Параметры вибрации. резонанс
ИССЛЕДОВАНИЕ ПАРАМЕТРОВ ВИБРАЦИИ
Методические указания к лабораторной работе
По курсу “Безопасность жизнедеятельности”
Иваново 2001
Составитель И.И. Пелевина
Редактор И.А. Стулов
Настоящая работа выполняется по разделу “Производственная санитария” курса “Безопасность жизнедеятельности” и предусматривает изучение методов измерения и нормирования параметров вибрации, явление резонанса, способов защиты от вибрации.
Методические указания предназначены для студентов всех специальностей.
Методические указания утверждены цикловой методической комиссией ИФФ.
Рецензент
Кафедра безопасности жизнедеятельности Ивановского государственного энергетического университета.
ЦЕЛЬ РАБОТЫ – исследование параметров вибрации и средств борьбы с ней, освоение методики работы с переносным виброизмерительным прибором ВИП – 2.
ПАРАМЕТРЫ ВИБРАЦИИ. РЕЗОНАНС.
Под вибрацией понимается движение точки или механической системы, при которой происходит поочерёдное возрастание, и убывание во времени значений, по крайней мере, одной координаты. Принято различать общую и локальную вибрации. Вибрации вредно воздействуют на работающих, приводя их к быстрому утомлению, расстройству нервной и сердечно сосудистой систем, вызывая виброболезни. Вибрация может измеряться с помощью как абсолютных, так и относительных параметров. Абсолютными параметрами для измерения вибрации являются вибросмещение, виброскорость и виброускорение.
Параметры связаны между собой следующими соотношениями:
Скорость ƒ·А
Ускорение а= ·ƒ ·А, А= , ƒ=
Где А – амплитуда вибросмещения;
f -частота колебаний;
S – вибросмещение
Т – период колебаний
В связи с очень широким диапазоном изменения абсолютных параметров вибрации в практике применяются относительные логарифмические уровни параметров. Уровень параметра представляет собой десятичный логарифм отношения абсолютного значения параметра к его первоначальному значению. Основной относительный параметр вибрации – уровень виброскорости, который определяется по формуле:
L =20·lg
где V – амплитуда виброскорости, :
V = 5·10 - пороговое значение виброскорости.
Логарифмические уровни виброускорения L (дБ) определяются по формуле:
L =20· lg
Где а – среднеквадратичное значение виброускорения, .
Но по способу возбуждения колебания могут быть свободными или вынужденными. Свободные (или собственные) колебания – это такие колебания, которые совершает механическая система, обладающая упругостью и массой, после выведения из состояния равновесия. Характер свободных колебаний (частота, продолжительность) зависит только от свойств самой системы – массы, упругости, сил затухания. Частоту собственных колебаний большинства встречающихся в инженерной практике колебательных систем (без учета затухания) можно определить по формуле:
ƒ =
где К – жесткость системы; М – масса системы.
В том случае, когда частота вынужденых колебаний совпадает с частотой собственных колебаний, возникает резонанс, характеризующийся резким увеличением амплитуды, скорости и ускорения, поэтому резонанс может вызвать быстрый износ или поломку оборудования. Нежелательной также является работа на частотах, кратных собственной частоте
ƒ=n·ƒ
Где n – числа натурального ряда.
Чем n ближе к единице, тем больше энергия вибрации. В целях определения резонансных частот, исследуя резонансные характеристики – зависимость амплитуды смещения или скорости вибрации от частоты вынужденных колебаний.
Для оценки степени вредного воздействия на человека вибрации нормируются. Нормируемыми параметрами вибрации являются средние квадратические значения виброскоростей, их логарифмические уровни или виброускорения в октавных полосах частот (для общей и локальной вибрации) и в октавных полосах (для общей вибрации). Общая вибрация нормируется в октавных полосах со среднегеометрическими частотами 1, 2, 4, 8, 16, 32, 63 Гц и в октавных полосах со среднегеометрическими частотами 0,8; 1,0; 1,25; 1,6; 2,0; 2,5; 3,15; 4,0; 5,0; 6,3; 8,0…..80Гц. Локальная вибрация нормируется в октавных полосах со среднегеометрическими частотами 8, 16, 32, 63, 125, 250, 500, 1000Гц. Ограничение времени воздействия вибрации должно осуществляться путем установления для лиц виброопасных профессий внутрисменного режима труда, реализуемого в технологическом процессе.
Режим труда должен устанавливаться при показателе превышения вибрационной нагрузки на оператора не менее 1 дБ (в 1,12 раза), но не более 12дБ (в 4 раза).
При показателе превышения более 12 дБ (в 4 раза) запрещается проводить работы и применять машины, генерирующие такую вибрацию.
Рациональная организация труда в течение смены предусматривает:
- длительность рабочей смены не более 8 часов (480 минут);
- установление 2 регламентированных перерывов, учитываемых при установлении нормы выработки: длительностью 20 минут через 1-2 часа после начала смены, длительностью 30 минут примерно через 2 часа после обеденного перерыва;
- обеденный перерыв длительностью не менее 40 минут примерно в середине смены.
Допустимое суммарное время непрерывного воздействия вибрации (Тн) на работающего за смену в соответствии с санитарными нормами локальной вибрации приведены в таблице (приложение 1).
Разработка мероприятий по защите от вибраций рабочих мест должна начинаться со стадии проектирования технологических процессов и машин, разработки плана производственного помещения, схем организации работ. Методы уменьшения вредных вибраций от работающего оборудования можно разделить на 2 основные группы:
1. Методы, основанные на уменьшение интенсивности возбуждающих сил в источнике их возникновении;
2. Методы ослабления вибрации на путях их распространения через опорные связи от источника к другим машинам и строительным конструкциям.
Если не удается уменьшить вибрацию в источнике или вибрация является необходимым технологическим компонентом, то ослабление вибрации достигается применением виброизоляции, виброгасящихся оснований вибропоглощения, динамических гасителей вибрации.
Вредное влияние вибрации можно снизить, используя средство индивидуальной защиты – виброзащитные рукавицы и виброзащитную обувь. Большое значение имеет правильный режим труда с виброинструментом или на рабочих местах с вибрирующим основанием.