12699

ИЗМЕРЕНИЕ ВИБРАЦИИ С ПОМОЩЬЮ ИЗМЕРИТЕЛЯ ШУМА И ВИБРАЦИИ ВШВ-003-М2

Лабораторная работа

Безопасность труда и охрана жизнедеятельности

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. ИЗМЕРЕНИЕ ВИБРАЦИИ С ПОМОЩЬЮ ИЗМЕРИТЕЛЯ ШУМА И ВИ...

Русский

2013-05-03

802.5 KB

105 чел.

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.

ИЗМЕРЕНИЕ ВИБРАЦИИ С ПОМОЩЬЮ ИЗМЕРИТЕЛЯ ШУМА И ВИБРАЦИИ ВШВ-003-М2

1. Описание прибора

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.

Внешний вид прибора представлен на рисунок 1.

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.

Измерительный прибор конструктивно выполнен в прямоугольном корпусе и для удобства переноса помещен в футляр.

Лицевая панель измерительного прибора показана на рисунок 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.


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


2. Подготовка ВШВ-003-М2 к работе

1) Установить прибор ВШВ-003-М2 в рабочее положение (горизонтальное или вертикальное) и механическим корректором нуля установить стрелку измерителя на отметку «0» шкалы «0 – 10 dB».

2) Установить переключатели измерительного прибора в положения:

«Род работы» – в «        » ;

«ДЛТ1, dB» – в «80»;

«ДЛТ2, dB» – в «50».

3) Зафиксировать показание измерительного прибора, оно должно быть в пределах сектора «6 – 10 дБ», указанного на шкале измерителя. Если это требование не выполняется, необходимо заменить батареи.

Каждый раз перед началом измерений нужно произвести калибровку прибора. Для этого переключатель "Род работы" установить в положение « ». Резистором « » установить стрелку измерителя на отметку « » шкалы        «0 – 1». Калибровка выполняется лаборантом или преподавателем.

2.3. Порядок измерения и анализ параметров вибрации

Измерение параметров вибрации производится на лабораторном стенде, внешний вид которого представлен на рисунок 2.

В состав стенда входит собственно вибростенд 1, на вибростоле которого устанавливается объект 2 виброизоляции и один из виброзащитных модулей 3. Каждый из модулей состоит из двух параллельных пластин, между которыми установлены либо пружины либо прокладка из полиуретана. Объект 3 виброизоляции представляет собой пластину с наборными грузами (стальные или алюминиевые пластинки с прорезями). К объекту 2 виброизоляции крепится вибропреобразователь 4 типа ДН-4-М1 измерителя шума и вибрации ВШВ-003-М2 (5), который располагается на лабораторном столе рядом с вибростендом 1. Там же располагается генератор сигналов БЖ4/1м (6), от которого питается вибростенд 1.

Вибростенд имеет электромагнитную систему возбуждения вибрации, направленной по вертикали (ось Z), и состоит из магнитопроводящего корпуса 1, в который входит катушка 2, служащая опорой вибростола 3. Катушка 2  виб-ростола 3 крепится к плоским пружинам 4, которые, в свою очередь, прикреплены с помощью стоек к корпусу 1.

Рисунок 2. Внешний вид лабораторного вибростенда.

 

2.3.1. При измерении виброускорения переключатель «Род работы» установить в положение «F»; если при измерениях возникнут флуктуации (колебания) стрелки измерителя, следует перевести переключатель «Род работы» в положение «S»; если флуктуации не прекращаются – в положение «10S».

Переключатель «ФЛТ, Hz» установить в положение «1» или «10» в зависимости от частотного диапазона измерения; нажать или отжать кнопку         «10 kHz».

Произвести измерения, делая отсчет показаний по шкале показывающего прибора в mm×S-2. Если при измерении стрелка находится в начале шкалы или периодически загорается индикатор «ПРГ», то следует сначала переключить переключатель «ДЛТ 1, dB» на более высокий уровень (влево), пека не погаснет индикатор «ПРГ», затем при необходимости – «ДЛТ 2, dB».

При работе с вибропреобразователем ДН-4-М1 показания измерителя необходимо умножить на 10.

2.3.2. Для измерения виброускорения в октавных полосах частот установить переключатель «ФЛТ, Hz» в положения «ОКТ».

Включить необходимый октавный фильтр кнопкой «kHz, Hz» и переключателем «ФЛТ ОКТ».

Операции с переключателями «Род работы», «ДЛТ 1, dB» и «ДЛТ 2, dB» произвести в соответствии с п.2.3.1. Произвести отсчет показаний по шкале показывающего прибора в m×S-2.

2.3.3. Для измерения виброскорости нажать кнопку «d, V» и повторить операции с переключателями «Род работы», «ДЛТ 1, dB» и «ДЛТ 2, dB» в соответствии с п.2.3.1, отсчитывая показания по шкале показывающего прибора в m×S-1.

2.3.4. Измерения параметров вибрации (виброускорения и виброскорости) в соответствии с п. 2.3.1 и 2.3.3 произвести дважды: непосредственно на объекте виброизоляции и при применении виброзащитных модулей согласно заданию преподавателя.

2.3.5. Подсчитать величины уровня виброскорости в децибелах по формуле (5).

2.3.6. Данные замеров и расчетов свести в таблицу 1.

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

2.3.7. Проанализировать данные табл. 1 путем сравнения фактических значений параметров вибрации с предельно-допустимыми.

2.3.8. По результатам измерений сделать выводы:

а) о величине вибраций от электродвигателя на рабочем месте, сравнив опытные данные с допустимыми по [5] (прил. 3);

б) об эффективности применения амортизационных средств.

Эффективность применения амортизационных средств

,                                                  (6)

где     V1 – виброскорость без применения средств амортизации, мм/с;

 V2 – виброскорость с применением их.

2.3.9. Дать рекомендации о снижении значений вибрации на рабочем месте.

2.3.10. Измерить виброускорение в октавных полосах частот в соответствии с п. 2.3.2. Данные замеров занести в таблицу 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

Проанализировать данные таблице 2 и сделать выводы о величине виброускорения на рабочем месте, сравнив опытные данные с допустимыми (прил. 3).

3. РАСЧЕТ ВИБРОИЗОЛЯТОРОВ ИЗ УПРУГИХ МАТЕРИАЛОВ

В лабораторной работе должен быть произведен расчет виброизоляторов из упругих материалов (упругих амортизаторов) в соответствии с предложенным преподавателем вариантом.

Схема виброизоляции на примере вентиляционного агрегата приведена на рисунке 3.

Рисунок 3. Виброизоляция вентиляционного агрегата:

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

7 – воздушная прослойка

Исходные данные для расчета, в соответствии с заданным вариантом, приведены в прил. 4.

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

Частота возмущающей силы определяется по формуле:

,                                                       (7)

где n – число оборотов двигателя, об/мин;

Частота собственных колебаний системы может быть рассчитана по формуле:

,                                                        (8)

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

Статическая осадка амортизаторов, под действием массы установки, м:

,                                                 (9)

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

,                                              (10)

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:

.                                                      (11)

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:

,                                                       (12)

где N – количество виброизоляторов.

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

                                                  (13)

По результатам расчета сделать выводы об эффективности виброизоля-торов.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

 1) Классификация и нормирование вибраций.

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.

 2) Основные формулы для расчета параметров вибрации.

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,

.                                                        (1)

Колебательное ускорение (виброускорение), м/с2,

.                                                      (2)

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

.     (3)

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

,     (4)

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

       n – число наблюдений.

Логарифмические уровни виброскорости, дБ,

,                                                 (5)

где     V – среднеквадратичное значение виброскорости, мм/с;

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

Заключение о вредности воздействия вибрации на организм человека можно сделать путем сопоставления измеренных во время работы параметров вибрации с предельно допустимыми их значениями.

3) Приборы для измерения вибрации и принципы их действия.

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.

4) Основные методы борьбы с вибрациями.

Применение прокладок из упругих изоляционных материалов.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1.  Б о б и н  Е.  В.  Борьба с шумом и вибрацией на железнодорожном транспорте. / Е.  В.  Б о б и н.  3-е изд., перераб.  и  доп.  М.: Транспорт,        1979. 302 с.

2.  Охрана труда на железнодорожном транспорте:  Учебник для вузов  ж.-д. трансп. / Ю.  Г.  С и б а р о в,  В.  Д.  Д е г т я р е в  и др.; Под  ред.            Ю.  Г.  С и б а р о в а.  М.: Транспорт, 1981. 287 с.

3. Ю д и н  Е. Я. Охрана труда в машиностроении. / Е. Я.  Ю д и н. М.: Машиностроение, 1976. 335 с.

4.  Безопасность труда на производстве. Исследования и испытания: Справочное пособие / Под ред. Б. М.  З л о б и н с к о г о.  М.: Машиностроение, 1976. 400 с.

5.  ГОСТ 12.1.012-90. ССБТ. Вибрационная безопасность. Общие требования.

6.  ГОСТ 12.1.034-81. ССБТ.  Вибрация. Общие требования к проведению измерений.

7. ГОСТ 16519-78.  Машины ручные. Методы измерения вибрационных параметров.

8. Методические указания к проведению измерений и гигиенической оценки производственной вибрации: МУ № 3911-85. М., 1985. 17 с.

9. СН 2.2.4/2.1.8.566-96  Производственная вибрация, вибрация в помещениях жилых и общественных зданий.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

4310. Функции на языке Си 84 KB
  Функции Программы на языке Си обычно состоят из большого числа отдельных функций (подпрограмм). Как правило, эти функции имеют небольшие размеры и могут находиться как в одном, так и в нескольких файлах. Все функции являются глобальными. В языке зап...
4311. Строки в языке Си 63 KB
  Строки В языке С отсутствует строковый тип, работа со строками организована путем использования одномерных массив типа char. Строка в С – это массив символов, заканчивающийся нулевым байтом. Каждый символ строки размещается в отдельном ба...
4312. Структуры как способы предоставления данных 52 KB
  Структуры Успех программы часто зависит от удачного выбора способа представления данных. С помощью структур возможно моделировать сложные объекты, возникающие при решении задач. Структуры представляют средство для доступа к з...
4313. Организация файлового ввода-вывода в Си 119.5 KB
  Организация файлового ввода-вывода в Си Считываемая и записываемая информация с точки зрения пользователя представляет собой некую последовательность байтов. Чтобы отразить эту особенность, при реализации ввода-вывода в Си используется понятие...
4314. Создание сайта Музыкальные альбомы группы Pink Floyd 13.95 MB
  Аннотация Информационная технология: Объектный Web-дизайн. Разработка систем в открытых кодах (OpenSource). Разработка сайта велась по заказу каф. ВТ УГТУ-УПИ. Проект Web-сайта и сопутствующие документы направлены на организацию взаи...
4315. Основы Web-технологий. Краткое учебное пособие 816.5 KB
  Основы Web-технологий Введение С появлением высокопроизводительных серверов, сетевого оборудования и высокоскоростных каналов связи стала реальностью организация на основе ПК корпоративных вычислительных сетей. Корпоративные сети объединены во всеми...
4316. Web-программирование Лекции 2.21 MB
  Предмет Web-программирования. Программирование на стороне клиента и сервера. Инструменты и технологии программирования Предмет Web-программирования. Язык HTML. За последние годы разработки для Интернета эволюционировали от статических страниц до дин...
4317. Разработка Web-сайта ООО РПК Август на платформе CMS Joomla 7.34 MB
  Введение В последнее время всё больше руководителей начинают отчётливо осознавать важность построения на предприятии информационной системы как необходимого инструментария для успешного управления бизнесом в современных условиях. Активное развитие И...
4318. Корпоративный сайт. Эффективный инструмент бизнеса или нереализованные возможности 731.5 KB
  Корпоративный сайт. Эффективный инструмент бизнеса или нереализованные возможности Большинство достижений технической мысли человека, использованных совсем не для реализации гуманных целей, получали дальнейшее логическое развитие и продолжение в н...