Вивчити характеристики виробничих вібрацій, експериментально визначити параметри вібрації і ефективність віброізоляції.
1) Ознайомитися з характеристиками виробничих вібрацій і їх впливом на організм людини, методами боротьби з вібраціями і їх нормуванням.
2) Вивчити вібровимірювальний прилад ВІП-2М і лабораторну установку.
3) Визначити параметри вібрації від установки і ефективність віброізоляції. Отримані дані порівняти з нормами, наведеними в табл.7.1.
терміни та визначення
Вібрація - періодичне зміщення центру ваги від точки рівноваги.
Амплітуда вібрації - найбільше зміщення центру ваги від положення рівноваги в одну секунду (мм).
Частота вібрації - число повних повторень коливального циклу (періодів) в секунду (Гц).
Обурює сила - вплив на деталі або вузли машин періодичної зовнішньої сили.
Віброізоляція - метод боротьби з вібрацією, при якій вібруючий агрегат встановлюється на пружні віброізолятори (амортизатори).
Вібродемпфірованіє - покриття вібруючої поверхні і обладнання вібропоглинаючими (демпфірувальними) матеріалами (гумою, спеціальними мастиками, азбестом, бітумом, пластмасами типу «Агат», мастики типу ВД-17-63 і тд.).
Виброгашение - установка агрегатів на віброгасильних підставі (на спеціальному фундаменті в грунті на перекритті).
Віброшвидкість - показник вібрації, що характеризує технічний стан обладнання (мм / с).
Рівень виброскорости - показник, що характеризує фізіологічний вплив вібрації на організм людини (дБ).
Вібрацією називаються періодичні зміщення (коливання) центру тя-жерсті пружних тіл або механічних систем щодо стану одно-весия.
Своєрідність коливального руху полягає в тому, що величини зсуву, швидкості і прискорення постійно змінюються в деякому ог-зпечних інтервалі, тому вібрацію можна характеризувати середньо-квадратичної величиною одного з параметрів за певний проміж-ток часу.
Основними параметрами вібрації, яка відбувається за синусоїдальним законом, є:
амплітуда зсуву А, мм (величина найбільшого відхилення точки від положення рівноваги);
частота коливань f. Гц;
максимальна швидкість (віброшвидкість) коливального руху точки V, мм / с;
максимальне прискорення коливається точки а, мм / с 2.
Амплітуда зміщення використовується в якості критерію для ограниче-ня вібрації агрегатів і фундаментів; амплітуда коливальної скорос-ти поверхні характеризує рівень виникає шуму;
амплітуда прискорення визначає діючі динамічні сили.
У випадках, коли коливання близькі до синусоїдальним, досить визначити амплітуду зміщення «А» і частоту коливань «f».
Віброшвидкість визначають за формулами:
Вібрацію також оцінюють по її рівню, вимірюваній в логарифмічному масштабі. Рівень коливальної швидкості вібрації визначають за виразом:
де V - чинне, заміряли значення віброшвидкості (L) в точці
V0 - граничне значення віброшвидкості (прийнято відповідно до міжнародної угоди), V0 = 5 · 10 -5 мм / с.
За характером дії на організм людини вібрацію поділяють на загальну і місцеву. Загальна вібрація передається на все тіло людини, а місцева - на руки працюючого. Можливо комбіноване дію об-щей і місцевої вібрацій. Дія загальної вібрації, викликаної роботою тих-технологічного обладнання (машин, верстатів та ін.), Внаслідок зітри-сеній статі, майданчики, сидіння, на якому знаходиться працюючий, поширенням рюється на весь організм.
Дія місцевої вібрації поширюється на окремі ділянки ті-ла, що безпосередньо стикаються з джерелами вібрації, (при роботі з ручними машинами: свердлильними, клепальними, шліфувальними, відбійними молотками, при контакті з вібраціями деталей і т.д.). Небезпека впливу загальних вібрацій пояснюється нижченаведеним.
Внутрішні органи і окремі частини тіла людини (серце, шлунок, голова та ін.) Можна розглядати як коливальні системи, що мають різні зосереджені маси і з'єднані між собою пружними елементами. Більшість внутрішніх органів мають власну частоту коливань в діапазоні 5-7 Гц. Вплив на організм челове-ка зовнішніх коливань з такими ж частотами може викликати резонанс-ні коливання внутрішніх органів, що становить небезпеку їх зміщення-ня і механічних пошкоджень.
При тривалому і інтенсивному впливі вібрації може виник-нути важке і важко виліковне захворювання - вібраційна хвороба. Вплив загальної вібрації проявляється у вигляді головного болю, порушення сну, підвищеної стомлюваності, можливі запаморочення. Ознаками вібраційної хвороби при впливі місцевої вібрації є болі і слабкість в області кистей і пальців рук, відчуття оніміння, по-щення стомлюваність рук. З боку периферичної нервової системи спостерігається порушення больової, температурної та вібраційної чутливих-ності.
Нормованими параметрами загальної вібрації є середньоквадратичні значення віброшвидкості і їх рівні в октавних смугах частот з середньогеометричними значеннями 2 Гц; 4 Гц; 8 Гц; 16 Гц; 31,5 Гц і 63 Гц.
Гігієнічні норми загальної вібрації, що діє на людину у виробничих умовах
Середньоквадратичні значення віброшвидкості U, м / с 10 -2
Методи боротьби з вібрацією:
- усунення (зменшення) вібрації в джерелі її виникнення;
- демпфірування вібрації (виброгашение);
Усунення причин виникнення вібрацій в машинах і механізми-мах конструктивними і технологічними методами є найбільш радикальним заходом (статична і динамічна балансування обертових мас, усунення люфтів, зазорів в машинах, заміна кривошипно-шатунних механізмів кулачковими, підшипників кочення на підшипники ковзання і т.д. ).
При демпфіруванні зменшення амплітуди коливань деталей машин досягається їх виготовленням з матеріалів з великим внутрішній тертям або застосуванням покриттів на вібруючих поверхнях з матеріалів з великим внутрішнім тертям або в'язкістю (пластмаси, капрон, текстоліт, дельтадревесіни, гума, упруговязкие мастики).
Гасіння коливань передбачає збільшення інерційного і уп-ругого опору коливальних систем або введення в механізми спеціальних пристроїв - динамічних гасителів.
Найбільш розповсюдженим засобом захисту від вібрації є віброізоляція джерела обурення вібрації від фундаментів і перекриттів.
При цьому методі зменшення вібрації, що передається від машини на опорні конструкції, досягається установкою між машиною і кон-конструкцією виброизоляторов (амортизаторів).
Як амортизаторів використовують пружні елементи у вигляді сталевих пружин, ресор, прокладок з гуми, резино-металевих деталей і т.п.
При ізоляції вібрації звукової частоти 16 Гц і більше не рекомендують користуватися металевими пружинами, добре ізолюючими ві-Брац низької частоти. Високочастотна вібрація добре поширеною-вується по металу вздовж витків пружини.
Для зниження вібрації високої частоти доцільно застосовувати гумові амортизатори.
При розробці заходів по віброізоляції домагаються того, щоб амплітуди коливань, що проходять через пружні прокладки, були якомога менше.
Розстановка амортизаторів для машин проводиться таким чином, щоб центр ваги амортизаторів знаходився на одній вертикалі з центром жорсткості маси, яку представляє собою машина, встановлена на спеціальну підставу.
Хмарно гумова прокладка має незначний статичний прогин і передає на підставу все коливання, як тверде тіло. Для амортизації гумові прокладки повинні мати форму, що сприяє вільне витягування матеріалу в сторони під вагою агрегату, наприклад, ребристу або дірчасту.
Основним показником, який визначає якість віброізоляції обладнання, встановленого на віброізолятори з жорсткістю С і масою М, є коефіцієнт передачі або коефіцієнт віброізоляції КП. Він показує, яка частка динамічної сили Fф від загальної сили F, що діє з боку обладнання, передається віброізоляторами і фундаменту:
де f - частота вимушених коливань;
f0 - частота власних коливань обладнання;
де g - прискорення сили тяжіння, 9,81 м / с 2;
Хст - статична осаду виброизолятора під дією власної маси машини, м:
де G - сила тяжіння агрегату, Н;
С - жорсткість амортизатора, Н / м.
Статичну осадку, наприклад, гумової амортизуючої прокладки можна приймати на рівні 10% її товщини.
Коефіцієнт передачі залежить від частоти вимушених коливань.
Амортизатори починають приносити ефект при частоті обурення
f> f0. При віброізолятори повністю передають ві-Брац фундаменту (КП = 1) або навіть посилюють її (КП> 1).
Ефект віброізоляції тим вище, чим більше відношення f / f0 .Отже, для кращої віброізоляції фундаменту від вібрації агрегату при відомій частоті вимушених коливань необхідно зменшити частоту власних коливань агрегату на віброізоляторах для отримання великих відносин f / f0. що досягається або збільшенням маси агрегатів-та М, або зниженням жорсткості віброізоляції С. Гарна віброізоляція досягається при f / f0 = 3 4. що відповідає КП = 1/3 - 1/15.
Ослаблення передачі вібрації на фундамент, як було вже сказано, характеризується величиною віброізоляції L в децибелах (дБ). Величина віброізоляції на даній частоті визначають за формулами:
де LV1; U1 - рівень вібрації і віброшвидкість агрегату або фундаменту при відсутності виброизоляторов між агре-гатом і фундаментом;
LV2; U2 - рівень вібрації і віброшвидкість фундаменту при наявності виброизоляторов між агрегатом і фундаментом;
де f - частота вимушених коливань, Гц;
f0 - частота власних коливань, Гц.
Порядок виконання роботи
Об'єктом дослідження є визначення параметрів загальної вібрації.
Загальну вібрацію визначають на стенді, що включає електродвигун-тель, жорстко закріплений на платформі. Платформа встановлена на фундаменті за допомогою виброизоляторов. Притискної гвинт дозволяє жест-ко з'єднати платформу і фундамент. У цьому випадку вони будуть колі-баться як одне ціле (віброізоляція виключена). Вимірювання вібрації виробляється переносним вібровимірювальної приладом.
Для проведення вимірювань необхідно:
1. Вивчити пристрій приладу.
2. Намітити контрольні точки на фундаменті.
3. У кожній призначеній точці провести вимірювання розмаху вібрації До в трьох повторностях, обчисливши середнє арифметичне значення розмаху, занести в табл.7.2.
4. Заміри загальної вібрації зробити для двох режимів роботи «виброизоляция включена» (притискної гвинт відпустити) і "виброизоляция вимкнена" (платформа закріплена гвинтом до фундаменту).
5. За вищенаведеними формулами обчислити частоту вимушених коливань, віброшвидкості і рівень віброшвидкості.
6. Порівняти отримані значення параметрів віброшвидкості з гранично допустимими значеннями і дати оцінку впливу вібрації на організм людини в різних режимах роботи установок.
7. Визначити ефективність віброізоляції експериментально і розрахунковим шляхом.
Протокол звіту по лабораторній роботі № 7
Роботу прийняв викладач _____________________________
Виробнича ситуація до лабораторної роботи № 7
Виникла необхідність встановити вентилятор на перекритті виробничого приміщення. Число обертів вала вентилятора п = 1450 об / хв. Вентилятор динамічно отбалансірованний. Який вид виброизоляторов доцільно використовувати в такій ситуації:
1. Пружинні віброізолятори.
2. Гумові віброізолятори, мають ребристу форму і розбиті на окремі квадрати.
3. Виброизолятор з суцільного листа гуми товщиною 500 мм.
Питання для самоперевірки:
1. Якими параметрами характеризують вібрацію?
2. Який показник вібрації характеризує технічний стан обладнання?
3. У чому полягає математична сутність рівня віброшвидкості?
4. В яких одиницях вимірюють рівень віброшвидкості?
5. Які параметри вібрації нормують?
6. Які методи і засоби використовують для зниження вібрації обладнання?
7. Який показник вібрації знижується віброзахистом?
8. У чому полягає сутність нормування вібрації на робочому місці?
1. СН 2.2.4 / 2.1.8566-96 «Виробнича вібрація, вібрація в приміщеннях житлових і громадських будівель».
2. СанПіН 2.2.2.540-96 «Гігієнічні вимоги до ручних інструментів і організації робіт».
3. ГОСТ 12.1.012-90 ССБТ «Вібраційна безпека. Загальні вимоги".
Лабораторна робота № 6