Лабораторная работа № 6

«ИССЛЕДОВАНИЕ ПАРАМЕТРОВ ВИБРАЦИИ И ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ВИБРОИЗОЛИРУЮЩИХ УСТРОЙСТВ»

Введение

Механические колебания, возникающие при работе машин и механизмов, принято на­зывать вибрациями. Вибрации возникают при работе практически всех машин из-за соударений в зазорах, движения неуравновешенных масс и вращения недостаточно сбалансированных час­тей. Усилившаяся вибрация механизма обычно свидетельствует о возникающих в нем неис­правностях.

Колебания машин передаются по фундаменту или полу на рабочие места и воздейст­вуют на обслуживающий персонал. По типу воздействия вибрации разделяются на общие, ко­гда колебаниям подвергается весь человеческий организм, и местные, или локальные, когда вибрации воздействуют только на руки работающего. Например, через органы управления ма­шиной, либо при работе с ручным механизированным инструментом.

Вибрации, воздействуя на человеческий организм, приводят к ряду болезненных яв­лений, которые носят общее название вибрационной болезни.

•

1. Физические характеристики вибраций

Всякое колебательное движение характеризуется амплитудой колебаний, периодом колебаний и частотой. На рис. 6.1 показана развертка во времени простого синусоидального ко­лебания, которое возникает обычно при вращении плохо уравновешенных вращающихся частей механизмов. Величина смещения А в любой момент времени отклонения колеблющегося тела от среднего значения может быть охарактеризована выражением

X = Х_m sin (ω τ) (6.1)

при

ω =2 π f (6.2)

где Х_m - амплитуда смещения, мм;

ω - Круговая частота колебаний, рад/с;

f - Частота колебаний, Гц (1 герц - одно колебание в секунду):

f = 1/T

где Т - период колебаний, с.

К

т - круговая частота колебаний, рад/с; f - частота колебаний, Гц (1 герц - одно колебание в секунду):

олебания, возникающие при работе данной машины, называют вынужденными. Частота вынужденных колебаний f_В обычно равна числу оборотов вала машины в секунду

f_в = n/60,

где п - число оборотов в минуту.

Физиологами показано, что воздействие низкочастотных вибраций на человека про­порционально амплитуде колебательной скорости. Известно, что скорость есть первая произ­водная, а ускорение - вторая производная от пути по времени.

«ИССЛЕДОВАНИЕ ПАРАМЕТРОВ ВИБРАЦИИ И ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ВИБРОИЗОЛИРУЮЩИХ УСТРОЙСТВ» 1

• 1

Одним из основных методов защиты от действия вибраций является виброизоляция. Виброизоляция разделяется на активную и пассивную. Активная виброизоляция заключается в изоляции от фундамента самой вибрирующей машины. Пассивная виброизоляция заключается в изоляции от вибрации рабочего места. В обоих случаях для изоляции от вибраций использу­ются виброизоляторы, представляющие собой упругие элементы, на которые устанавливается машина, либо сиденье работающего. Наиболее часто для этой цели используют стальные пру­жины, а также резина, пневматические баллоны и т.п.

Под эффективностью виброизоляции понимают отношение амплитуды колебаний фундамента при установке машины без виброизоляторов Х_m1 к амплитуде колебаний фунда­мента при установке машины на виброизоляторы Х_m2

μ = Х_m1 / Х_m2 (6.6)

Рассчитать эффективность виброизоляции можно заранее, если известны частоты вынужденных f_в и собственных колебаний f₀ системы «машина на виброизоляторах»:

μ = (f_в/f₀)²-1 (6.7)

Частота собственных колебаний /с указанной системы может быть определена по величине статической осадки виброизоляторов X_cm под тяжестью виброизолируемой машины (см. рис 6.2)

f₀₌ (g/ Х_cm)^1/2/ 2π (6.8)

А частота вынужденных колебаний - по скорости вращения ротора при номинальной нагрузке n_в в об/мин.

f _{в =} n_в/60

Рис. 6.2. Статическая осадка виброизолятора

Если виброизоляторы не обладают достаточной гибкостью, т.е. X_cm мала, то и эффек­тивность виброизоляторы оказывается низкой.

В России действуют обязательные для всех организаций нормы по ограничению об­щих и локальных вибраций, а также «Положение о режиме труда работников виброопасных профессий», которое устанавливает особые льготы для работников, связанных с обслуживанием вибрирующего оборудования.

Цель работы - изучение методов измерения вибраций, исследование эффективности наиболее распространенных виброизолирующих средств.