Министерство образования и науки Российской Федерации

Томский политехнический университет

УТВЕРЖДАЮ

Декан ИЭФ

____________ Гвоздев Н.И

«____» ___________ 2008г

ВИБРАЦИЯ МАШИН

Методические указания к выполнению лабораторной работы

по курсу «Безопасность жизнедеятельности» для студентов

всех специальностей

Томск 2008г

ЦЕЛЬ РАБОТЫ:

1. Получить общие понятия о вибрации машин и санитарно-гигиеническом нормировании параметров вибрации.

2. Ознакомиться с некоторыми методами расчёта и измерения параметров вибрации.

3. Научиться определять качество виброизоляции агрегатов.

4. Освоить метод балансировки деталей типа диск.

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ВИБРАЦИИ МАШИН

Вибрацией называется механические колебания тел, характеризующиеся периодичностью изменения параметров.

Вибрация машин возникает в результате целого ряда причин (неправильной балансировки, регулировки, установки машин, имеющих вращающиеся узлы или органы с движениями возвратно-поступательного и ударного характера и т.п.).

Колебательное движение характеризуется: амплитудой смещения А, периодом Т, частотой колебаний f.

Амплитуда упругих колебаний А - это наибольшее смещение колеблющейся точки от положения равновесия. Измеряется она в миллиметрах. Двойное значение амплитуды называется размахом колебания (2А = S).

Время, в течение которого колеблющееся тело совершает одно полное колебательное движение, называется периодом колебания. Зная период можно определить частоту колебаний. Для этого используется формула (1).

f = 1/Т (1)

Кроме амплитуды и частоты, колебательное движение характеризуется скоростью и ускорением. Скорость колебательного движения может быть определена по формуле

v = 2pfA, мм/с (2)

а ускорение по формуле

g = 4p²f²A, мм/с² (3)

Работа каждой машины в той или иной мере сопровождается вибрацией. Вред вибрации обусловлен тем, что человек, находящийся на вибрирующем полу (общая вибрация) или контактирующий участками своего тела с вибрирующими поверхностями машин и инструментов (местная вибрация) может заболеть специфической профессиональной болезнью. Эта болезнь называется вибрационной.

Вибрация вредна не только для здоровья человека. Распространяясь в окружающей среде, вибрация разрушающе действует на строения и сооружения, вызывает более быстрый износ деталей и узлов машин, нарушает показания измерительных приборов, способствует ухудшению качества выпускаемой продукции и возникновению брака.

Для ограничения вибраций и сведения их до допустимых пределов разработаны специальные нормы. Эти нормы делятся на санитарно-гигиенические и инженерно-технические.

Санитарно-гигиенические нормы (СН2.2.4/2.1.8.566-96) указывают такие значения параметров вибрации, превышение которых недопустимо, т.к. это может привести к возникновению у человека вибрационной болезни. Нормирующими параметрами вибрации являются среднеквадратичные величины колебательной скорости в октавных полосах частот или амплитуды перемещения, возбуждаемые работой оборудования и передаваемые на рабочие места в производственных помещениях (сидения, пол, рабочая площадка).

Нормирование производственной вибрации в инженерно-техническом аспекте предусматривает указание таких параметров вибрации, которые допустимы для безаварийной работы вибрирующих машин, целости их фундамента и строительных конструкций. Допустимость вибраций с этой точки зрения определяется графически. Граница между областями сильных и умеренных вибраций является границей амплитуд.

Краткое описание конструкции вибростенда

Вибростенд (см. схему) состоит из электродвигателя 1 и несбалансированного диска 2, установленного на его валу. Электродвигатель укрепляют на плите 7. Плита с электродвигателем отделена от основания 9 системой амортизаторов 8. Для регистрации смещения плиты электродвигателя используются индуктивный датчик 16 и осциллограф 18. Число оборотов электродвигателя определяется с помощью тахогенератора или тахометра 14 и вольтметра 13, отградуированного в единицах чисел оборотов (об/мин). Вращающийся диск вибростенда закрывается защитным кожухом 5, который крепится к основанию плиты. На диске 2 на одном и том же радиусе равномерно друг от друга установлено 8 крепёжных болтов 3, необходимых для производства балансировки. Двигатель подсоединён к щиту управления с помощью штепсельного разъёма 11. Его пуск осуществляется кнопочным пускателем 12.

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

I. Определение параметров вибрации несбалансированного агрегата и сопоставление их с санитарно-гигиеническими и инженерно-техническими нормами

Включается двигатель вибростенда. Включение и настройку осциллографа производит преподаватель. После пуска двигателя производится измерение и подсчёт параметров вибрации. Предполагается, что обслуживающий этот агрегат человек находится на плите 7.

При пуске двигателя на экране осциллографа появляется вертикальная светящаяся полоса. Это размах колебания плиты, увеличенный в 150 раз. Измерив размах, по формуле (4) определяется амплитуда колебания А.

А = S/(150 × 2), (4)

где S - размах колебания, мм ;

150 - коэффициент усиления осциллографа.

Частота вибрации подсчитывается по формуле :

f = h/60, (5)

где h - число оборотов диска.

Скорость колебательного движения определяется по формуле (2). Полученные данные вносятся в таблицу 1. В эту же таблицу вписываются допустимые по санитарно-гигиеническим нормам значения скорости колебательного движения, а по инженерно-техническим нормам значения амплитуды. По данным, внесённым в таблицу, делаются выводы о допустимости замеренных параметров вибрации.

II. Определение параметров вибрации несбалансированного агрегата при его установке на амортизаторах

Между верхней 7 и нижней 9 площадками стенда установлены амортизаторы. Требуется замерить амплитуду вибрации и определить значение виброскорости в точке 17 основания 9. Предполагается, что после установления амортизаторов обслуживающий персонал будет находиться не на плите 7, а на основании 9. Для замера индуктивный датчик 16 необходимо переставить с верхней плиты 7 на основание 9 в точку 17. Затем включается двигатель и с экрана осциллографа снимается величина размаха колебания.

Значение амплитуды определяется по формуле 4, а виброскорости - по выражению (2). Полученные данные записываются в соответствующие графы таблицы 1. Сравнивая эти данные с нормами, делается вывод о допустимости значений параметров вибрации.

Таблица1

Данные сопоставления параметров вибрации стенда с нормами

	Замеренные и подсчитанные параметры вибрации стенда			Допустимые значения амплитуды по нормам (мм)	Допустимые значения виброскорости по нормам (мм/с)	Значение амплитуды после балансировки диска (мм)	Значение виброскорости после балансировки диска (мм/с)
	A(мм)	f(Гц)	V(мм/с)
I
II