ИССЛЕДОВАНИЕ МЕТОДОВ ЗАЩИТЫ ОТ ВИБРАЦИИ


Цель работы - ознакомление с явлением вибрации, ее нормированием, аппаратурой для измерения параметров вибрации и оценка эффективности средств виброзащиты.

1 ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ВИБРАЦИИ

Под вибрацией понимают механические колебания упругих тел, характеризующиеся периодичностью изменения параметров. Вибрация возникает при неправильной балансировке валов и шкивов в машинах и станках, при работе машин и механизмов ударного действия и т.д. Воздействие вибрации на человека классифицируется но способу передачи, по направлению действия и по временной характеристике. Различают общую и локальную вибрации. Общая вибрация передается через опорные поверхности на тело человека, а локальная через руки.

Показателями вибрационной нагрузки являются частота, амплитуда, виброускорение, виброскорость и время воздействия вибрации. К нормируемым показателям вибрационной нагрузки относятся среднеквадратические значения:

-виброскорости:

; м/с (1)

Где f – частота механических колебаний, Гц,

А -амплитуда колебаний, м

-виброускорения:

(2)

а также их логарифмические уровни:

, и (3)

Нормируемый диапазон частот устанавливается в виде октавных полос со среднегеометрическими частотами:

-для локальной вибрации: 2; 4; 8; 16; 31,5; 63; 125; 250; 500; 1000 Гц

-для общей вибрации: 2; 4; 8; 16; 31,5; 63 Гц

Время воздействия вибрации принимается равным длительности непрерывного или суммарного воздействия, измеряемого в минутах или часах.

Считается, что вибрация крайне нежелательна и вредна для организма человека. Так, при превышении уровней вибрации на рабочих местах над допустимыми по санитарным нормам значениями, у работников со временем может развиться вибрационная болезнь. Первоначально у человека появляется боль в конечностях, затем - чувство онемения, судороги в икроножных мышцах и впоследствии тяжелые заболевания внутренних органов. Особенно опасны резонансные колебания, совпадающие с частотой колебания внутренних органов человека.

Для обеспечения вибрационной безопасности труда разработан комплекс инженерных мероприятий и средств защиты, основными из которых являются технические методы и организационные мероприятия. Технические методы и средства направлены на изменение интенсивности вибрации. По организационному же признаку методы виброзащиты подразделяются на коллективную и индивидуальную. По отношению к источнику возбуждения вибрации методы коллективной защиты подразделяются на методы, снижающие параметры вибрации воздействием на источник возбуждения, и снижения ее на путях распространения. По виду реализации инженерные методы заключаются в использовании виброизоляции, динамического виброгашения, применении демпфирующих покрытий, антифазную синхронизацию и т.д.

2. ОПИСАНИЕ ЛАБОРАТОРНОГО СТЕНДА И ПОРЯДОК

ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

Внешний вид стенда представлен на рис. 1. В его состав входит вибростенд 1, на столе которого устанавливается объект виброизоляции 2 и один из виброзащитных модулей 3. К объекту виброизоляции крепится вибродатчик 4 типа ДН-4-М1. Слева от вибростенда расположен измерительный прибор ВШВ-003-М2 (поз. 5), а справа генератор сигналов 6.

 

 

Таблица 1

Санитарные нормы вибрационной нагрузки при общей вибрации

 

Среднегеометрические частоты полос, Гц Виброускорение Виброскорости
м/с2 дБ м/с2 дБ
31,5 0,14 0,10 0,11 0,20 0,40 0,80 1,30 0,45 0,22 0,20 0,20 0,20

 

Таблица 2

Санитарные нормы вибрационной нагрузки при локальной вибрации

 

Среднегеометрические частоты полос, Гц Виброускорение Виброскорости
м/с2 дБ м/с2 дБ
31,5 1,4 1,4 2,7 5,4 10,7 21,3 42,5 85,0 2,8 1,4 1,4 1,4 1,4 1,4 1,4 1,4

 

Внешний вид вибростенда представлен на рис. 2. Вибростенд состоит из магнитопроводящего корпуса 1, в который входит катушке 2, служащая опорой вибростола 3. Катушка 2 вибростола 3 крепится к плоским пружинам 4, которые в свою очередь прикреплены с помощью стоек к корпусу 1. На рис. 2 представлен и внешний вид объекта виброизоляции 5 и сменных виброизолирующих модулей.

Рис. 2.

Для выполнения работы необходимо:

1. Закрепить на вибростоле 3 (рис. 2) модуль с жесткими стойками,
а на нём закрепить объект виброизоляции 5.

2. Закрепить датчик 4 на объекте виброизоляции (рис. 1).

3. Выполнить калибровку измерителя вибрации, для чего гнездо
50mV измерителя соединить кабелем с эквивалентом вибропреобразователя.

4. Подключить генератор 6 (рис. 1) к сети 220 В. Соединить
вибратор с генератором, вывести ручку "Амплитуда" в крайнее левое
положение, включить тумблер "Сеть" на задней стенке генератора и дать
ему прогреться в течение 1-2 мин. Установить переключатель грубой
регулировки частоты генератора в положение «xl» и ручкой плавного
регулирования частоты установить значение октавной частоты
возбуждения 2 Гц, контролируя это значение на индикаторе. Значение
амплитуды вибрации задается ручкой "Амплитуда" в пределах 0-5.

Внимание. При возникновении перегрузки на лицевой панели генератора загорается светодиод "Перегрузка". Необходимо выключить питание генератора тумблером "Сеть". Повторное включение сетевого питания возможно только после погасания светодиода.

5. Произвести измерения виброускорения объекта виброизоляции в

нормируемых октавных полосах частот, изменяя частоту вибрации с помощью множителя и ручки плавного регулирования. Результаты занести в таблицу.

6. Нажать кнопку "а", затем "V" и повторить операции в
соответствии с п.5. Результаты измерения виброскорости объекта занести
в таблицу.

7. Выключить генератор и снять объект виброизоляции. Установить
на вибростол один из виброзащитных модулей, закрепить на нем объект
виброизоляции и датчик ДН-4-М1. Включить генератор и произвести
измерения согласно пп. 5 и 6.

8. Результаты измерений занести в таблицу испытаний.

9. Установить на вибростол следующий (по выбору преподавателя)
виброзащитный модуль, произвести измерения и занести в таблицу.

10. По результатам измерений оценить эффективность виброзащиты
в каждой октавной полосе частот по формулам:

Э=[(а-аз)/а]*100% (4)

и

3=[(V-V3)/F]*100% (5)

где а, V - соответственно среднеквадратическое значение виброускорения и виброскорости до применения виброзащиты, м/с2, (м/с)

аз, Vз-to же с применением виброзащиты.

Результаты расчетов занести в таблицу испытаний и сделать вывод по данным испытаний.

3. ПОДГОТОВКА ИЗМЕРИТЕЛЯ К РАБОТЕ

1. Установить стрелку измерителя на отметку "0" шкалы "0...10"
механическим корректором нуля.

2. Установить переключатели измерителя в положения:

Род работы: ДЛТ1, dВ -80; ДЛТ2, dB - 50.

3. Произвести калибровку измерителя следующим образом:

- подсоединить эквивалент вибропреобразователя к предусилителю ВМП-101, который, в свою очередь, подсоединить к гнезду О измерителя. Гнездо 50 mV измерителя соединить кабелем с эквивалентом вибропреобразователя;

- переключатель измерителя "Род работы" установить в положение " ► ".Резистором" ► " установить стрелку измерителя на отметку 4,8 шкалы "0... 10";

- выключить измеритель, для чего переключатель "Род работы" установить в положение "0";

отсоединить кабель и к эквиваленту вибропреобразователя подсоединить датчик ДН-4-М1.

 

4. ИЗМЕРЕНИЕ ВИБРОУСКОРЕНИЯ В ОКТАВНЫХ ПОЛОСАХ ЧАСТОТ

1. Переключатели измерителя установить в положения: ДЛТ1 – dB 80; ДЛТ2 - dB50. Все кнопки отжаты, светится индикатор 130 dB;

2. Переключатель "ФЛТ, Hz" установить в положение "ОКТ", переключателем "ФЛТ, ОКТ" и кнопкой "kHz, Hz" включить необходимый октавный фильтр, причем в диапазоне 2 - 63 Гц кнопка "kHz ,Hz "нажата, а начиная с 125 Гц - отжата;

3. В зависимости от частотного диапазона измерения переключатель "ФЛТ, Hz" установить в положение "1" или "10", нажать или отжать кнопку 10 kHz, 4 kHz;

4. Переключатель "Род работы" установить в положение " S ";

5. Произвести измерения, изменяя при необходимости положения переключателей ДЛТ1, dB и ДЛТ2, dB. Если при измерении стрелка измерителя находится в начале шкалы, то ее следует вывести правее цифры "4" верхней шкалы переключателем ДЛТ1, dB. При периодическом загорании индикатора "ПРГ" следует переключить ДЛТ1, dB на более высокий уровень влево), пока не погаснет индикатор, а затем использовать аналогично переключатель ДЛТ2, dB;

6. Произвести отсчет показаний в м/с . При работе с датчиком ДН- 4-М1 показание необходимо умножить на 10;

7. Произвести измерения во всех нормируемых полосах частот и занести в таблицу измерений.

5. ИЗМЕРЕНИЕ ВИБРОСКОРОСТИ

Нажать кнопку "а, V" и повторить операции в соответствии с п.4, отсчитывая показания измерителя в м/с.

В отчете к работе необходимо отразить;

-общие сведения о вибрации и ее воздействие на организм человека; -нормирование вибрации и методы ее снижения;

-данные измерений и расчетов вибраций для выбранных виброзащитных модулей;

-вывод о эффективности виброзащиты для использованных модулей.


 

 

Таблица 3

РЕЗУЛЬТАТЫ ИЗМЕРЕНИЯ ВИБРАЦИИ

Номер виброзащитного модуля Показатели вибрации Уровни виброускорения и виброскорости в октавных полосах частот, м/с (м/с)
                  31,5          
Нормы виброускорения:                    
  А                    
  аз                    
  Э                    
  а                    
  аз                    
  Э                    
  а                    
    аз                    
    Э                    
Нормы виброскорости:                    
  V                    
  V3                    
  Э                    
  V                    
  V3                    
  Э                    
  V                    
  V3                    
  Э                    

 

Вывод: