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

14 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

84158. Предмет философии и специфика философского мышления. Основные содержательные аспекты философского знания и главные мировоззренческие направления в его развитии 37.34 KB
  Основной особенностью философии её отличием от других видов знания является то что она пытается создать целостную картину мира стремится к максимальному обобщению результатов познания. Таким образом объектом изучения то есть предметом философии в самом широком не конкретном смысле является непосредственно сам мир как таковой. Главный метод философии состоит в том что она изучает не мир в целом то есть не мир как простую совокупность фактов и явлений у каждого из которых есть своя сущность а мир как целое то есть мир как единый...
84159. Общая характеристика античной философии. Ее космоцентризм. Основные натурфилософские школы и виднейшие их представители 63.92 KB
  Слово космос для эллинов не было названием какойлибо природной сферы окружающего мира наоборот этим термином древние греки характеризовали некую неприродную суть мира. Поэтому естественно что понимая мир как космос античные философы пытались выявить источники космической разумности порядка и гармонии мира. И начали они эти попытки с наиболее наглядной данности мира с окружающей природы. Именно на этом этапе древнегреческая мысль стала философией поскольку отказалась от мифологических объяснений возникновения мирового порядка из...
84160. Античная классика: моральная философия сократа; проблема «эйдосов-идей» в философии платона; Аристотель о материи и форме 42.93 KB
  Поэтому чувственно воспринимаемые вещи обязаны своим существованием только приобщением к идеям. Но в этом приобщении вещи не могут брать от идей всё их совершенство поскольку являясь миром вещей они не истинны а поэтому они бледные несовершенные копии этих идей. Они не верят тому из них кто сумев вырваться из подземелья и увидев реальные вещи возвращается к ним и говорит им о мире за пределами пещеры. В своём учении о материи и форме Аристотель пытается ответить на вопрос почему существуют вещи : 1.
84161. Общая характеристика средневековой философии. Ее основные направления и виднейшие представители. Теоцентризм средневековой философии 43.24 KB
  Так за счет чего же возникает эта реальная общность некоей группы единичных вещей Только за счет того что в каждой из единичной вещи растворено нечто реально общее которое и образует их реальную общность и это реально общее во всех единичных вещах есть универсалии; универсалии существуют после вещей в человеческом разуме как понятия как результат абстракции. В природе же их уже нет потому что в природе онтологически существуют только единичные вещи. Нет реально универсалий и в голове человека поскольку даже при всплывании из...
84162. Характеристика философии эпохи возрождения. Социально-исторические и научные предпосылки ее становления. Антропоцентризм и гуманизм в философии возрождения 40.06 KB
  Гуманизм то есть признание человека главной ценностью жизни. Антропоцентризм то есть тип мышления который центром и смыслом исследования содержит человека и его жизнь. Как возрождение приоритета человека в социальном укладе и в общем смысле жизни. Мировоззрение таким образом приобрело в эту эпоху ярко выраженный гуманистический характер где главной ценностью мира признавались личность человека его права на свободу и счастье.
84163. Характеристика философии нового времени (XVI-ХVIII). Ее основные направления и виднейшие представители (Бэкон, Декарт, Гоббс, Локк, Спиноза, Лейбниц, Беркли, Юм) 58.21 KB
  Активный процесс философского осмысления новых проблем и новых знаний пробудил интерес к разработкам в методологии познания. Исходя из этого опыт имеет три преимущества перед рациональными способами познания: 1. Следовательно опыт объективен в отличие от рационального познания и вследствие этого полученные из него знания имеют общепринимаемую обязательность. Потому что сами чувства которыми человек воспринимает природу это не чистый инструмент познания собирающий в себя сведения таковыми каковы они есть в природном виде.
84164. Философия французского просвещения XVIII века и ее представители 41.15 KB
  Таким образом жизнь человека определяется не Богом а его собственными делами и поэтому у церкви нет никаких оснований и никакого права насаждать предрассудки суеверия и страхи перед Богом. Равенство между людьми возможно поразному например с точки зрения естественного права равенство людей несомненно и обязательно поскольку естественные права человека проистекают из природы человека а она у всех людей одна. Но с появлением частной собственности возникла цивилизация основанная на неравенстве жестокости и эксплуатации народа и она же...
84165. Немецкая классическая философия и ее главные проблемы. Философия Канта: понятие «вещи в себе» и трансцендентального знания. Антиномии чистого разума 40.59 KB
  Поскольку познание вещи есть результат рассудочной деятельности а не просто суммой ощущений органов чувств то на первый взгляд проблема познания состоит в том насколько корректно взаимодействуют категории рассудка с чувственным сознанием снимающим информацию с вещи. В этом случае вопрос познавательной способности человека сводился бы только к тому насколько категории рассудка адекватно схватывают суть результатов чувственного познания. Вещь лишь провоцирует всплеск активности разума ощущениями которые мгновенно преобразуются в...
84166. Философия Фихте и Шеллинга. Основоположения «наукоучения» в философии Фихте. Понятие «абсолютного тождества» в философии Шеллинга 42.24 KB
  Кроме того следует признать недостаточным у Канта и то что он всего лишь только описал формы мышления умственные категории и законы мысли но не выявил основного единого общего принципа познания. Ведь только наличием подобного единого общего принципа познания можно объяснить не только слаженность форм мышления умственных категорий и законов мысли но и само их внутреннее единство между собой. И это есть вопрос не только выявления недостаточности кантовской философии это вопрос концептуальный потому что задача раскрытия данного единого...