_методички / БЖД / Измерение-8.33

9

2. ИЗМЕРЕНИЕ ВИБРАЦИИ С ПОМОЩЬЮ ИЗМЕРИТЕЛЯ ШУМА И ВИБРАЦИИ ВШВ-003-М2

2.1. Описание измерителя ВШВ-003-М2

Измеритель шума и вибрации ВШВ-003-М2 предназначен для измерения уровня звука, уровня звукового давления в диапазоне частоты от 2 Гц до 8 кГц и среднеквадратичных значений виброскорости и виброускорения.

14

1

2

13

3

12

8

		11	10	9	7	6	5	4
	Рис. 1. Лицевая панель ВШВ-003-М2:
	1 – переключатель «Род работы»;			2 –	переключатель «ФЛТ, Hz»;
3 –	кнопка «СВ, ДИФ»; 4 –	переключатель «ФЛТ, ОКТ»; 5 –						кнопка «kHz, Hz»;
6 –	переключатель «ДЛТ2, dB»; 7 – кнопка «10 kHz, Hz»; 8 –							индикатор «ПРГ»;
	9 – переключатель «ДЛТ1, dB»; 10 –			кнопка «a, V»; 11 –				показывающий
прибор; 12 – гнездо «		»; 13 –	гнездо «50 mV»; 14 –				единичные индикаторы
	Съем информации о шуме осуществляется пьезоэлектрическими вибро-
измерительными преобразователями				(вибропреобразователями) ДН-3-М1,

ДН-4-М1. Вибропреобразователь присоединяется к измерительному прибору с помощью соединительного кабеля.

Прибор ВШВ-003-М2 является агрегатным комплексом средств измерения шума и вибрации и может работать в лабораторных, производственных и полевых условиях (на батареях). В приборе используется принцип преобразо-

10

вания звуковых и механических колебаний исследуемых объектов в пропорциональные им электрические сигналы, которые затем усиливаются, преобразуются и измеряются. В качестве преобразователя механических колебаний в электрические сигналы используются вибропреобразователи ДН-3-М1 и

ДН-4-М1.

Измерительный прибор конструктивно выполнен в прямоугольном корпусе и для удобства переноса помещен в футляр.

Лицевая панель измерительного прибора показана на рис. 1, на нее выведены следующие органы управления, регулирования и индикации:

переключатель «Род работы» (его положения: « 0 » – для включения измерителя; « » – для контроля состояния батарей; « > » – для включения измерителя в режим калибровки; «F», «S», «10 S» – для включения измерителя в режим измерения с постоянной времени «F» (быстро), «S» (медленно), «10 S» (10 с));

показывающий прибор – для отсчета измеряемой величины (при работе с вибропреобразователем ДН-4-М1 результат измерения следует умножать на 10) и контроля напряжения питания;

переключатели «ДЛТ1, dB», «ДЛТ2, dВ» и единичные индикаторы со шкалами от 20 до 130 дБ, от 0,003 до 103 м/S2, от 0,03 до 104 мм/S, предназначенные для выбора предела измерения уровня звукового давления, виброускорения и виброскорости соответственно;

индикатор «ПРГ» – для индикации перегрузки измерительного тракта; кнопка «a, V» – для включения измерителя в режим измерения виброско-

рости;

переключатель «ФЛТ, Нz» (его положения: «1» и «10» – для включения ФВЧ 1 и 10 Гц, ограничивающих частотный диапазон при измерении виброускорения, виброскорости; «ЛИН» – для включения ФНЧ 20 кГц, ограничивающего частотный диапазон уровня звукового давления по характеристике ЛИН; «А», «В», «С» – для включения корректирующих фильтров А, В, С; «ОКТ» – для включения измерителя в режим частотного анализа в октавных полосах);

переключатель «ФЛТ, ОКТ» с кнопкой «кНz, Hz» – для включения октавных фильтров со среднегеометрическими частотами от 1 Гц до 8 кГц;

кнопка «10 kHz, 4 kHz» – для включения ФНЧ 10 или 4 кГц, ограничивающих частотный диапазон при измерениях виброускорения, виброскорости;

11

кнопка «СВ, ДИФ» – для измерений в режиме свободного или диффузного нуля;

гнезда: «50 mV» (выход с калибровочного генератора) и « » для присоединения вибропреобразователя).

На правой боковой стенке измерительного прибора размещены:

« » – выход переменного напряжения для подключений к измерительному прибору регулирующих или измерительных приборов;

« » – разъем для подключения соединительных кабелей к корпусу измерителя.

Измеритель ВШВ-003-М2 может работать от сети переменного тока напряжением 220 В частотой 50 Гц, и от батарей, отсек для которых расположен на задней стенке измерительного прибора

2.2.Подготовка ВШВ-003-М2 к работе

1)Установить прибор ВШВ-003-М2 в рабочее положение (горизонтальное или вертикальное) и механическим корректором нуля установить стрелку измерителя на отметку «0» шкалы «0 – 10 dB».

2)Установить переключатели измерительного прибора в положения:

«Род работы» – в « »; «ДЛТ1, dB» – в «80»; «ДЛТ2, dB» – в «50».

3) Зафиксировать показание измерительного прибора, оно должно быть в пределах сектора «6 – 10 дБ», указанного на шкале измерителя. Если это требование не выполняется, то необходимо заменить батареи.

Перед началом каждого измерения нужно производить калибровку прибора. Для этого переключатель «Род работы» следует повернуть в положение «>», затем резистором «>» установить стрелку измерителя на отметку «>» шкалы «0 – 1». Калибровка прибора выполняется лаборантом или преподавателем.

2.3. Порядок измерения и анализ параметров вибрации

Измерение параметров вибрации производится на лабораторном стенде, внешний вид которого представлен на рис. 2.

12

В состав стенда входит собственно вибростенд 1, на вибростоле которого устанавливается объект 2 виброизоляции и один из виброзащитных модулей 3. Каждый из модулей состоит из двух параллельных пластин, между которыми установлены пружины либо помещена прокладка из полиуретана. Объект 3 виброизоляции представляет собой пластину с наборными грузами (стальные или алюминиевые пластинки с прорезями). К объекту 2 виброизоляции крепится вибропреобразователь 4 (ДН-4-М1) измерителя шума и вибрации 5 (комплекс ВШВ-003-М2), который располагается на лабораторном столе рядом с вибростендом 1. Там же располагается генератор сигналов 6 (БЖ4/1м), от которого питается вибростенд 1.

Вибростенд имеет электромагнитную систему возбуждения вибрации, направленной по вертикали (ось Z), и состоит из магнитопроводящего корпуса 1, в который входит катушка 2, служащая опорой вибростола 3. Катушка 2 вибростола 3 крепится к плоским пружинам 4, которые в свою очередь прикреплены с помощью стоек к корпусу 1.

Рис. 2. Внешний вид лабораторного вибростенда:

1- вибростенд; 2 – объект виброизоляции; 3 – виброзащитный модуль; 4 - вибропреобразователь; 5 – комплекс ВШВ-003-М2; 6 – генератор сигналов

13 1). При измерении виброускорения переключатель «Род работы» устано-

вить в положение «F»; если при измерениях возникнут флуктуации (колебания) стрелки измерителя, то следует перевести переключатель «Род работы» в положение «S»; если флуктуации не прекращаются – в положение «10S».

Переключатель «ФЛТ, Hz» повернуть в положение «1» или «10» в зависимости от частотного диапазона измерения (нажать или отжать кнопку

«10 kHz»).

Произвести измерения, делая отсчет показаний по шкале показывающего прибора в m·S-2. Если при измерении стрелка находится в начале шкалы или периодически загорается индикатор «ПРГ», то следует сначала поворачивать переключатель «ДЛТ 1, dB» влево на наибольший предел измерения до тех пор, пока не погаснет индикатор «ПРГ», затем (при необходимости) – переключатель «ДЛТ 2, dB».

При работе с вибропреобразователем ДН-4-М1 показания измерителя необходимо умножать на 10.

2). Для измерения виброускорения в октавных полосах частот установить переключатель «ФЛТ, Hz» в положения «ОКТ».

Включить необходимый октавный фильтр кнопкой «kHz, Hz» и переключателем «ФЛТ ОКТ».

Переключатели «Род работы», «ДЛТ 1, dB» и «ДЛТ 2, dB» установить в соответствии с указаниями, приведенными в п. 1. Произвести отсчет показаний по шкале показывающего прибора в m·S-2.

3)Для измерения виброскорости нажать кнопку «а, V» и повторить операции с переключателями «Род работы», «ДЛТ 1, dB» и «ДЛТ 2, dB» в соответствии с п. 1, отсчитывая показания по шкале показывающего прибора в mm·S-1.

4)Измерение параметров вибрации (виброускорения и виброскорости) произвести в соответствии с указаниями п. 1 и 3 дважды: непосредственно на объекте виброизоляции и при применении виброзащитных модулей согласно заданию преподавателя.

5)Подсчитать значение уровня виброскорости в децибелах по формуле (5).

6)Результаты измерений и расчетов записать в табл. 1.

14

							Т а б л и ц а 1
		Измерение параметров вибрации
	Вид	Показание		Расчетное	Предельно допу-
Но-		прибора		значение	стимое значение		Эффективность
	аморти-
мер				уровня			применения
	зацион-	вибро-	виборо-		вибро-	уровня
за-				виброс-			амортизацион-
	ного ма-	ускоре-	ско-		скоро-	виброс-
мера				корости,			ных средств, %
	териала	ние,	рость,	дБ	сти,	коро-
		м/с2	мм/с		мм/с	сти, дБ
	Без
1	средств						–
	аморти-
	зации
2

7)Проанализировать данные табл. 1, сравнивая фактические значения параметров вибрации с предельно-допустимыми.

8)По результатам измерений сделать выводы:

о величине вибраций от электродвигателя на рабочем месте, сравнив опытные данные с допустимыми, рекомендуемыми стандартом [5], (прил. 3);

об эффективности применения амортизационных средств. Эффективность применения амортизационных средств определяется по

выражению:

γ =	V1 − V2	100% ,	(6)

V1

где V1, V2 – виброскорость без применения и с применением средств амортизации, мм/с.

9)Дать рекомендации для снижения вибрации на рабочем месте.

10)Измерить виброускорение в октавных полосах частот в соответствии

сп. 2. Результаты измерений записать в табл. 2.

15

Т а б л и ц а 2

Измерение виброускорения в октавных полосах

	Значение виброускорения, м/с2, в октавных полосах со среднегеометри-
Виброускорение				ческой частотой, Гц
	1	2	4		8	16	31	63
Измеренное
Допустимое

Проанализировать данные табл. 2 и сделать выводы о величине виброускорения на рабочем месте, сравнив опытные данные с допустимыми (прил. 3).

3.РАСЧЕТ ВИБРОИЗОЛЯТОРОВ ИЗ УПРУГИХ МАТЕРИАЛОВ

Влабораторной работе необходимо произвести расчет виброизоляторов из упругих материалов (упругих амортизаторов) в соответствии с вариантом, предложенным преподавателем.

Схема виброизоляции на примере вентиляционного агрегата представлена на рис. 3.

Исходные данные для расче-

	Рис. 3. Виброизоляция вентиляционного		та по вариантам приведены в
	агрегата:		прил. 4.
	1 – фундамент; 2 – упругие прокладки;		При	расчете необходимо,
	3 – железобетонная плита; 4 – рама;		чтобы частота собственных коле-
	5 – вентилятор; 6 –	патрубок из прорези-
			баний f0	была ниже частоты воз-
	ненной ткани; 7–	воздушная прослойка

мущающей силы. Частота возмущающей силы определяется по формуле:

f =	n	,	(7)
60

где n – число оборотов двигателя, об/мин.

16

Частота собственных колебаний системы рассчитывается по выражению:

	f0	=	f	,	(8)
			l

где λ – отношение частоты возмущающей силы к частоте собственных колебаний амортизируемого объекта.

Статическая осадка амортизаторов под действием массы установки вычисляется по уравнению, м:

Xñò	=	0,25	.	(9)
		f 02

Толщина упругого материала амортизаторов определяется по формуле, м:

	h = X		Eä	,	(10)
		ñò
			d
где Ед –	динамический модуль упругости материала, Н/м2;
δ –	допустимое напряжение в упругом материале, Н/м2.
Площадь поверхности амортизаторов под установку массой Р рассчиты-
вается по выражению, м2:
	S = P δ .				(11)

Размеры отдельных прокладок из упругого материала определяются исходя из условия равномерного распределения массы на все прокладки. Площадь каждого амортизатора (прокладки из упругого материала) рассчитывается по формуле, м2:

S =	S	,	(12)
1	N

где N – количество виброизоляторов.

Коэффициент виброизоляции, показывающий, какая часть динамических сил передается фундаменту рассчитывается по выражению, %:

	Ê =	9 ×104		.	(13)
		Xñòn	2

По результатам расчета сделать выводы об эффективности виброизоляторов.

17

4.КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1)Как классифицируются и нормируются вибрации?

2)Какие формулы используются для расчета параметров вибрации?

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

4)Каковы основные методы борьбы с вибрациями?

5.СОДЕРЖАНИЕ ОТЧЕТА

Отчет выполняется на отдельных листах бумаги формата А4, он должен содержать:

1)фамилию и инициалы студентов, номер группы;

2)наименование лабораторной работы;

3)цель работы;

4)перечень, характеристики применяемых приборов и их назначение;

5)заполненные таблицы измерений;

6)расчет упругих амортизаторов;

7)выводы и рекомендации по результатам работы;

8)ответы на контрольные вопросы.

Отчет сдается преподавателю не позднее следующего занятия. К отчету необходимо приложить черновик, подписанный преподавателем в день выполнения работы.

Библиографический список

Основная литература

1.К у з н е ц о в К. Б. Безопасность жизнедеятельности. / К. Б. К у з н е ц о в.

М.: Маршрут, 2005. ч. 1. 575 с.

2.К у з н е ц о в К. Б. Безопасность жизнедеятельности / К. Б. К у з н е ц о в.

М.: Маршрут, 2006. ч. 2. 535 с.

3.ГОСТ 16519-2006. Машины ручные. Методы измерения вибрационных параметров. М.: Изд-во стандартов, 2006. 25 с.

4. ГОСТ 12.1.012-90. ССБТ. Вибрационная безопасность. Общие требования. М.: Изд-во стандартов, 1990. 46 с.

18

Дополнительная литература

5.К у к и н П. П. Безопасность жизнедеятельности. Безопасность технологических процессов и производств. Охрана труда / П. П. К у к и н. М.: Высшая школа, 2004. 318 с.

6.СН 2.2.4/2.1.8.566-96. Производственная вибрация, вибрация в помещениях жилых и общественных зданий. Минздрав России. М., 1996. 30 с.

7.Б о б и н Е. В. Борьба с шумом и вибрацией на железнодорожном транс-

порте. 3-е изд., перераб. и доп. / Е. В. Б о б и н. М.: Транспорт,

1979. 302 с.

8.Ю д и н Е. Я. Охрана труда в машиностроении / Е. Я. Ю д и н, С. В. Б е л-

ов. М.: Машиностроение, 1983. 432 с.