34

Министерство образования РФ

Хабаровский государственный технический университет

Исследование производственной вибрации

Методические указания к лабораторной работе по курсу

«Безопасность жизнедеятельности»

Составитель: Тупицына Т.В.

Хабаровск

1998

Цель работы

1. Изучение и определение вибрационных характеристик оборудования.

2. Определение и оценка вибрационной нагрузки на оператора.

3. Разработка и оценка эффективности мероприятий по виброзащите.

1. Основные положения

Вибрация – это колебания любой упругой среды. Колебаниями называются движения, обладающие той или иной степенью повторяемости во времени. В соответствии с ГОСТ 24346-80 «Вибрация, термины и определения» под вибрацией понимают движение точки или механической системы, при котором происходит поочередное возрастание и убывание во времени значений, по крайней мере, одной координаты.

Основными параметрами вибрации, происходящей по синусоидальному закону (описывающему гармонические колебания) являются амплитуда перемещения А, м, и частота f, Гц (рис. 1).

Р ис. 1. Основные параметры вибрации.

Синусоидальный закон определен формулой:

Х = А sin(t + _) (1)

Величина А, равная максимальному абсолютному значению Х, называется амплитудой колебания. Выражение t + _ определяет значение Х в данный момент времени t и называется фазой колебания, где _ – начальная фаза. Величина  называется циклической или круговой частотой:

(2)

где Т = 1/f – период колебания, с.

Волнами называют процесс распространения любого вида возмущения, т.е. изменения состояния. Скорость перемещения возмущения в пространстве называется скоростью волны. При распространении механических волн частицы среды совершают колебательные движения относительно некоторых положений, являющихся положением равновесия. Скорость колебательного движения частиц среды называется колебательной скоростью или виброскоростью v, мс^-1, определяемой по формуле:

v = Т = 2fA (3)

Виброускорение а, мс^-2, соответственно равно

a = ² А = (2f)²A (4)

Учитывая, что абсолютные значения виброскорости и виброускорения изменяются в очень широких пределах, в практике виброакустических исследований используют их логарифмические уровни L_v, L_a, дБ:

L_v = 20 lg ( v / v₀ ) , (5)

L_a = 20 lg ( a / a₀ ) , (6)

где v – среднее квадратическое значение виброскорости, мс^-1; v₀ = 510^-8 мс^-1 – пороговое значение виброскорости; а – среднее квадратическое значение виброускорения, мс^-2; а₀ = 10^-6 мс^-2 – пороговое значение виброускорения.

Классификация вибрации, воздействующей на человека оператора (гост 12.1.012 – 90)

1. По способу передачи на человека различают общую и локальную вибрации.

Общая вибрация передается через опорные поверхности на тело сидящего или стоящего человека.

Локальная вибрация передается через руки человека.

Вибрация, воздействующая на ноги сидящего человека и на предплечья, контактирующие с вибрирующими поверхностями рабочих столов, может быть отнесена к локальной вибрации.

2. По направлению действия вибрацию подразделяют в соответствии с направлением осей ортогональной системы координат (рис.2).

Рис.2. Направление координатных осей при действии вибрации:

а) – общая вибрация; б) – локальная вибрация

Для общей вибрации ось Z₀ – вертикальная, перпендикулярная к опорной поверхности, ось X₀ – горизонтальная от спины к груди, ось Y₀ – горизонтальная от правого плеча к левому.

Для локальной вибрации ось Х_л совпадает или параллельна оси места охвата источника вибрации (рукоятки, рулевого колеса, рычага управления, обрабатываемого изделия, удерживаемого в руках). Ось Z_л лежит в плоскости, образованной осью Х_л в направлении подачи или приложения силы, и направлена вдоль оси предплечья. Ось Y_л направлена от ладони.

3. Общая вибрация в зависимости от источника возникновения (вида оборудования) подразделяется на следующие категории (табл.3):

1 – транспортная;

2 – транспортно-технологическая;

3 тип «а» – технологическая, создаваемая стационарным оборудованием;

3 тип «б» – технологическая в производственных помещениях, где нет генерирующих вибрацию машин (примечание к табл.3 прил.);

3 тип «в» – технологическая на рабочих местах работников умственного труда.

4. По временной характеристике различаются:

постоянная вибрация, для которой спектральные или корректированные по частоте значения виброскорости или виброускорения за время наблюдения изменяются не более чем в 2 раза (уровни L_v, L_a – не более чем на 6 дБ);

непостоянная, для которой эти параметры за время наблюдения изменяются более чем в 2 раза (уровни L_v, L_a – более чем на 6 дБ).

Спектральные параметры – это параметры вибрации в октавных и 1/3-октавных полосах частот; корректированные по частоте – общие одночисловые параметры вибрации для всего диапазона частот, создаваемого источником вибрации.