_методички / БЖД / Измерение-8.33

ИЗМЕРЕНИЕ И АНАЛИЗ ОБЩИХ ВИБРАЦИЙ

ОМСК 2013

Министерство транспорта Российской Федерации Федеральное агентство железнодорожного транспорта Омский государственный университет путей сообщения

––––––––––––––––––––––––––––––––

ИЗМЕРЕНИЕ И АНАЛИЗ ОБЩИХ ВИБРАЦИЙ

Утверждено редакционно-издательским советом университета в качестве методических указаний к лабораторной работе по курсу «Безопасность жизнедеятельности»

Омск 2013

УДК 331.45(07)

ББК 30н6я73

И37

Измерение и анализ общих вибраций: Методические указания к лабо-

раторной работе по курсу «Безопасность жизнедеятельности». 2-е изд., с измен. / Л. Я. Уфимцева, Б. В. Мусаткина, О. В. Игнатов, А. А. Кообар; Омский гос. ун-т путей сообщения. Омск, 2013. 25 с.

В методических указаниях приводятся понятия о вибрации, ее физические и гигиенические характеристики, дана классификация вибраций, приведены общие сведения об источниках вибрации на железнодорожном транспорте и о нормах предельно допустимых значений вибрации; описаны приборы для измерения общей вибрации на производстве и в лабораторных условиях; даны указания по выполнению анализа общей вибрации.

Предназначены для студентов четвертого и пятого курсов очной и заочной форм обучения.

Библиогр.: 8 назв. Табл. 6. Рис. 3. Прил. 4.

Рецензенты: доктор техн. наук, профессор А. В. Бородин; начальник отдела охраны труда и промышленной безопасно-

сти Омского отделения Западно-Сибирской железной дороги П. В. Валицкий.

––––––––––––––––––––––––––

© Омский гос. университет путей сообщения, 2013

ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение……………………………………………………………………………...5

Лабораторная работа «Измерение и анализ общих вибраций»…………………..6 1. Общие положения…………………………………………………..………….6

1.1.Физические и гигиенические характеристики вибраций………………….6

1.2.Классификация вибраций…………………………………………………....8

1.3.Нормирование вибраций……………………………………………….……8

1.4.Аппаратура для измерения вибрации………………….……………………9

2.Измерение вибрации с помощью измерителя шума и вибрации ВШВ-003-М2…………………………………………………………………….10

2.1.Описание измерителя ВШВ-003-М2…………………………...………….10

2.2.Подготовка измерителя ВШВ-003-М2 к работе………………….……….13

2.3.Порядок измерения и анализ параметров вибрации……………….……..13

3.Расчет виброизоляторов из упругих материалов………….…………….…….17

4.Контрольные вопросы………………………………………..………………….19

5.Содержание отчета………………………………………………………………19

Библиографический описок……………………………………………………..…20

Приложение 1. Гигиенические нормы вибрации, воздействующей на человека в производственных условиях…………………………………….21

Приложение 2. Режим труда и отдыха……………………………………………23

Приложение 3. Допустимые уровни общей вибрации…………………………..24 Приложение 4. Задание для расчета виброизоляторов из упругих

материалов………………………………………………………………………..25

3

ВВЕДЕНИЕ

Вобщем случае под вибрацией понимают колебательный процесс механической системы, а в частном случае (с позиций охраны труда) под производственной вибрацией понимают механические колебания рабочего места оператора или ручного инструмента, с которым контактирует оператор.

Источниками вибрации на железнодорожном транспорте являются вентиляторы, двигатели, станки, пневмо- и электроисполнительный инструмент, части подвижного состава и пр.

Врезультате воздействия вибрации машин и оборудования отдельные части тела (местная, или локальная вибрация) или весь организм человека (общая вибрация) подвергаются сотрясениям, которые могут вызвать в организме некоторые сосудистые расстройства (вплоть до атрофии мышц кистей рук) дрожание рук, потерю чувствительности кожи, расстройства костно-суставного аппарата. Производственные сотрясения при длительном воздействии на человека во время работы (месяцы, годы) вызывают профессиональное заболевание, называемое вибрационной болезнью.

Вибрационная болезнь и другие вредные воздействия вибрационной нагрузки могут возникнуть у человека только в тех случаях, когда параметры вибраций превышают предельно допустимые значения.

5

Лабораторная работа

ИЗМЕРЕНИЕ И АНАЛИЗ ОБЩИХ ВИБРАЦИЙ

Ц е л ь р а б о т ы:

1)изучить основные сведения о вибрации как об опасном и вредном производственном факторе;

2)научиться измерять (оценивать) вибрацию на рабочих местах и определять эффективность виброизоляции.

1.ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1.Физические и гигиенические характеристики

Сфизической точки зрения вибрация характеризуется частотой колебаний, амплитудой виброперемещения, а также их производными – колебательной скоростью и колебательным ускорением.

Частота колебаний f – число полных колебаний за единицу времени. Единица измерения частоты – герц (Гц) – одно колебание в секунду.

Амплитуда виброперемещения А – максимальное смещение колеблющейся точки от положения равновесия. Единицы измерения амплитуды – сантиметры, миллиметры, микроны.

Колебательная скорость (виброскорость), м/с,

V = 2πfA .

(1)

Колебательное ускорение (виброускорение), м/с2,

a = 4π2f 2A .

(2)

Согласно стандарту [5] гигиеническими характеристиками вибрации, определяющими ее воздействие на человека, является среднее квадратическое значение виброскорости или ее логарифмический уровень в октавных полосах частот.

6

В практике охраны труда вибрацию обычно измеряют в октавных полосах частот, т. е. в полосах, у которых отношение значений граничных частот равно двум ( fãð 1 / fãð 2 = 2 ).

Октавная полоса характеризуется своей среднегеометрической частотой, которая рассчитывается по выражению:

fñð =

fãð 1 fãð 2

.

(3)

Октавные полосы стандартизованы международным соглашением. Среднегеометрические частоты октавных полос образуют следующий ряд: 1; 2; 4; 8; 16; 31,5; 63; 125; 250; 500; 1000; 2000; 4000; 8000; 16000 Гц.

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

			1		n
	Vk	=		∑Vik2 ,			(4)
			n i=1
где Vik –	значение виброскорости в k-й октавной полосе при i-м наблюдении;
n –	число наблюдений.
Логарифмический уровень виброскорости, дБ,
	Lv	= 20 lg			V	,	(5)
					Vo

где V – среднеквадратичное значение виброскорости, мм/с; Vо – опорное значение виброскорости, Vо = 5·10-5 мм/с.

Заключение о вредности воздействия вибрации на организм человека можно сделать путем сопоставления измеренных во время работы параметров вибрации с их предельно допустимыми значениями.

1.2. Классификация вибраций

Вибрации классифицируются по виду источника, по способу передачи ее на человека и по направлению действия [5].

По виду источника вибрации делятся:

на транспортные, которые возникают в результате движения машин (виб-

7

рации грузовых автомобилей, тракторов, самоходных машин, строительнодорожных 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 металло- и деревообрабатывающие, 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), и локальную вибрацию, которая передается через руки человека.

По направлению действия вибрации подразделяются:

на действующие вдоль осей X, Y, Z ортогональной системы координат (для общей вибрации), где Z – вертикальная ось, а X и Y – горизонтальные оси; действующие вдоль осей Xр, Yр, Zр ортогональной системы координат (для локальной вибрации), где ось Xр совпадает с осью мест охвата (рукоятки

рулевого колеса и др.), а ось Zр лежит в плоскости, образованной осью Xр и направлением подачи или приложения силы. Yр

1.3. Нормирование вибраций

Существует два вида нормирования вибраций – технические и гигиенические нормы.

Технические нормы применяют для оценки вибрационных свойств машин при контроле их качества. Значения технических норм приведены в стандартах и технических условиях на конкретные машины.

Гигиенические нормы применяются для контрольных испытаний и инспекторских проверок эксплуатируемых машин и оборудования. Гигиенические нормы предназначены для оценки гигиенических характеристик производственной вибрации при контроле состояния условий труда на рабочем месте.

8

Нормативные значения общей вибрации регламентированы государственным стандартом [4] и санитарными нормами [6]. Гигиенические нормы представляют собой предельные спектры (ПС) для каждого вида вибрации в зависимости от направления их действия. ПС вибрации – среднеквадратические значения виброскорости в октавных полосах частот или их логарифмические уровни, соотношение которых учитывает значимость воздействия вибрации различных частот на человека. Нормативные значения вибрации для восьмичасовой рабочей смены приведены в прил. 1, а допустимая суммарная длительность воздействия вибрации – в прил. 2.

1.4. Аппаратура для измерения вибрации

Для оценки вибрации применяются приборы:

измеряющие вибрацию неэлектрическим методом – механические вибро- графы-щупы ВР-1 и ВР-2;

с преобразованием механических колебаний в электрические – виброметры типа ВИП-2; аппаратура 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 [3, 4].

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, рукояток управления механизмами и обрабатываемых изделий (местная вибрация) датчики устанавливаются в местах их контакта с руками рабочего.