Некоторые проблемы безопасности тяжелых вибрационных машин с эластомерными элементами

Abstract

Розглядається безпечне функціонування важких вібраційних машин з урахуванням ризику техногенних аварій. Такі машини – живильники, грохоти, конвеєри, центрифуги, сита і т.д. – нерідко працюють при тривалих циклічних навантаженнях, високих і низьких температурах, впливі агресивного зовнішнього середовища. У статті викладаються методи під-вищення вібробезпеки машин за рахунок використання еластомерних елементів в якості пружних ланок, компенсаторів збірки і віброизоляторів. Викладаються основні критерії вібробезпеки машин; такі критерії забезпечують ефективність віброзахисту і задану довговічність об’єкта. Критерії вібробезпеки дозволяють при наявності певних даних обчислити частоту власних коливань систе-ми, несучу здатність пружної під-віски, а також основні параметри еластомерних елементів і фізико-механічні характеристики еласто-меру. Розглядаються критерії від-мови еластомерних елементів і критерії їх руйнування. Як критерій порушення цілісності масиву еластомерного елемента розглядається енергетичний критерій диссипативного типу; критерієм руйнування при зміні форми об’єкта (тобто випинання гуми) і втрати стійкості еластомерного елемента через старіння матеріалу розглядаються критичні деформації. Побудова критеріїв здійсню-ється на прикладі циліндричного елемента, торці якого з’єднані з металевими пластинами в процесі вулканізації. З наведених критері-альних рівнянь були отримані умови поперечної (або горизонтальної) стійкості еластомерної де-талі, тобто умова відсутності від-шарування гуми від металу. Вертикальна стійкість елементу забезпечується відповідно до критерію Ейлера.The safe functioning of heavy vibra-tion machines is considered with taking into account risk of man-made accidents. Such machines, among which are feeders, screens, convey-ors, centrifuges, sieves, etc., often work with long-term cyclic loads, at high and low temperatures, under influence of an aggressive external environment. The article outlines methods for improving vibration safety of such machines by using elastomeric elements as elastic links, assembly compensators and vibration isolators. The basic criteria of the machine vibration safety are stated; such criteria ensure effectiveness of the vibration protection and provide the specified durability of the object. Criteria for vibration safety allow, when certain data are available, to calculate frequency of natural oscillations of the system, carrying capacity of elastic suspen-sion, as well as the basic parameters of elastomeric elements and physi-cal and mechanical characteristics of elastomer. The criteria for elasto-meric elements failure and criteria for their destruction are considered. As a criterion of damaged elasto-meric elements, an energy criterion of the dissipative type is considered; critical deformations are considered as criterion of destruction when shape of the object changes (i.e. buckling of rubber) and stability of the elastomeric element is lost due to the aging of the material. The criteria are formulated on the exam-ple of a cylindrical element whose ends are connected to the metal plates in the process of vulcanization. From the given criterial equations, conditions of transverse (or horizontal) stability of the elastomeric part were set up, i.e. a condition when rubber is not separated from the metal. Vertical stability of the element is provided according to the Euler criterion.