Криворожский технический университет

 

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЕ № 9 "ИЗУЧЕНИЕ МЕТОДИКИ ИЗМЕРЕНИЯ И ИССЛЕЕДВАНИЕ ПАРАМЕТРОВ ВИБРАЦИИ"

ПО КУРСУ "ОХРАНА ТРУДА"

 

для студентов всех специальностей

 

 

Методические указания к лабораторной работе № 9 "Изучение ме­тодики измерения и исследование параметров вибрации" по курсу "охрана труда" для студентов всех специальностей / Сост. В.П.Иса­ев. - Кривой Рог:

 

Составитель В.П.Исаев, канд.техн.наук

Ответственный за выпуск В.Г.Слюсаренко, д-р техн. наук

 

 

В настоящих методических указаниях приведены сведения и расчетные Формулы определения основных параметров вибрации, изложено устройство лабораторного стенда и прибора ВШВ-003 для исследования виброскорости, рассмотрена методика проверки и под­готовки прибора ВШВ-003 к измерениям абсолютных значений и уров­ней виброскорости, а также методика проведения самих измерений. Приведены примеры определения абсолютных значений и уровней виброскорости.

Цель работы - изучить классификацию вибраций, гигиенические характеристики и нормы вибраций; освоить методику измерения виб­рации прибором ВШВ-003, дать оценку эффективности амортизации.

Задачи работы - измерить абсолютные значения и уровни вибро­скорости виброплощадки и основания лабораторного стенда при не­скольких режимах работы его электропривода; определить амплитуду вибрации виброплощадки и основания лабораторного стенда с помощью приведенных зависимостей; дать оценку снижения вибрации основания лабораторного стенда путем применения амортизаторов (определить коэффициент передачи вибрации по указанию преподавателя).

 

 

1. КЛАССИФИКАЦИЯ ВИБРАЦИИ

2.

По способу действия на человека вибрацию подразделяют на

а) общую, воздействующую через опорные поверхности на тело сидящего или стоящего человека;

б) локальную, передающуюся через руки человека.

По направлению действия вибрация бывает горизонтальной и вертикальной.

Общая вибрация по источнику ее возникновения бывает транспорт­ной, транспортно-технологической и технологической.

Гигиенические характеристики и нормы вибрации

Гигиеническими характеристиками вибрации согласно ГОСТ 12.1.012-78 являются среднеквадратичные значения вибро - скорости V, м/с, их логарифмические уровни Lv в децибелах в октавных полосах частот, которые определяются из следующих выражений:

(1)

 

(2)

где А - среднеквадратичная амплитуда колебаний материальной точки исследуемого объекта, м; у- частота колебаний, Гц; 5*10^-8 - опорная виброскорость, м/с.

Вибрацию, действующую на человека, нормируют отдельно для каждого установленного направления в каждой октавной полосе.

Октавной полосой называется полоса частот, у которой отно­шение верхней граничной частоты к нижней равно 2. Общая виб­рация нормируется в диапазоне 0,7-90 Гц, а локальная - в диапа­зоне 5,6 - 1400.Гц. Гигиенические нормы вибрации установлены для восьмичасовой рабочей смены и приведены в ГОСТ 12.1.012-78 "Вибрация. Общие требования безопасности".

 

2. ПРИБОРЫ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ ВИБРАЦИИ

 

Студент должен знать, что для измерения параметров вибрации применяют прибор БВ-10Н

(позволяет измерять амплитуду и часто­ту колебаний), универсальные приборы ИШВ-1 и ВШВ-003 (измеряют шум и вибрацию).

Техническая характеристика прибора ВШВ-003

Диапазон уровней

звукового давления, дВ.......................... 25 - 140

Диапазон измерения значений

виброскорости, мм/с............................

Диапазон измеряемых частот шума и

вибрации с применением октавных

фильтров, Гц.................................. 16 - 8000

Диапазон охватываемых частот шума, Гц.......... 10 - 20000

- вибрации (при линейном режиме измерения),Гц 10 – 10000

 

 

Прибор ВШВ-003 (рис. I) состоит из прибора измерительного, вибродатчиков ДН-3 и ДН-4 для измерения виброскорости и виброускорения, блока питания, предусилителя ПМ -3 для предваритель­ного усиления и согласования сигнала с вибродатчика, переходника.

Принцип работы прибора ВШВ-003. Измеритель шума и вибрации ВШВ-003 построен по принципу преобразования звуковых и механи­ческих колебаний исследуемых объектов в пропорциональные им электрические сигналы, которые затем усиливаются и измеряются с помощью измерительного стрелочного прибора. В качестве преобра­зователя в электрические сигналы звуковых колебаний использует­ся микрофон, а механических - преобразователи пьезоэлектрические вибрационные ДН-3, ДН-4.

Электрические сигналы, пропорциональные виброскорости, вибро­ускорению или звуковому давлению в зависимости от рода измерений усиливаются усилителем, детектируются и посылаются на измери­тельный стрелочный прибор, проградуированный в децибелах дей­ствующих значений измеряемых уровней виброскорости, виброуско­рения или звукового давления, а также абсолютных значений вибро­скорости и виброускорения.

 

 

 

Лабораторная установка для измерения уровней виброскорости

Установка (рис. 2) состоит из электропривода I, на валу которого закреплен эксцентрично груз 2. Электропривод, распо­ложенный на площадке 4, изолированной от основания 6 при помо­щи четырех резиновых амортизаторов 5, подключен кабелем 3 к силовому щиту, обеспечивающему переменный или

постоянный ток напряжением от 10 до 90 В, Изменение напряжения, подаваемого на электропривод, позволяет изменять частоту вращения его вала с эксцентриком, что обеспечивает генерацию колебаний с часто­той от 10 до 35 Гц.

Методика выполнения работы

1. Установить на вибрирующей площадке 4 вибродатчик ДМ-3, закрепив его через отверстия в площадке с помощью болта (рис.2).

2. Подготовить прибор ВШВ-003 к работе.

3. Устанавливая на силовом щите по заданию преподавателя одно из рабочих напряженийU1= 50В, U2 = 60 В, U 3 = 65 В, U4 = 70 В, U5 = 75 В, измерить на различных частотах и в линейном режиме абсолютные значения и уровни виброскорости при­бором ВШВ-003.

Значения занести в табл.1.

4. Переставить вибродатчик ДП-3 на основание б лаборатор­ного стенда.

5. Не меняя рабочее напряжение на силовом щите измерить на различных частотах и в линейном режиме абсолютные значения и уровни виброскорости прибором ВЫВ-003. Значения занести в табл.1.

6. Определить снижение уровня виброскорости основания 6 по сравнению с виброплощадкой 4, полученное в линейном режиме

 

 

 

Рис.2. Лабораторная установка ддя измерения уровней виброскорости;

I - электропривод; 2 - груз; 3 - кабель; 4 - площадка; 5 - амортизаторы; 6 - основание; 7 - вибродатчики

 

Таблица 1

Результаты измерений абсолютных значений и уровней виброскорости на среднегеометрических частотах октавных полос прибором ВШВ-003

 

№ п/п

Параметр вибрации

Обозначение

Единица

Значения параметров вибрации

Площадка L1

Основание L2

Снижение виброcкорости ΔL

Род измерения

Лин

Октавные полосы

Лин

Октавные полосы

Лин

Октавные полосы

Среднегеометрическая частота октавной полосы

Гц

Уровень виброскорости

ΔLv

дб

Значение среднеквадратичной виброскорости

м/с

И в октавных полосах частот по формуле:

ΔLv=Lv1-Lv2(3)

где L_v1 и L_v2 уровни колебательной скорости соответственно на виброплощадке 4 и на основании 6. Значения ΔLv занести в табл. I.

7. Рассчитать коэффициент передачи вибрации резиновыми амортизаторами, применяемыми на лабораторном стенде, по следую­щим формулам:

(4)

ΔLv получены в пункте 6 (в линейном режиме);

(5)

μ, - коэффициент передачи.

Пример. ΔL = 20 дБ, тогда lg(f/f₀)=20/40=0.5

По таблице антилогарифмов f/f₀ = 3,19

Подставим полученные значения в формулу(5}

 

Сделать выводы об эффективности гашения вибрации резиновыми амортизаторами. В приведенном примере 0,19 или 19% всей динамиче­ской энергии колебаний электропривода передается через амортиза­торы основанию, а 81% этой энергии поглощается амортизаторами. Если отношение f/f₀ ≥2,5, амортизация эффективна. В приве­денном примере 3,19 > 2,5.

8. Построить графики изменения среднеквадратичной виброско­рости от частоты для основания стенда по данным табл.1 и норми­рованных значений среднеквадратичной виброскорости по табл.2 дд* пункта 1.36.

Таблица 2

Гигиенические нормы вибрации, воздействующей на человека в производственных условиях (сокращено)

№ п/п

Вид вибрации

Направление по которому нормируется вибрация

Среднеквадратичная виброскорость (числитель) м/с 10-2 не более, и логарифмический уровень виброскорости (знаменатель), до, в октавных полосах со среднегеометрическими частотами, Гц

31,5

1.

Общая

1,1

Транспортная

Вертикальная по оси z

20/132

7,1/123

2,5/114

1,3/108

1,1/107

1,1/107

1,1/107

-

-

-

-

Горизонтальная по оси х,у.

1,2

Транспортно - технологическая

Вертикальная по оси z или Горизонтальная по оси х,у

6,3/122

3,5/117

3,2/116

3,2/116

3,2

/116

3,2/116

-

-

-

-

1,3

Технологическая: а)на постоянных рабочих местах в производственных помещениях предприятий

Вертикальная по оси z или Горизонтальная по оси х,у

-

3,5/117

1,3/108

0,63/102

0,56/101

0,56/101

0,56/101

-

-

-

-

б) в конструкторских бюро, лабораториях и др. помещениях для работников умственного труда

-

0,081/91

0,063/82

0,032/76

0,028/75

0,028/75

0,028/75

-

-

-

-

Локальная вибрация по каждой из осей

-

-

-

5,0/120

5,0/120

3,5/117

2,5/114

1,8/111

1,3/108

0,69/105

0,65/102

 

9. Сделать выводы, соответствует ли вибрация основания модели гигиеническим требованиям

ГОСТ 12.1.012-78.