Материал: ЛР_ПЭ_БЖД

Таблица 1

Некоторые гигиенические нормы вибрации по ГОСТ 12.1.01-90

Вибрации	Допустимый уровень виброскорости, дБ, в октавных полосах со среднегеометрическими частотами, Гц
	2	4	8	16	31,5	63
Транспортно-технологическая	117	108	102	101	101	101
Технологическая	108	99	93	92	92	92
В производственных помещениях, где нет машин, генерирующих вибрацию	100	91	85	84	84	84
В служебных помещениях, конструкторских бюро, лабораториях	91	82	76	75	75	75

Для уменьшения вибрации необходимо снижать динамические нагрузки и балансировать детали машин, использовать устройства виброизоляции и динамического виброгашения.

Эффективность виброзащиты оценивается для каждой октавной полосы частот коэффициентом передачи вибрации (КП), который численно равен отношению амплитуды колебания объекта к амплитуде вибрирующего основания. КП зависит от конструкции и характеристик виброзащитного устройства. Обычно устройство состоит из упругих элементов (плоских или винтовых пружин) и демпферов - поглотителей энергии (жидкостных, пневматических, с сухим внешним трением или внутренним трением).

П

Рис.1. Модель виброзащитного устройства

ри аналитических исследованиях устройство рассматривают в виде модели, показанной на рис.1,

где m - масса защищаемого объекта, k - жесткость упругого элемента (Н/м), D - характеристика демпфера (Н×с/м), А - амплитуда колебания основания, А_з - амплитуда колебания объекта.

Решение дифференциального уравнения движения массы показывает, что КП зависит от собственной частоты системы f₀, определяемой по формуле (2) и величины демпфирования:

(2)

Графики зависимости коэффициента передачи вибрации от отношения f /f₀ при различных уровнях демпфирования показаны на рис.2. Из графиков видно, что в дорезонансной и резонансной областях эффекта виброзащиты нет, амплитуда колебания объекта превышает амплитуду колебания основания. Демпфирование ограничивает величину вибрации, блокируя резонансные явления. В зарезонансной области наблюдается эффект виброзащиты, при этом с увеличением величины демпфирования амплитуда колебания объекта растет.

Рис.2. График зависимости КП от отношения частоты колебаний основания f и собственной частоты виброзащитного устройства f_о

Лабораторный стенд для исследования вибрации включает регулируемый источник вибрации (вибростенд), установленный на подставке. На столе вибростенда закрепляются объекты испытаний и датчик измерения вибрации типа ДН-4. На лабораторном столе размещаются генератор низкочастотных сигналов, позволяющий изменять частоту и амплитуду колебаний вибростенда, и измеритель шума и вибрации типа ВШВ-003-М3, позволяющий измерять параметры вибрации (амплитудное значение ускорения или скорости механических колебаний объекта испытаний).

Принципиальная схема вибростенда показана на рис.3. Вибростенд имеет электродинамическую систему возбуждения колебаний. Он состоит из защитного разъемного кожуха 1, в котором установлен магнитопроводящий корпус 3. Постоянный магнит 5 прикреплен к дну корпуса 3 и входит в цилиндрическое отверстие вибростола 7, закрепленного с помощью листовых пружин 9 на горизонтальной пластине 2, установленной на корпусе 3. Катушка возбуждения 6 намотана вокруг сердечника вибростола 7. Защитная резиновая прокладка 8 закреплена на верхней части кожуха 1. Защитный кожух 1 прикреплен с помощью шпилек к основанию 4 и имеет возможность вращения вокруг горизонтальной оси. На стол вибростенда закрепляется объект, состоящий из пластины с датчиком вибрации ДН-4.

Рис.3. Схема вибростенда

Рис.4. Лицевая панель генератора низкочастотных сигналов

Кабель питания вибростенда вставляется в гнезда 6 генератора низкочастотных сигналов (рис.4). Для возбуждения колебаний вибростенда необходимо включить генератор (выключатель на задней крышке), дать ему прогреться в течение 10 минут, установить переключателем 1 требуемый диапазон частот («х1», «х10», «х100»), ручкой 2 плавно по индикатору 3 установить требуемую частоту колебаний стола. Значение амплитуды колебаний задается рукояткой 5 под контролем преподавателя. Внимание! При возникновении перегрузки загорается светодиод “Перегрузка” 4. В этом случае необходимо выключить генератор и повторно включить его после того, как светодиод погаснет.

Измерение виброскорости или виброускорения объекта производится измерителем шума и вибрации ВШВ-003-М3. Лицевая панель прибора показана на рис.5. Сигнал подается с датчика ДН-4 экранированным кабелем на гнездо 13. На лицевую панель измерителя выведены следующие органы управления, регулирования и индикации:

• переключатель 6 “РОД РАБОТЫ” с положениями:

- “ 0 ” - для включения измерителя,

- “ ” - для контроля состояния батарей,

- “ > ” - для включения измерителя в режим калибровки,

- “F”, “S”, “10S” - для включения измерителя в режим измерения с постоянной времени (“F” - быстро, “S” - медленно, “10S” - очень медленно);

Рис.5. Лицевая панель измерителя шума и вибрации ВШВ-003-М3

• показывающий прибор 1 для контроля напряжения питания и отсчета измеряемой величины, при работе с преобразователем ДН-4 результаты измерения необходимо помножить на 10;

• переключатели 3 “ДЛТ1” и 5 “ДЛТ2” для выбора пределов измерения параметров вибрации, выбранный диапазон указывают двенадцать единичных индикаторов 2;

• индикатор перегрузки измерительного тракта “ПРГ” 4;

• кнопка “а, V” 11 для включения измерителя в режим измерения виброскорости;

• переключатель “ФЛТ” 7, позволяющий включать различные фильтры с положениями: 1, 10, ЛИН, А, В, С, ОКТ;

• переключатель “ФЛТ ОКТ” 9 для включения одного из четырнадцати октавных фильтров со средними геометрическими частотами 1 Гц…..8 кГц;

• кнопка “СВ, ДИФ” 8 для измерения в режиме свободного или диффузного поля;

• гнездо “50 mпV” 12 для выхода калибровочного генератора.

Методика выполнения работы

1. Закрепить на столе вибростенда объект - пластину с вибродатчиком.

2. Включить генератор, установить частоту колебаний 2 Гц, амплитуду колебаний - по указанию преподавателя.

3. Измерить виброскорость и виброускорение объекта, результаты занести в форму табл.2.

Форма таблицы 2

Результаты экспериментов

Частота, Гц	Без защиты		С виброзащитой			КП
	А, м/с2	v, м/с	а, м/с2	v, м/с	Lv, дБ
2
………..
63

4. Не изменяя положение рукоятки “Амплитуда”, повторить действия п п. 2 и 3 для частот 4, 8, 16, 31,5, 63 Гц. Выключить генератор.

5. Снять со стола вибростенда объект, закрепить на столе виброизолирующий модуль, указанный преподавателем, а на нем объект.

6. Повторить пп. 2, 3, 4.

7. Вычислить по формуле (1) логарифмические уровни виброскорости объекта для каждой частоты, результаты занести в форму табл.2.

8. Вычислить значение КП данного виброзащитного модуля для каждой частоты, результаты занести в форму табл.2.

9. По данным табл.2 построить графики виброскорости, виброускорения и КП в зависимости от частоты колебаний вибростенда. Объяснить полученные зависимости.

10. По данным табл.1 и 2 дать заключение о возможности работы человека на виброзащищенной платформе.

Требования к отчету

Отчет должен содержать:

1. название и цель работы;

2. эскиз исследуемого виброзащитного модуля и его качественные характеристики;

3. таблицу с результатами эксперимента;

4. графики полученных результатов;

5. анализ результатов эксперимента;

6. заключение о возможности работы оператора на виброзащищенной платформе и предложения по совершенствованию виброзащиты;

Контрольные вопросы

1. Параметры, характеризующие вибрацию.

2. Воздействие вибрации на органы человека.

3. Принципы нормирования вибрации.

4. Основные методы борьбы с вибрацией.

5. Принцип работы вибростенда.

6. Принцип работы датчика вибрации.

7. Причины изменения эффективности виброзащиты с изменением частоты колебаний основания.

Литература

1. Безопасность жизнедеятельности. Учебник для вузов / С.В. Белов, А.В. Ильницкая, А.Ф. Козьяков и др. Под ред. С.В. Белова. - М.: Высшая школа, 1999. - 448 с.

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

3. Средства защиты в машиностроении: Расчет и проектирование: Справ. / Под ред. С.В. Белова. - М.: Машиностроение, 1989. - 365 с.

Лабораторная работа № 8

Анализ электробезопасности

Цель работы: анализ опасности прямого прикосновения человека к фазным проводам трехфазных электрических сетей переменного тока напряжением до 1 кВ; определение влияния активного сопротивления изоляции, емкости фазных проводов относительно земли на опасность поражения человека электрическим током при нормальном и аварийном режимах работы двух типов трехфазной сети.

Продолжительность работы - 2 часа.