Настоящий стандарт устанавливает требования по обмену информацией о применении систем виброизоляции между заказчиком, изготовителем продукции, являющейся источником/приемником вибрации, и поставщиком системы виброизоляции. Приемником вибрации может быть машина, конструкция, человек или чувствительное оборудование, а источником - другие машины, движение транспорта и прочие объекты, от которых вибрация передается к приемнику, как правило, через грунт и конструкцию здания.

Настоящий стандарт распространяется как на новые объекты виброизоляции (источники и приемники вибрации), так и на объекты, находящиеся в эксплуатации, если их система виброизоляции нуждается в модификации.

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты:

ISO 2041, Mechanical vibration, shock and condition monitoring - Vocabulary (Вибрация, удар и контроль состояния. Словарь)

ISO 9688, Mechanical vibration and shock - Analytical methods of assessing shock resistance of mechanical systems - Information exchange between suppliers and users of analyses (Вибрация и удар. Методы анализа ударной прочности механических систем. Информация, предоставляемая заказчиком и исполнителем)

ISO 10846-4, Acoustics and vibration - Laboratory measurement of vibro-acoustic transfer properties of resilient elements - Part 4: Dynamic stiffness of elements other than resilient supports for translatory motion (Вибрация. Измерения виброакустических передаточных характеристик упругих элементов конструкций в лабораторных условиях. Часть 4. Динамическая жесткость неопорных упругих элементов конструкции для поступательной вибрации)

В настоящем стандарте применены термины по ИСО 2041, ИСО 9688 и ИСО 10846-4, а также следующие термины с соответствующими определениями.

3.1 упругое крепление (resilient device): Упругий элемент, устанавливаемый между объектом и поддерживающей конструкцией и предназначенный для ослабления вибрации (удара), передаваемой от объекта к конструкции или от конструкции к объекту.

3.2 источник (вибрации) (vibration source): Твердые, жидкие и газообразные тела или их совокупности, вызывающие вибрацию в окружающей среде.

Примечание - Источниками вибрации могут быть работающие машины, движущиеся транспортные средства, взрывы, волны, ветровые нагрузки.

3.3 приемник (вибрации) (vibration receiver): Любые объекты или их части, испытывающие воздействие вибрационной энергии, переданной от внутренних или внешних источников.

3.4 заказчик (customer): Пользователь или покупатель продукции (машины, сооружения и т.п.).

3.5 изготовитель (producer): Лицо, изготавливающее продукцию, подлежащую изоляции от собственной вибрации или вибрации от внешних источников.

3.6 поставщик системы виброизоляции (isolation supplier): Лицо, ответственное за поставку и установку системы виброизоляции, позволяющей ослабить передаваемую вибрацию в соответствии с требованиями заказчика.

Примечание 1 - В некоторых случаях изготовителем и поставщиком системы виброизоляции может быть одно и то же лицо.

Примечание 2 - Заказчик, изготовитель и поставщик несут установленную законодательством ответственность за исполнение работ по договору между ними, даже если для выполнения работ (в целом или в части) ими привлечены субподрядные организации.

Назначением системы виброизоляции является защита людей, оборудования и сооружений от воздействия вибрации и ударов посредством соответствующих конструктивных решений в отношении источника или приемника вибрации. Такие изменения позволяют обеспечить:

a) безопасность промышленных сооружений при воздействии на них вибрации от установленного внутри оборудования;

b) безопасность и комфортные условия работы операторов виброактивных машин;

c) безопасность и комфортные условия для лиц, находящихся вблизи работающих машин;

d) целостность конструкции зданий, расположенных вблизи источников вибрации (промышленные объекты, железные дороги и др.);

e) комфорт лиц, в местах постоянного или временного проживания которых наблюдается повышенный вибрационный фон;

f) надежность функционирования оборудования, чувствительного к воздействию вибрации;

g) правильность функционирования изолируемого оборудования;

h) соблюдение требований законодательства.

5.1 Изоляция источника

При изоляции источника вибрации ее целью является защита окружающей среды, что может включать в себя:

a) изоляцию виброактивных машин;

b) изоляцию железнодорожных путей и связанных с ними систем (например, основания железнодорожного полотна для эксплуатируемых и строящихся путей);

c) изоляцию дорожных насыпей и виадуков автомагистралей и повышение гладкости дорожного полотна.

5.2 Изоляция приемника

Если изоляция источника невозможна или нецелесообразна по практическим соображениям (например, изоляция от природных источников), а также если практика изоляции источника показала свою неэффективность, то изолируют приемники вибрации, которые могут включать в себя:

a) рабочие места операторов машин;

b) возводимые здания или элементы зданий вблизи железнодорожных путей, туннелей, автомагистралей с интенсивным движением;

c) здания, критичные к воздействию вибрации (концертные залы, лаборатории с чувствительным оборудованием);

d) опоры оборудования, чувствительного к воздействию вибрации (стола лазерного станка, компьютерного диска, электронного микроскопа и т.п.);

e) объекты, подвергающиеся природным воздействиям.

Виброизоляция является дополнительным средством ослабления вибрации и не может заменить конструктивных решений по снижению вибрации в источнике. Тем не менее целесообразно рассматривать возможность применения систем виброизоляции при:

a) проектировании и установке виброактивных машин;

b) проектировании или перестройке сооружений, в которых устанавливают виброактивные машины;

c) необходимости перемещения или модификации источника вибрации;

d) наличии переизлученного акустического шума;

e) проектировании и строительстве сооружений вблизи железнодорожных путей или автомагистралей с интенсивным движением;

f) проектировании или заказе оборудования, чувствительного к воздействию вибрации;

g) наличии жалоб лиц, работающих или проживающих вблизи источников вибрации;

h) превышении законодательно установленных предельных значений вибрации.

Для правильного выбора системы виброизоляции необходимо предварительно провести измерения и оценить вибрационную обстановку на месте.

Измерения проводят в условиях, соответствующих реальным условиям применения источника или приемника вибрации. Анализ результатов измерений должен помочь выявить источник проблем, связанных с повышенной вибрацией, и определить пути их решения. Измерения проводят согласно соответствующему стандарту, который должен быть четко определен.

В договоре указывают места проведения измерений. В протоколе измерений указывают точки установки датчиков вибрации и направления измерений.

Измерения необходимо проводить в течение достаточно длительного периода времени, позволяющего охватить весь рабочий цикл источника вибрации.

При измерениях в источнике вибрации важно провести анализ частотной характеристики конструкций, передающих и воспринимающих вибрацию, чтобы избежать совпадения преобладающих частот источника с резонансными частотами этих конструкций.

При измерениях в приемнике вибрации следует определить уровень его собственной вибрации, ниже которого ослаблять вибрацию приемника обычно нет необходимости.

9.1 Общие положения

10.1 Информация от заказчика источника вибрации

10.1.1 Технические сведения о механически связанной системе

Заказчиком должно быть предоставлено краткое описание, достаточное для понимания условий установки источника вибрации. Рекомендуется указывать следующие сведения:

a) тип сооружения, в котором устанавливают машину (судно, здание стальной конструкции, железобетонное здание, электростанция), а также его динамические характеристики (резонансные частоты, моды колебаний, демпфирование);

b) местоположение источника вибрации внутри сооружения (в машинном зале, на главной палубе, на крыше здания);

c) свойства опорной конструкции (состояние грунта, допустимые нагрузки на грунт, уровень грунтовых вод, собственные частоты, входной механический импеданс);

d) помещения, для которых установлены критерии приемки системы виброизоляции, и другие источники вибрации поблизости (оборудование для испытаний на вибрацию и удар, перфорационная машина);

e) ожидаемая сейсмическая активность.

10.1.2 Оценка вибрации и ударов в механически связанной системе

Заказчиком должна быть предоставлена информация о вибрации и ударах в механически связанной системе до установки источника вибрации. Эта информация должна включать в себя значения параметров вибрации (в единицах перемещения, скорости или ускорения) в трех направлениях измерений, соответствующие частоты и продолжительность воздействия. Информацию представляют во временной (запись процесса) и частотной (спектральный анализ) областях.

10.1.3 Условия окружающей среды

Заказчик предоставляет следующую информацию об условиях окружающей среды:

a) верхнюю и нижнюю границу диапазона температур;

b) влажность воздуха, наличие воды, песка, пыли, солевого тумана, озона, нефтепродуктов, растворителей, радиации и др.

10.2 Информация от заказчика приемника вибрации

Основным приемником вибрации являются возведенные здания, которые, однако (за исключением особо важных объектов), полностью изолировать от воздействующей вибрации нецелесообразно по экономическим причинам. Поэтому систему виброизоляции применяют, как правило, только для отдельных элементов зданий.

Как правило, изолируют оборудование, чувствительное к вибрации, или рабочее место оператора. Система виброизоляции может быть спроектирована изготовителем приемника вибрации или поставщиком системы виброизоляции на основании требований заказчика.

Заказчиком должно быть предоставлено краткое описание, достаточное для понимания требований к системе виброизоляции. Рекомендуется указывать следующие сведения:

a) тип изолируемого оборудования;

b) тип конструкции, на которую устанавливают оборудование;

c) место установки изолируемого оборудования;

d) свойства опорной конструкции (например, собственные частоты, динамическая жесткость, характер соединения с системой виброизоляции);

e) критерии эффективности виброизоляции;

f) данные о вибрации конструкции по трем взаимно перпендикулярным осям, включая амплитудные и частотные характеристики, продолжительности воздействия;

g) условия окружающей среды (температура, влажность воздуха и др.).

11.1 Технические характеристики системы виброизоляции

Поставщик системы виброизоляции предоставляет подробную информацию о характеристиках системы, которая включает в себя:

a) тип системы виброизоляции;

b) используемые виброизолирующие материалы;

c) массу системы;

d) устройства регулировки положения изолируемого объекта;

e) статическую жесткость изоляторов;

f) максимальные и минимальные нагрузки (в ньютонах) на систему при работе изолируемого объекта;

g) указание размеров, описание конструкции, распределение масс, местоположение и ориентацию системы (например, на чертежах), включая все промежуточные опоры;

h) относительные деформации изоляторов под нагрузкой или с течением времени;

i) особые требования для пневматических опор;

j) сопротивление материалов изоляторов воздействию химических агентов, солнца, нефтепродуктов;

k) предельные значения отношения деформации к напряжению (в области нелинейной характеристики).

11.2 Динамическое поведение системы виброизоляции

Поставщик системы виброизоляции должен указать значения динамической жесткости системы виброизоляции при поступательной и угловой вибрации. Должны быть указаны условия окружающей среды и значения нагрузки, для которых эта характеристика была получена, а также допуски на нее. Допускается вместо характеристики динамической жесткости указывать передаточную функцию системы по одному из параметров движения (например, ускорению), если такое описание является достаточным для целей применения виброизоляции. Динамические характеристики системы виброизоляции могут зависеть от:

a) нагрузки;

b) амплитудных характеристик входного воздействия;

c) температуры;

d) демпфирования.

Подробная информация о динамических характеристиках упругих опор приведена в ИСО 10846-1, ИСО 10846-2 и ИСО 10846-3.

Поставщик системы виброизоляции должен указать ее характеристики для трех направлений движения, диапазон частот применения системы и ее внутренние резонансы.

11.3 Срок службы

Поставщик системы виброизоляции должен указать ее срок службы и предполагаемые изменения технических характеристик за время эксплуатации, включая следующие данные:

a) предел усталости материала, подвергающегося повторяющимся деформациям и ударам;

b) постоянную относительную деформацию материала (с указанием, по возможности, каким образом получена данная характеристика);

c) эффекты старения материала вследствие хранения в заданных условиях (с указанием минимальной и максимальной температуры хранения);

d) максимально допустимое перемещение до ограничителя (при необходимости).

11.4 Условия окружающей среды

Поставщик системы виброизоляции должен указать следующую информацию, обеспечивающую правильные условия эксплуатации:

a) максимальную и минимальную температуру, выше и ниже которых изолятор не сможет выполнять свои функции в условиях заданной нагрузки или приобретет необратимые изменения своих характеристик;

b) способность изолятора противостоять коррозии или износу вследствие воздействия влажности воздуха, воды, солевого тумана, грибков, озона, нефтепродуктов, корродирующих газов или солнечного света;

c) способность изолятора выполнять свои функции в неблагоприятных условиях, например при воздействии песка или пыли;

d) допустимые условия хранения.

11.5 Техническое обслуживание

Поставщик системы виброизоляции должен указать правила ее технического обслуживания и контроля.

Как правило, требования к эффективности работы системы виброизоляции определяются в рамках договорных отношений с поставщиком системы или с поставщиком машины, если система виброизоляции входит в состав машины. Эффективность работы оценивают после установки машины (системы виброизоляции) экспериментальным путем.

Для машин массового производства экспериментальная проверка может быть выполнена для стандартных условий установки, после чего ее результаты используют для оценки работы системы виброизоляции в реальных условиях. В этом случае поставщик системы виброизоляции должен предоставить информацию о том, в каких условиях была проведена проверка работы системы виброизоляции.

При проверке работы системы виброизоляции следует, по возможности, руководствоваться следующими принципами:

a) измерения и оценку вибрации перед установкой машины проводят с участием независимой организации. Измерения проводят в заранее установленных точках в характерных условиях работы данной машины;

b) после установки машины измерения повторяют в тех же точках в тех же условиях работы. Метод измерений, условия обработки и анализа результатов измерений должны быть определены заранее;

c) точки измерений и результаты измерений указывают в протоколе измерений;

d) поставщику машины (системы виброизоляции) должны быть известны критерии, в соответствии с которыми работа системы виброизоляции будет признана приемлемой или неприемлемой;

e) критерии и условия приемки системы виброизоляции должны быть указаны в договоре с поставщиком машины (системы виброизоляции);

f) результаты измерений сравнивают с предельными значениями, указанными в договоре.

A.1 Общие положения

Цель настоящего приложения - помочь заказчику разобраться в назначении систем виброизоляции. Оно, однако, не содержит полного обзора существующих систем виброизоляции и в связи с этим не может служить руководством по выбору таких систем.

A.2 Пружины

A.2.1 Общие положения

Пружины используют для обеспечения машины упругой опорой, предотвращающей передачу вибрации и ударов. Таким образом, они представляют собой устройства, подвергающиеся предварительной упругой деформации. Идеальных пружин, которые определяли бы только жесткость колебательной системы, в реальности не существует, поскольку каждая пружина обладает определенными массой и демпфированием. Тем не менее для расчетов вибрации в диапазоне частот работы систем виброизоляции, на которые распространяется настоящий стандарт, массой пружины можно пренебречь, а ее демпфирующие свойства в значительной степени зависят от материала пружины.

A.2.2 Пружины из эластомерных материалов

Вследствие упругой деформируемости и малого значения модуля Юнга эластомеры являются подходящим материалом для пружин. Однако пружины из эластомеров обладают большим демпфированием по сравнению с металлическими пружинами.

Характеристики деформации пружины, такие как жесткость и демпфирование, зависят от основного материала эластомера, от внесенных добавок, а также от формы пружины. Влияние оказывают также факторы окружающей среды, например, температура. Эластомер обладает вязкоупругими свойствами, а его ползучесть в большой степени зависит от состава материала.

Обычно статическая и динамическая жесткость эластомерных пружин различаются между собой - динамическая жесткость больше, чем статическая. Для расчета собственных частот системы виброизоляции используют характеристику динамической жесткости. Для пружин из эластомерного материала собственные частоты колебаний в направлении прилагаемой нагрузки находятся в диапазоне от 6 до 20 Гц.

Обычно кривая зависимости деформации от нагрузки для эластомерных пружин нелинейна, но в практических расчетах используют ее идеализацию линейной зависимостью в области рабочей нагрузки.

При оценке несущей способности и срока службы эластомерных пружин следует принимать во внимание следующие факторы:

a) материал с добавками, его жесткость;

b) форму пружины;

c) статическую и динамическую нагрузки;

d) амплитудно-частотные свойства вибрирующей системы.

Гибкость эластомера обеспечивает его удобное соединение с металлическими и иными частями машины, что объясняет широкое применение эластомерных пружин в разных приложениях.

Эластомерные пружины могут рассматриваться как элементы с сосредоточенными либо распределенными характеристиками. В последнем случае эластомерная конструкция имеет форму пластины (сплошной опоры).

Таблица ДА.1