12516

ИЗМЕРЕНИЕ И АНАЛИЗ ОБЩИХ ВИБРАЦИЙ

Лабораторная работа

Физика

ИЗМЕРЕНИЕ И АНАЛИЗ ОБЩИХ ВИБРАЦИЙ Цель работы: 1 закрепить основные теоретические положения о вибрации как об опасном и вредном производственном факторе; 2 научиться оценивать вибрации на рабочих местах и определять эффективность виброизоляции.

Русский

2013-04-30

370.5 KB

10 чел.

ИЗМЕРЕНИЕ И АНАЛИЗ ОБЩИХ ВИБРАЦИЙ

Цель работы:

1) закрепить основные теоретические положения о вибрации как об опасном и вредном производственном факторе;

2) научиться оценивать вибрации на рабочих местах и определять эффективность виброизоляции.

        

        В данной лабораторной работе применяется следующие приборы.

Измеритель шума и вибрации ВШВ-003-М2 предназначен для измерения уровня звука, уровня звукового давления в диапазоне частот от 2 Гц до 8 кГц и среднеквадратичных значений виброскорости и виброускорения.

Съем информации о шуме осуществляется пьезоэлектрическими виброизмерительными преобразователями ДН-3-М1, ДН-4-М1 (в дальнейшем – вибропреобразователи ДН-3-М1, ДН-4-М1). Вибропреобразователь присоединяется к измерительному прибору с помощью соединительного кабеля.

Прибор ВШВ-003-М2 относится к агрегатному комплексу средств измерения шума и вибрации и может работать в лабораторных, производственных и полевых условиях. В нем используется принцип преобразования звуковых и механических колебаний исследуемых объектов в пропорциональные им электрические сигналы, которые затем усиливаются, преобразуются и измеряются. В качестве преобразователя механических колебаний в электрические сигналы используется вибропреобразователи ДН-3-М1 и ДН-4-М1.

         

Рисунок 1- Общий вид прибора ВШВ-003-М2

1 – переключатель «Род работы»;  2 – переключатель «ФЛТ, Hz»;  3 – кнопка «СВ, ДИФ»; 4 – переключатель «ФЛТ, ОКТ»; 5 – кнопка «kHz, Hz»; 6 – переключатель «ДЛТ2, dB»; 7 – кнопка «10 kHz, Hz»; 8 – индикатор «ПРГ»; 9 – переключатель «ДЛТ1, dB»; 10 – кнопка «а, V»; 11 – показывающий прибор; 12 – гнездо «         »; 13 – гнездо «50 mV»; 14 – единичные индикаторы

Лицевая панель измерительного прибора показана на рис. 1, на нее выведены следующие органы управления, регулирования и индикации:

– переключатель «Род работы», его положения:

« 0 » – для включения измерителя;

«         » – для контроля состояния батарей;

« » – для включения измерителя в режим калибровки;

«F», «S», «10 S» – для включения измерителя в режим измерения с постоянной времени «F» (быстро), «S» (медленно), «10 S» (10 с);

– показывающий прибор – для отсчета измеряемой величины (при работе с вибропреобразователем ДН-4-М1 результат измерения следует умножать на 10) и контроля напряжения питания;

– переключатели «ДЛТ1, dB»; «ДЛТ2, dВ» и единичные индикаторы со шкалами от 20 до 130 дБ; от 0,003 до 103 м/S2; от 0,03 до 104 мм/S-1 предназначены для выбора предела измерения уровня звукового давления, виброускорения и виброскорости соответственно;

– индикатор «ПРГ» – для индикации перегрузки измерительного тракта;

– кнопка «d, V» – для включения измерителя в режим измерения  виброскорости;

– переключатель «ФЛТ, Нz», его положения:

«1» и «10» – для включения ФВЧ 1 и 10 Гц, ограничивающих частотный диапазон при измерении виброускорения, виброскорости;

«ЛИН» – для включения ФНЧ 20 кГц, ограничивающего частотный диапазон уровня звукового давления по характеристике ЛИН;

«А», «В», «С» – для включения корректирующих фильтров А, В, С;

«ОКТ» – для включения измерителя в режим частотного анализа в октавных полосах;

– переключатель «ФЛТ, ОКТ» с кнопкой «кНz, Hz» – для включения октавных фильтров со среднегеометрическими частотами от 1 Гц до 8 кГц;

– кнопка «10 kHz, 4 kHz» – для включения ФНЧ 10 или 4 кГц, ограничивающих частотный диапазон при измерениях виброускорения, виброскорости;

– кнопка «СВ, ДИФ» – для измерений в режиме свободного или диффузного нуля;

– гнезда:

«50 mV» – выход с калибровочного генератора;

«        » – для присоединения вибропреобразователя.

На правой боковой стенке измерительного прибора размещены:

«       » – выход переменного напряжения для подключений к измерительному прибору регулирующих или измерительных приборов;

«      » – корпус измерителя.

На задней стенке измерительного прибора расположен отсек для батарей. ВШВ-003-М2 может работать также через источник питания от сети переменного тока напряжением 220 В частотой 50 Гц.

Таблица 1 - Измерение параметров вибрации

№ замера

Вид амортизационного материала

Показания прибора

Расчетное значение уровня виброскорости, дБ

Предельно допустимые значения

Эффективность применения амортизационных средств, %

вибро-

ускорение,

м/с2

виборо-скорость, мм/с

вибро-

скорости, мм/с

уровня виброскорости, дБ

1

Без средств амортизации

2

       

Таблица 2 - Измерение виброускорения в октавных полосах

Значение

Виброускорение, м/с2, в октавных полосах со среднегеометрическими частотами, Гц

1

2

4

8

16

31

63

Измеренное

Допустимое

                                                 

                                        

                                      Расчет упругих амортизаторов.

Схема виброизоляции на примере вентиляционного агрегата приведена на рис. 2.

          Рисунок 2- Виброизоляция вентиляционного агрегата:

1- фундамент; 2 - упругие прокладки; 3 – железобетонная плита; 4 – рама; 5 – вентилятор; 6 – патрубок из прорезиненной ткани;

7 – воздушная прослойка

        Необходимо, чтобы частота собственных колебаний f0 была ниже частоты возмущающей силы.

Частота возмущающей силы определяется по формуле:

                                               ,                                                       

где n – число оборотов двигателя, об/мин;

  Частота собственных колебаний системы может быть рассчитана по формуле:

                                                        ,                                                        

где λ –отношение частоты возмущающей силы к частоте собственных колебаний амортизируемого объекта.

     Статическая осадка амортизаторов, под действием массы установки, м:

                                                            ,                                                 

      Толщина упругого материала амортизаторов h, м, может быть определена по формуле:

                                                            ,                                              

где     Xст – статическая осадка амортизатора, м;

Ед – динамический модуль упругости материала, Н/м2;

σ – допустимое напряжение в упругом материале, Н/м2.

Площадь S, м2, поверхности амортизаторов под установку массой Р находится из соотношения:

                                                              .                                                      

Размеры отдельных прокладок из упругого материала определяются исходя из условия равномерного распределения массы на все прокладки. Площадь каждого амортизатора (прокладки из упругого материала), м2, определяем по формуле:

                                                                 ,                                                       

где N – количество виброизоляторов.

    Коэффициент виброизоляции, показывающий, какая часть динамических сил передается фундаменту, %, определяем:

                                                                                                  

  

Вывод:                                           

                                              

                                     Ответы на контрольные вопросы.

1.                             Классификация вибраций

Вибрации классифицируются по виду источника, по способу передачи ее на человека и по направлению действия.

По виду источника вибрации делятся:

1) на транспортные, которые возникают в результате движения машин (вибрации грузовых автомобилей, тракторов, самоходных машин, строительно-дорожных комплексов и др.);

2) транспортно-технологические, которые возникают при работе машин, выполняющих технологические операции в стационарном положении или перемещении по производственному помещению, строительной площадке или горной выработке (вибрации напольного транспорта производственных цехов, бетоноукладчики, погрузчики, путевые машины, экскаваторы и краны);

3) технологические, которые возникают при работе стационарных машин или передаются на рабочие места, не имеющие источников вибрации (станки металло- и деревообрабатывающие, кузнечно-прессовое оборудование, насосные агрегаты и вентиляторы).

В зависимости от способа передачи вибрации на человека различают общую вибрацию, которая передается человеку через его опорные поверхности, и локальную вибрацию, которая передается через руки человека.

По направлению действия вибрации подразделяются:

1) на действующие вдоль осей ортогональной системы координат X, Y, Z (для общей вибрации), где Z – вертикальная ось, а X и Y – горизонтальные оси;

2) действующие вдоль осей ортогональной системы координат Xр, Yр, Zр (для локальной вибрации), где ось Xр совпадает с осью мест охвата (рукоятки рулевого колеса и др.), а  ось Zр лежит в плоскости, образованной осью Xр и направлением подачи или приложения силы.

                                                Нормирование вибраций

   Существует два вида нормирования вибраций – технические и гигиенические нормы.

         Технические нормы применяют для оценки вибрационных свойств машин при контроле их качества. Их значения приведены в стандартах и технических условиях на конкретные машины.

Гигиенические нормы применяются для контрольных испытаний и инспекторских проверок эксплуатируемых машин и оборудования. Они предназначены для оценки гигиенических характеристик производственной вибрации при контроле состояния условий труда на рабочем месте.

Нормативные значения общей вибрации регламентированы. Гигиенические нормы представляют собой предельные спектры (ПС) для каждого вида вибрации в зависимости от направления их действия. ПС вибрации – среднеквадратические значения виброскорости в октавных полосах частот или их логарифмические уровни, соотношение которых учитывает значимость воздействия вибрации различных частот на человека.

3. Для измерения вибрации применяются приборы:

1) измеряющие вибрацию неэлектрическими методами – механические

вибрографы-щупы ВР-1 и ВР-2;

2) с преобразованием механических колебаний в электрические – виброметры типа ВИП-2; аппаратура УБП-1, УБП-1А, УБП-2; комплексы НВА-1 и ИШВ-1, ВШВ-003-М2, комплекты приборов фирмы RFT (ГДР), датской фирмы "Бюль и Кьер" и др. Все приборы этой группы снабжены вибродатчиками различных конструкций.

Общие требования к проведению измерений механических колебаний содержатся в государственных стандартах и санитарных правилах и нормах.

Для измерения колебаний на транспорте требуется размещать датчики на сидении и на полу у ног пассажиров и обслуживающего персонала. При определении эффективности виброизоляции датчик устанавливается на конструкции, на которой смонтировано сиденье. При измерении колебаний ручных машин, рукояток управления механизмами и обрабатываемых изделий (местная вибрация) датчики устанавливаются в местах контакта с руками рабочего.

2. С физической точки зрения вибрация характеризуется частотой колебаний, амплитудой виброперемещения, а также их производными – колебательной скоростью и колебательным ускорением.

Частота колебаний f – число полных колебаний за единицу времени. Единица частоты (Гц, герц)  – одно колебание в секунду.

Амплитуда виброперемещения А – максимальное смещение колеблющейся точки от положения равновесия. Измеряется амплитуда в сантиметрах, миллиметрах, микронах.

Колебательная скорость (виброскорость), м/с,

                                                            .                                                        

        Колебательное ускорение (виброускорение), м/с2,

                                                            .                                                      

Согласно гигиеническими характеристиками вибрации, определяющими ее воздействие на человека, являются средние квадратические значения виброскорости или ее логарифмические уровни в октавных полосах частот.

В практике охраны труда вибрации обычно измеряют в октавных полосах частот, т.е. полосах, у которых отношения граничных частот . Октавная полоса обозначается своей среднегеометрической частотой

.     

  Октавные полосы стандартизованы международным соглашением. Среднегеометрические частоты октавных полос образуют следующий ряд: 1; 2; 4; 8; 16; 31,5; 63; 125; 250; 500; 1000; 2000; 4000; 8000; 16000 Гц.

Среднее квадратическое значение виброскорости в октавных полосах частот определяется по формуле

,     

где Vik – значение виброскорости в k-той октавной полосе при  i-том  наблю-   дении;

       n – число наблюдений.

   Логарифмические уровни виброскорости, дБ,

                                                   ,                                                 

где     V – среднеквадратичное значение виброскорости, мм/с;

Vо – опорное значение виброскорости, Vо=5×10-5 мм/с.

4. Основным методом борьбы с вибрациями является применение амортизационных средств


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

82060. Вертайтеся додому, журавлі! 79.5 KB
  Краю мій, мій рідний краю! Який ти безмежний, мальовничий, багатий на звичаї та обряди і водночас скільки випало на твою долю випробувань і страждань. Скільки людей змушені були покинути тебе у пошуках кращої долі. Одними із перших стали мешканці Небилова, які у далекому 1891 полинули як ті журавлі за океанські води.
82061. Вплив антропогенних факторів на репродуктивну функцію людини 173.5 KB
  Цілі: Узагальнити знання учнів про індивідуальний розвиток організму його залежність від умов зовнішнього середовища; виховувати почуття відповідальності за власне здоров’я та здоров’я майбутніх дітей; формувати навички здорового способу життя; сприяти екологічному вихованню учнів...
82062. Я єсть народ… Двомовна музично-поетична композиція, присвячена 65 річниці визволення України від німецько-фашистських загарбників 75.5 KB
  Славним ветеранам Великой Отечественной, выстоявшим, победившим, подаривши миру жизнь и счастье, посвящается. Досі ще не визнаним ветеранам Великої Вітчизняної, бійцям Української повстанської армії, що боролись за щастя рідної землі...
82064. За мир у всьому світі – це значить за життя! (до 66 річниці з Дня Перемоги) 34.5 KB
  Мета заходу: Оглянути героїчні, бойові сторінки історії життя нашого народу в боротьбі за свободу і незалежність. Акцентувати увагу учнів на розкриття великого подвигу народу у Великій Вітчизняній війні, бо без пам’яті про тих, хто приніс нам довгоочікувану Перемогу, відстоявши мир на землі, не може бути щасливого майбутнього.
82065. Людина для професії чи професія для людини? 118 KB
  Привернути увагу підлітків до питання вибору професії та її значення, звернути увагу на фактори, що обумовлюють вибір людиною тієї або іншої спеціальності, поговорити про помилки, які допускаються при обранні професії, наголосити на важливості прийняття правильного вибору фаху для подальшого щасливого життя.
82066. ДЕНЬ НАРОДЖЕННЯ У. ШЕКСПІРА 68.5 KB
  Великим святом в Англії вважається 23 квітня день народження Уільяма Шекспіра.Ім’я Уільяма Шекспіра знайоме і дорослим і школярам усього світу. Так хто ж такий Уільям Шекспір Шекспіродне з тих чудес світу яким не перестаєш дивуватися: історія рухається гігантськими кроками змінюється образ планети...
82067. Внеклассное мероприятие по литературе игра «О, счастливчик!» 327 KB
  Что это за сказка героиней которой является домашняя птица КурочкаРяба. Как называется русская сказка написанная в XIX веке по мотивам сказки братьев Гримм Госпожа Метелица и кто её автор В. Сказка Ш. Какому датскому писателю принадлежит автобиография Сказка моей жизни Г.
82068. Виховна година: Умій сказати, умій і змовчати 213 KB
  Виходить мовчання необхідно для того щоб почути свою совість. Але в деяких випадках мовчання ускладнює ситуацію. Якщо події вчинки слова людини людей суперечать твоїм переконанням навіщо мовчати Навіщо мовчати якщо є що сказати Тож давайте поговоримо про мовчання. Про мовчання й уміння говорити у Біблії...