Shpory_mnoy_sdelannye

35. Измерение и нормирование вибрации и шума.
Для измерения вибраций и шума используются дорогостоящие точные
приборы. Наиболее распространённый – ВШВ-003.
Цели измерения – получить фактические значения, а именно частоты ,
Гц и уровень, дБ. Фактические значения сравнивают с предельно
допустимыми нормами и делают заключение о необходимости
мероприятий.
Измерение вибраций производиться по следующей схеме:
ИВ	3	4	5	ВШВ003
	2
	У	Ф
F0
	1
F0 – возмущающая сила
1 – главная часть прибора – индукционный датчик, закрепляется на
измеряемом объекте с помощью болтов – это специальное устройство
преобразующее механические колебания в электрические сигналы;
2 – электрический кабель; 3 – усилитель; 4 – фильтр – сложная часть
прибора, выделяет только ту часть электрического сигнала, которая
соответствует выбранной частоте; 5 – индикаторное устройство,
показывает численное значение электрического сигнала на шкале,
отградуированной в дБ.
Изм-ия пров-ся на следующих частотах f=1; 2; 4; 8; 16; 31,5; 63; 125; 250
Гц.
Для каждого значения запис-ся показание индикаторного прибора в дБ.
Кроме того сост-ся спектрограмма. Для этого используется две числовые
оси.
Спектрограмма доп-ых уровней виброскорости для общих вибраций.

L, дБ			2			не удовлетворяет
110				DL		нормам
100	1					DL
90
						удовлетворяет
						нормам
	1 2 4	8	16	31,5	63	125 f, Гц
1 – проведенные измерения; 2 – предельный спектр.
Наибольшая вибрация на частоте f = 16 Гц.
Схема измерения шума:

ИВ 1	2	3	4	5 ВШВ-003
1м			У	Ф
	1,5м
F0
1 – микрофон (очень чувствительный); F0 – возмущ-ая знакопеременная
сила
Существуют следующие способы нормирования шума:

-предельно-допустимый эквивалентный уровень шума – это некоторая интегральная величина переменного и импульсного шума, которая вычисляется в течении установленного промежутка или отрезка времени.

Норма эквивалентного уровня шума LЭКВ, дБ. Это стандартная норма зависит только от вида работы. Например: работа в цехе, работа в библиотеке, работа на вычислительном центре.

-для нормирования некоторого фиксированного уровня шума в течении короткого периода времени существуют нормы так называемого

предельного спектра шума, которые отличаются тем, что для каждой

стандартной частоты установлен некоторый предельно допустимый
уровень шума.
Спектрограмма допустимых уровней звукового давления:
L, дБ	1	2
110			не удовлетворяет
100			нормам
90
80
70
60
50
			удовлетворяет
			нормам
	31,5 63 125		250 500 1000 2000 4000 8000 f, Гц

Фактические уровни шума превышают норму на частоте 125 Гц на 6 дБ, на частоте 500 Гц на 15 дБ, на частоте 2000 Гц превышает норму на 5 дБ, на частоте 8000 Гц на 3 дБ.

Шум от деревообрабатывающего оборудования как правило превышает допустимые нормы на высоких частотах, больше 1000 Гц.

Предельно-допустимые нормы для вибрации составлены в ГОСТ 12.1.012 – Вибрация. Гигиенические нормы. ГОСТ 12.1.003 – Шум. Гигиенические нормы.

Вопрос 36. Шумоизоляция и шумопоглащение

Схема воздействия шума на человека в помещении (передача шума) представлена на рисунке 5.5.

	LОТР
	LПР
ИШ	РТ

ИШ – источник шума; РТ – расчетная точка (или потребитель шума); LПР – прямой шум; LОТР – отражённое воздействие шума.

Существует два способа снижения шума.

1. Шумопоглощение (шумопоглощающее покрытие).

Стены и потолок покрываются шумопоглащающим покрытием, не отражающим шум, например, хлопчатобумажными шторами, ковровыми покрытиями, специальной штукатуркой. Данный способ позволяет снизить шум на 12 дБ.

Для устранения отраженного шума применяется акустическая обработка помещения (самопоглощение).

Эффективность акустической обработки помещения часто недостаточна, так как с помощью этого метода можно снизить шум на 15 дБ.

2. Шумоизоляция (шумоизолирующие перегородки).

При использовании шумоизолирующей перегородки передача шума в соседнее помещение происходит следующим образом: звуковая волна, достигая передней поверхности преграды в большей части, отражается в обратном направлении. Эффективность отражения тем больше, чем выше качество поверхности. Меньшая часть звуковой волны приводит преграду в колебательное движение. Наружная поверхность преграды является источником звуковых колебаний в соседнее помещение. Часть энергии звуковой волны затрачивается на «раскачивание» преграды. При этом эта энергия расходуется, переходит в тепловую энергию преграды. Этот расход энергии тем больше, чем масса преграды.

Максимальная эффективность шумоизоляции достигает L 60 дБ. Эффективность шумоизоляции зависит от массы и числа слоёв

преграды. Это объясняется тем, что снижение энергии колебаний, как правило, происходит на границе сред с различной плотностью (воздухстекло, стекло-воздух).

Шумопоглощающие уст-ва в станке: корпусные части станка, ограждения режущего инструмента и рабочих органов.

Расчёт эффективности однослойного шумоизолирующего ограждения

Цель расчёта: определить толщину ограждения S, м, при которой уровень шума в расчетной точке не превышает допустимой нормы.

LP LДОП .

(5.3)

Порядок расчёта:

1.измерить частоту f, Гц, и уровень шума LР, дБ, в расчётной точке без применения шумоизоляции;

2.для измеренных частот определить допустимое значение шума по ГОСТ 12.1.003;

3.методом сравнения LР и LД определить требуемое снижение шума для каждой стандартной частоты по формуле:

L LP LД ;

(5.4)

4.выбрать вид материала ограждения, и по виду этого материала выбрать плотность ρ, кг/м3;

5.разработать расчетную схему;

6.Из формулы

р f c , (5.5)

где ∆L – расчётная эффективность, дБ;

р – поверхностная плотность ограждения (масса одного квадратного метра ограждения), кг/м2;

f – частота, Гц;

с – константа, которая зависит от вида материала, определить р для каждой стандартной частоты;

7. определить требуемую толщину ограждения по формуле:

	SP	pp
		,	(5.6)

где рр – требуемая расчётная поверхностная плотность для каждой частоты;

8. методом сравнения выбрать максимальное значение толщины.

Справочные данные представлены в учебнике Белов С.В. «Средства защиты в машиностроении. Расчёт и проектирование».

Расчет акустической обработки помещения (расчет шумопоглащения)

Цель: выбрать материал для шумопоглащения (для покрытия стен и потолка) и определить площадь F, м2, при которой уровень шума в расчетной точке не превышает допустимую норму.

Порядок расчёта:

по пунктам 1, 2, 3 расчет аналогичен расчету шумопоглащающего ограждения;

4.выбрать материал для шумопоглащающей облицовки (поролон) и коэффициент шумопоглащения αМ по справочнику;

5.из формулы

		FX	M
						,	(5.7)
		F
	LД 10 lg
		0		0

где F0 – площадь всех поверхностей в помещении (пол, потолок, стены); αМ – коэффициент шемопоглащения; α0 – коэффициент шемопоглащения исходного материала,

определить площадь.

Возможны три варианта ответа:

1)FX < F0

2)FX = F0

3)FX > F0

Данный метод снижения шума имеет применение, если FX < F0.

Вопрос 37. Механический импеданс, понятие. Схема вибросистемы с одной степенью свободы

Схема вибросистемы с одной степенью свободы представлена на рисунке

Ft

м, кг

С, Н/м FC

Рисунок 5.6 – Схема вибросистемы с одной степенью свободы

На рисунке 5.6 использованы следующие условные обозначения: С – элемент жёсткости, упругости; S – элемент вязкости (демпфирования)

Суммарный механический импенданс гидросистемы – это комплексная величина, которая определяется по формуле:

z S j M i c / .

(5.8)

Энергия удара расходуется на перемещение массы, на сжатие упругого элемента.

При анализе механического импенданса можно сделать вывод:

1.уменьшить энергию удара можно с помощью увеличения массы машин (массивного фундамента);

2.применение специальных вибродемпфирующих материалов с высоким коэффициентом вязкости;

3.использование виброизолирующих опор.

Вопрос 38. Виброизоляция. Принцип действия. Расчёт

Виброизоляция – это специальное устройство, которое размещается между виброопасным оборудованием (источником колебаний) и защищаемым объектом. Основной элемент устройства – пружина (упругий элемент).

Схемы применения виброизоляции представлены на рисунке 5.7.

ИК

ИК		ЗО
		ВИ
		ИК
	ВИ	ВИ

ЗО

ЗО

ЗО

ИК – источник колебаний; ЗО – защищаемый объект; ВИ – виброизоляция. Широко применяются виброизолирующие устройства в автобусах,

троллейбусах, самолетах и других видах транспорта.

Принцип действия виброизоляции: при использовании виброизолирующего устройства (пружины) большая часть энергии удара используется на сжатие упругого элемента, и эта часть энергии переходит в тепло. В связи с этим при постоянном периодичном воздействии упругий элемент часто нагревается.

Эффективность виброизоляции зависит от величины статической осадки упругого элемента.

Расчёт виброизолирующего устройства

Цель расчета: определить количество виброизолирующих устройств и жёсткость С, Н/м, одного виброизолирующего устройства, при которой уровень вибрации на защищаемом объекте не превышает допустимой нормы по ГОСТ.

Порядок расчёта.

1. Измерить уровень вибрации в расчетной точке при жёсткой установке источника вибрации на защищаемом объекте (рисунок 5.8):

			F0	ИК
	fф	, Lф	M
	расчетная точка			ЗО
			F1

На рисунке 5.8 использованы следующие условные обозначения: F0 – возмущающая сила; fФ – фактическая частота колебаний, Гц; LФ – фактический уровень, дБ.

2.По ГОСТ 12.01.012 для f0 определить допустимый уровень вибрации LФ, дБ.

3.Определить необходимую эффективность виброизолирующего устройства по формуле:

L LФ LД .

(5.9)

В дальнейшем рассмотреть те частоты, на которых уровень вибрации превышает допустимые нормы.

4. Из формулы

L 20 lg(1 / КП )

(5.10)

необходимо вычислить КП – коэффициент передачи для виброизолирующего устройства.

Чем меньше КП, тем эффективнее виброизоляция.

5. Определить частоту собственных колебаний системы «виброопасное оборудование + виброизолирующее устройство» по формуле:

fC

f

Ф

1

1 ,

Гц,

(5.11)

КП

где fС – частота собственных колебаний системы; fС

зависит от массы

оборудования и жёсткости упругого элемента.

6. Определить величину статической осадки виброизолирующего

устройства по формуле:

X CT

g

, м,

(5.12)

2 fC 2

где g – ускорение свободного падения, м/с2.

7. Определить суммарную жёсткость виброизолирующего устройства по формуле:

C	M g
		, Н/м,	(5.13)
	X CT

где М – масса виброопасного оборудования, кг.

8.Определить количество виброизолирующих опор или амортизаторов (из конструкционных соображений).

9.Определить грузоподъёмность одного амортизатора или одной виброизолирующеё опоры по формуле:

	P	M g
		n	, Н.	(5.14)
	10. Определить жёсткость одной виброизолирующей опоры или
	одного амортизатора по формуле:

	C			C
		i		n	, Н/м.	(5.15)

11. По найденным Р и Сi подобрать стандартный амортизатор или стандартную виброизолирующую опору по справочнику.