравова, Звенигород.: 2009.С.343-347.

3. Гетия С.И., Скребенкова Л.Н., Кочетов О.С. Методика расчета пространственной системы виброизоляции объектов при несимметричной относительно центра масс гармонической нагрузке. - М.: МГУПИ, Вестник МГУПИ № 28 (серия «Машиностроения»), 2010 г., с.72-85.

4. Кочетов О.С., Гетия И.Г., Гетия С.И., Шумилин В.К., Кривенцов С.М., Баранов Е.Ф. Тарельчатый упругий элемент с сетчатым демпфером // Патент РФ на изобретение № 2412383. Опубликовано 20.02.2011. Бюллетеньизобретений № 5.

5. Oleg S. Kochetov. Study of the Human-operator Vibroprotection Systems.// European Journal of Technology and Design. Vol. 4, No. 2, pp. 73-80, 2014.

6. КочетовО.С. Расчетсистемывиброзащитытехнологическогооборудования // Материализа 9-амеждународнанаучнапрактичнаконференция, «Achievement of high school», -

2013. Том 44. Технологии. София. «Бял ГРАД-БГ» ООД - 72 стр. С.43-48.

7. Кочетов О.С. Расчет пространственной системы виброзащиты. Журнал «Безопасность труда в промышленности», № 8, 2009, стр.32-37.

8. Кочетов О.С. Виброизоляторы типа «ВСК-1» для ткацких станков // Текстильная промышленность.- 2000, № 5.С. 19...20.

9. Кочетов О.С. Исследование систем виброзащиты человека-оператора// Охрана и экономика труда. № 1(14), 2014.С.70-76.

10. Кочетов О.С., Новиков В.К., Баранов Е.Ф., Киселева Т.В. Исследование систем виброзащиты рабочих мест на объектах водного транспорта // Речной транспорт 21 век. № 3., -

2014. С. 57-60.

11. Кочетов О.С. Виброизолирующая система для металлорежущих станков// Главный механик. - 2013. - № 9. - C. 64-65.

12. Кочетов О.С.Расчет тарельчатого упругого элемента системы виброзащиты технологического оборудования//Главный механик. 2013.№ 12.C.47-51.

13. Кочетов О.С. Исследование системы защиты человека-оператора от вибрации на базе нелинейных упругих элементов // Международный научный журнал «Science Time». -2014. Выпуск № 9. C. 137-148.

14. Кочетов О.С. Расчет системы виброзащиты технологического оборудования на межэтажных перекрытиях // Международный научный журнал «Science Time». - 2014. Выпуск № 10. C. 229-238.

47

№ 1 - 2/ 2015

15. Кочетов О.С. Исследование системы виброзащиты для человека-оператора// Международный научно-исследовательский журнал = Research Journal of International Studies. -2014. - № 7-1 (26). - C. 41-45.

16. Кочетов О.С. Виброизолирующая система // Наука и современность: сборник статей Международной научно-практической конференции (8 сентября 2014 г., г.Уфа). - Уфа: РИО МЦИИ ОМЕГА САЙНС, 2014.-88с. С. 15-18.

© О.С.Кочетов, 2015

УДК 677.697

О.С. Кочетов,

д.т.н., профессор,

Московский государственный университет приборостроения и информатики,

е-mail: o_kochetov@mail.ru

МЕТОДИКА РАСЧЕТА СИСТЕМЫ ВЕНТИЛЯЦИИ С ТЕПЛОУТИЛИЗАТОРОМ КИПЯЩЕГО СЛОЯ

Аннотация

Рассмотрена методика расчета системы вентиляции с теплоутилизатором кипящего слоя для гребнечесального цеха ОАО «Троицкая камвольная фабрика», находящегося в г. Троицке Московской области.

Ключевые слова

Система вентиляции, теплоутилизатор, кипящий слой, гребнечесальный цех.

Для гребнечесального цеха ОАО «Троицкая камвольная фабрика», находящейся в г. Троицке Московской области сумма теплопоступлений от всех источников для теплого периода года будет равна [1,с. 128]:

EQ = 489888 + 37600 + 59202 +57707+360 000 =1004397 кДж/ч.

Цех находится на верхнем этаже, в связи с чем теплопотери будут через наружные стены, окна и потолок, при этом избыточное тепло в летнее время составляет: ЭДп =1025413 кДж/ч. Количество воздуха, которое необходимо подавать в цех, определим по формуле

Z Qn 1025413 _ооог>1^ (1)

Lm =

(М зала -М„„) • Кэ (3,2 - 0,8) -1,15

= 222916 кг / ч

или 182000 м3/ч. Теплопотери для холодного времени года составляют 276204 кДж/ч, а

избыточное тепло в зале в зимнее время составит [3,с. 153]

EQn =( Q1 +Q2 +Q5- Q^r) =489 888 + 37600 +360 000 -276 204 = 611284 кДж/ч. Связующий эффект по теплу в этом случае будет равен Д1зала = ib - К = 38,9-28,9=10 кДж/кг. Учитывая, что нагрев воздуха в вентиляторе равен около 0,8 кДж/кг, связующий эффект будет составлять Дiзала = 10-0,8=9,2 кДж/кг.

Производительность установки для кондиционирования воздуха будет равна

Lm

Z Qn

Mi • Кэ

зала

611284 9,2 -1,15

= 86133 кг/ч

(2)

или 71184 м3/ч [4,с.23; 5,с.19].

48