Измерение и анализ общих вибраций

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство транспорта Российской Федерации

Федеральное агентство железнодорожного транспорта

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

Омский государственный университет путей сообщения (ОмГУПС)

Кафедра «Безопасность жизнедеятельности и экология»

Лабораторная работ

Измерение и анализ общих вибраций

Цель работы: закрепить основные теоретические положения о производственной вибрации как об опасном и вредном производственном факторе; научиться оценивать вибрации на рабочих местах и определять эффективность виброизоляции.

Приборы, используемые для оценки вибрации, подразделяются на:

1. Измеряющие вибрацию неэлектрическим методом:

а) механические вибрографы-щупы ВР-1 и ВР-2;

2. С преобразованием механических колебаний в электрические:

а) виброметры типа ВИП-2;

б) аппаратура УБП-1, УБП-1А, УБП-2;

в) комплексы НВА-1 и ИШВ-1, ВШВ-003-М2;

г) комплекты приборов фирмы RFT (ГДР), датской фирмы «Бюль и Кьер» и др.

Для измерения вибрации, на практике мы применили прибор «ВШВ-003-М2».

ВШВ-003-М2 предназначен для измерения уровня звука, уровня звукового давления в диапазоне частот от 2 ГЦ до 18 кГц; среднеквадратичных значений виброускорения и виброскорости. Съем информации о вибрации осуществляется пьезоэлектрическими виброизмерительными преобразователями ДН-3-М1, ДН-4-Ш! (в дальнейшем - вибропреобразователи ДН-3-М1, ДН-4-Ш). Вибропреобразователь присоединяется к измерительному прибору с помощью соединительного кабеля. ВШВ-003-М2 относится к агрегатному комплексу средств измерения вибрации и может работать в лабораторных, производственных и полевых условиях. ВШВ-003-М2 используется принцип преобразования звуковых и механических колебаний исследуемых объектов в пропорциональные им электрические сигнала, которые затем усиливаются, преобразуются и измеряются измерительным трактом. В качестве преобразователя механических колебаний в электрические сигналы используются вибропреобразователи ДН-З-М1. Измерительный прибор конструктивно выполнен в прямоугольном корпусе, для удобства переноса прибор помещен футляр.

Подготовка ВШВ-003-М2 к работе

Установить прибор ВШВ-003-М2 в рабочее положение ( горизонтальное или вертикальное) и механическим корректором нуля установить стрелку измерителя на отметку «0» шкалы «0 - 0dВ» установить переключатели измерительного прибора в положения: «род работы» - в «? - »; «ДЛТ1, dВ» - в «80»; «ДЛТ2, dВ» - в «50»; Зафиксировать показание показывающего прибора, оно должно быть в предела:; сектора «6 - 10 дБ» , указанного на шкале прибора. Если это требование не выполняется, то необходимо заменить батареи. Каждый раз перед началом измерений необходимо производить калибровку прибора. Для калибровки переключатель «род работы» установить в положение « ». Резистором «» установить стрелку измерителя на отметку шкалы «О - 1» . Калибровка делается преподавателем или лаборантом.

Порядок измерения и анализ параметров вибрации

Порядок измерения и анализ параметров вибрации Измерение параметров вибрации производятся на столе, где установлен электродвигатель, в указанной преподавателем точке. 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 флуктуация не прекращаются - в положение «10 S». Переключатель «ФЛТ, Нz»установить в положение «1» или «10» в зависимости от частотного диапазона измерения; нажать или отжать кнопку «10 кHz» 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 «ДЛТ1, dВ» на более высокий уровень (влево), пока не погаснет индикатор «ПРГ», затем при необходимости «ДЛТ2, dВ». При работе с вибропреобразователем ДН-4-М1 показания измерителя необходимо умножить на 10. Для изменения виброускорения в октавных полосах частот установить переключатель «ФЛТ, Н_Z» в положение «ОKT». Включить необходимый октавный фильтр кнопкой «кНz, Нz» и переключателем «ФЛТ ОКТ». Произвести отсчет показаний по шкале показывающего прибора. Для измерения виброскорости нажать кнопку " а ,V " и повторить операции с переключателями «Род работы», «ФЛТ, Нz» «ДЛТ1, dВ» «ДЛТ2, dВ», отсчитывая показания по шкале показывающего прибора в мм/с. Измерения параметров вибрации (виброускорения и виброскорости) в соответствии произвести дважды: при непосредственном воздействии электромотора на поверхность стола (через жесткие связи) и при применении амортизаторов. Подсчитать величину уровня виброускорения в децибелах.

Таблица 1 Измерение параметров вибрации

Таблица 2 Измерение виброускорения в октавных полосах

Величины виброускорения на рабочем месте не соответствуют допустимым.

Ответы на контрольные вопросы

1)Как классифицируются и нормируются вибрации?

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

По виду источника вибрации делятся:

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

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

-технологические, которые возникают при работе стационарных машин или передаются на рабочие места, не имеющие источников вибрации (станки метало- и деревоперерабатывающие, 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 (поверхности тела, воспринимающие вес корпуса в положении сидя или стоя )

-локальную вибрацию , которая передается через руки человека.

По направлению действия вибрации подразделяются:

-действующие вдоль осей X,Y, Z ортогональной системы координат (для обшей вибрации), где z-вертикальная ось, а X и Y -горизонтальные оси;

- Действующие вдоль осей Xp, Yp, Zp ортогональной системы координат (для локальной вибрации), где ось Xp совпадает с осью охвата руками рабочего (рукоятки рулевого колеса и др) а ось Zp лежит в плоскости, образованной осью Xp

- направлением подачи или приложения силы Yp.

2)Формулы для расчета параметров вибрации

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

Колебательная скорость или виброскорость, м/с,

где f - частота колебаний - число полных колебаний за единицу времени,

А - амплитуда виброперемещения - максимальное смещение колеблющейся точки от положения равновесия.

Колебательное ускорение или виброускорение, м/с

A

Согласно стандарту гигиеническими характеристиками вибрации, определяющими ее воздействие на человека, является среднее квадратическое значение виброскорости или ее логарифмический уровень в октавных полосах частот.

В практике охраны труда вибрацию обычно измеряют в октавных полосах частот, т. е. в полосах, у которых отношение значений граничных частот равно двум

Среднее квадратическое значение виброскорости в октавных полосах частот определяется по формуле:

где Vik - значение виброскорости в k-й октавной полосе при i-м наблюдении;

n - число наблюдений.

Логарифмический уровень виброскорости, дБ,

где V - среднеквадратичное значение виброскорости, мм/с;

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

3) Какие приборы существуют для измерения вибрации и каковы принципы их действия?

Для оценки вибрации применяются приборы:

1)Измеряющие вибрацию неэлектрическим методом

-механические вибрографы-шупы ВР -1 и ВР-2

2)С преобразованием механических колебаний в электрические

-виброметры типа ВИП-2,

-аппаратура УБП-1, 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 приведены в государственных стандартах.

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, на которых смонтировано сиденье. При измерении колебаний ручных машин, рукояток управления механизмами и обрабатываемых изделий (местная вибрация) датчики устанавливаются в местах их контакта с руками рабочего.

вибрация производственный прибор виброизоляция

4) Методы борьбы с вибрацией

Для защиты от вибрации применяют следующие методы:

1. снижение виброактивности машин;

2. отстройка от резонансных частот;

3. вибродемпфирование; виброизоляция;

4. виброгашение,

5. индивидуальные средства защиты

Основные методы защиты от вибрации делятся на две группы:

1. снижение вибрации в источнике ее возникновения ;

2. уменьшение параметров вибрации по пути ее распространения от источника.

Снижение вибрации в источнике ее возникновения. Для того чтобы снизить вибрацию в источнике ее возникновения, необходимо уменьшить действующие в системе переменные силы, что достигается заменой динамических технологических процессов статическими (например, ковку и штамповку рекомендуется заменять прессованием, операцию ударной правки-вальцовкой, пневматическую клепку - сваркой и т.д.) рекомендуется также тщательно выбирать режимы работы оборудования, чтобы вибрация была минимальной. Большой эффект дает тщательная балансировка вращающихся механизмов, применение специальных редукторов с низким уровнем вибрации и другие мероприятия. Важно чтобы соответствующие частоты вибрации агрегата или установки не совпадали с частотами переменных сил, вызывающих вибрацию. В противном случае может возникнуть резонанс, который увеличит амплитуду колебаний (виброперемещение) устройства, что может привести к его поломке или разрушению. Исключить резонансные режимы работы оборудования и тем самым снизить уровень вибрации можно либо путем изменения массы и жестокости вибрирующей системы, либо установлением нового режима работы агрегата.

Уменьшение параметров вибрации по пути ее распространения от источника. Защита от вибрации вибродемпфированием (вибропоглощение) представляет собой превращение энергии механических колебаний системы в тепловую, это достигается использованием в конструкциях вибрирующих агрегатов специальных материалов (например, сплавов систем медь-никель, никель-титан, титан-кобальт), применением двухслойных материалов типа сталь-алюминий, сталь-медь. Хорошей вибродемпфирующей способностью обладают и традиционные материалы: пластмассы, дерево, резина. Значительный эффект достигается при нанесении на колеблющиеся детали вибропоглощающих покрытий - различных упруговязких материалов, таких, как пластмасса или резина, а также различных мастик.

Виброгашение или динамическое гашение, колебаний достигается в первую очередь установкой вибрирующих машин и механизмов на прочные массивные фундаменты. Массу фундамента рассчитывают таким образом, чтобы амплитуда колебаний его подошвы была в пределах 0,1-0,2 мм, а для особо важных сооружений - 0,005 мм. Достаточно эффективный способ защиты - виброизоляция, которая заключается в уменьшении передачи колебания от вибрирующего устройства к защищаемому объекту помещением между ними упругих устройств. Эти устройства называются виброизоляторами. В качестве виброизоляторов используют пружинные опоры либо упругие прокладки из резины, пробки и т.д. возможно использования сочетания этих устройств (комбинированные виброизоляторы). Для уменьшения вибрации ручного инструмента его ручки выполняются с использованием упругих элементов - виброизоляторов, снижающих уровень вибрации. Рассмотренные выше методы защиты от вибрации относятся к коллективным методам защиты. К средствам индивидуальной защиты относятся специальные рукавицы, перчатки и прокладки. Для защиты ног используют виброзащитную обувь, снабженную прокладками из упругодемпфирующих материалов (пластмассы, резины или войлока) с целью профилактики вибрационной болезни персонала, работающего с вибрирующим оборудованием.

Размещено на Allbest.ru