ЛР_ПЭ_БЖД

1. Подключить источник ИК излучения к розетке. Включить источник ИК излучения

(верхнюю часть) и измеритель плотности теплового потока ИПП-2М.

2.Установить головку измерителя плотности теплового потока на расстоянии 100 мм от источника ИК излучения и определить плотность теплового потока (среднее значение трех - четырех замеров).

3.Вручную переместить штатив вдоль линейки, устанавливая головку измерителя на расстояниях, от источника излучения указанных в форме табл.2 и повторить измерения.

Данные замеров занести в форму табл.2.

4.Построить график зависимости плотности потока ИК излучения от расстояния.

5.Повторить измерения по пп. 1 - 3 с различными защитными экранами

(теплоотражающим алюминиевым, теплопоглощающим тканевым, металлическим с зачерненной поверхностью, смешанным кольчуга). Данные замеров занести в форму табл.2. Построить графики зависимости плотности потока ИК излучения от расстояния для каждого экрана.

6.Оценить эффективность защитного действия экранов по формуле (3).

7.Установить защитный экран (по указанию преподавателя), разместить на нем широкую щетку пылесоса. Включить пылесос в режим отбора воздуха, имитируя устройство вытяжной вентиляции, и спустя 2 - 3 минуты (после установления теплового режима экрана) определить интенсивность теплового излучения на тех же расстояниях, что и в п. 3. Оценить эффективность комбинированной тепловой защиты по формуле (3).

8.Зависимость интенсивности теплового излучения от расстояния для заданного экрана в режиме “вытяжной вентиляции” нанести на общий график (см. п. 5)

53

9.Определить эффективность защиты, измеряя температуру для заданного экрана с использованием “вытяжной вентиляции” и без нее по формуле (4).

10.Построить графики эффективности защиты “вытяжной вентиляции” и без нее.

11.Перевести пылесос в режим “воздуходувки” и включить его. Направляя поток воздуха на поверхность заданного защитного экрана (режим “душирования”), повторить измерение в соответствии с пп. 7 - 10. Сравнить результаты измерений пп. 7 - 10.

12.Закрепить шланг пылесоса на одной из стоек и включить пылесос в режиме

“воздуходувки”, направив поток воздуха почти перпендикулярно тепловому потоку

(немного навстречу) - имитация “воздушной завесы”. С помощью измерителя ИПП-2М

измерить температуру ИК излучения без “воздуходувки” и с ней.

13.Построить графики эффективности защиты “воздуходувки” по формуле (4).

14.Преобразовать формулу (2) с целью определения температуры T для одного из вариантов (по указанию преподавателя) и вычислить по формуле (1) длину волны .

Указать в отчете, как эта длина волны влияет на организм человека.

Требования к отчету

Отчет должен содержать:

1)название и цель работы;

2)схему лабораторного стенда;

3)результаты измерений и графики;

4)выводы по работе.

Контрольные вопросы

1.Рассказать о влиянии инфракрасного излучения на организм человека.

2.Рассказать о влиянии на человека теплового облучения от нагретых поверхностей технологического оборудования.

3.Перечислить основные виды защиты от инфракрасного излучения.

4.Дать классификацию экранов по принципу действия. Привести примеры.

5.Перечислить индивидуальные средства защиты от инфракрасного излучения.

Литература

1.ГОСТ 12.1.005-88. ССБТ. Воздух рабочей зоны. Общие санитарно-гигиенические требования.

2.ГОСТ 12.4.123-83. ССБТ. Средства защиты от инфракрасного излучения.

Классификация. Общие технические требования.

54

Лабораторная работа № 7

Исследование вибрации

Цель работы: изучение методов измерения вибрации и оценка эффективности средств виброзащиты.

Продолжительность работы - 2 часа.

Оборудование и приборы

1.Стенд вибрационный.

2.Генератор низкочастотных сигналов.

3.Измеритель шума и вибрации ВШВ-003-М3.

4.Датчик измерения вибрации ДН-4.

5.Виброзащитные устройства.

Теоретические сведения

Под вибрацией понимают механические колебания элементов машин. Вибрация возникает при вращении неуравновешенных деталей машин или под воздействием динамических нагрузок, возникающих при соударении отдельных элементов механизмов.

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. Направления вибрации указывают в ортогональной системе координат. Для общей вибрации ось Z

перпендикулярна опорной поверхности, ось X горизонтальна от спины к груди, ось Y

горизонтальна от правого плеча к левому.

При превышении допустимых уровней вибрация оказывает неблагоприятное воздействие на организм человека и вызывает со временем возникновение вибрационной болезни. Люди, подвергающиеся воздействию вибрации, чаще болеют сердечно-

сосудистыми и нервными заболеваниями.

Характеристиками вибрационной нагрузки на оператора являются:

виброускорение (виброскорость);

диапазон частот;

время воздействия вибрации.

Если амплитуда колебаний с частотой f Гц равна А метров, то виброскорость v =

А(2f) м/с, а виброускорение а = А(2f)2 м/с2 На практике используют логарифмические уровни виброскорости Lv и виброускорения La.

55

Lv = 20lg(v / 5 10–8) [дБ]; La = 20lg(a / 5 10–6) [дБ]; (1)

Величина вибрации нормируется в октавных полосах со среднегеометрическими частотами:

для локальной вибрации: 2; 4; 8; 16; 31,5; 63; 125; 250; 500; 1000 Гц;

для общей вибрации: 2; 4; 8; 16; 31,5; 63 Гц.

Время воздействия вибрации измеряется в минутах или часах непрерывного или накопленного суммарного воздействия. Для обеспечения вибрационной безопасности труда необходимо, чтобы интенсивность вибрации на рабочих местах не превышала нормативных значений. В табл.1 приведены некоторые гигиенические нормы вибрации в соответствии с ГОСТ 12.1.012-90.

Для уменьшения вибрации необходимо снижать динамические нагрузки и балансировать детали машин, использовать устройства виброизоляции и динамического виброгашения.

Эффективность виброзащиты оценивается для каждой октавной полосы частот коэффициентом передачи вибрации (КП), который численно равен отношению амплитуды колебания объекта к амплитуде вибрирующего основания. КП зависит от конструкции и характеристик виброзащитного устройства. Обычно устройство состоит из упругих элементов (плоских или винтовых пружин) и демпферов - поглотителей энергии

(жидкостных, пневматических, с сухим внешним трением или внутренним трением).

56

При аналитических исследованиях устройство рассматривают в виде модели,

показанной на рис.1,

Рис.1. Модель виброзащитного устройства

где m - масса защищаемого объекта, k - жесткость упругого элемента (Н/м), D -

характеристика демпфера (Н с/м), А - амплитуда колебания основания, Аз - амплитуда колебания объекта.

Решение дифференциального уравнения движения массы показывает, что КП зависит от собственной частоты системы f0, определяемой по формуле (2) и величины демпфирования:

Графики зависимости коэффициента передачи вибрации от отношения f /f0 при различных уровнях демпфирования показаны на рис.2. Из графиков видно, что в дорезонансной и резонансной областях эффекта виброзащиты нет, амплитуда колебания объекта превышает амплитуду колебания основания. Демпфирование ограничивает величину вибрации, блокируя резонансные явления. В зарезонансной области наблюдается эффект виброзащиты, при этом с увеличением величины демпфирования амплитуда колебания объекта растет.

57

Лабораторный стенд для исследования вибрации включает регулируемый источник вибрации (вибростенд), установленный на подставке. На столе вибростенда закрепляются объекты испытаний и датчик измерения вибрации типа ДН-4. На лабораторном столе размещаются генератор низкочастотных сигналов, позволяющий изменять частоту и амплитуду колебаний вибростенда, и измеритель шума и вибрации типа ВШВ-003-М3,

позволяющий измерять параметры вибрации (амплитудное значение ускорения или скорости механических колебаний объекта испытаний).

Принципиальная схема вибростенда показана на рис.3. Вибростенд имеет электродинамическую систему возбуждения колебаний. Он состоит из защитного разъемного кожуха 1, в котором установлен магнитопроводящий корпус 3. Постоянный магнит 5 прикреплен к дну корпуса 3 и входит в цилиндрическое отверстие вибростола 7,

закрепленного с помощью листовых пружин 9 на горизонтальной пластине 2,

установленной на корпусе 3. Катушка возбуждения 6 намотана вокруг сердечника вибростола 7. Защитная резиновая прокладка 8 закреплена на верхней части кожуха 1.

Защитный кожух 1 прикреплен с помощью шпилек к основанию 4 и имеет возможность вращения вокруг горизонтальной оси. На стол вибростенда закрепляется объект,

состоящий из пластины с датчиком вибрации ДН-4.

58

Форма таблицы 2

Результаты экспериментов

4.Не изменяя положение рукоятки “Амплитуда”, повторить действия п п. 2 и 3

для частот 4, 8, 16, 31,5, 63 Гц. Выключить генератор.

5.Снять со стола вибростенда объект, закрепить на столе виброизолирующий модуль, указанный преподавателем, а на нем объект.

6.Повторить пп. 2, 3, 4.

7.Вычислить по формуле (1) логарифмические уровни виброскорости объекта для каждой частоты, результаты занести в форму табл.2.

8.Вычислить значение КП данного виброзащитного модуля для каждой частоты,

результаты занести в форму табл.2.

9.По данным табл.2 построить графики виброскорости, виброускорения и КП в зависимости от частоты колебаний вибростенда. Объяснить полученные зависимости.

10.По данным табл.1 и 2 дать заключение о возможности работы человека на виброзащищенной платформе.

Требования к отчету

Отчет должен содержать:

1)название и цель работы;

2)эскиз исследуемого виброзащитного модуля и его качественные характеристики;

3)таблицу с результатами эксперимента;

4)графики полученных результатов;

61

5)анализ результатов эксперимента;

6)заключение о возможности работы оператора на виброзащищенной платформе и предложения по совершенствованию виброзащиты;

Контрольные вопросы

1.Параметры, характеризующие вибрацию.

2.Воздействие вибрации на органы человека.

3.Принципы нормирования вибрации.

4.Основные методы борьбы с вибрацией.

5.Принцип работы вибростенда.

6.Принцип работы датчика вибрации.

7.Причины изменения эффективности виброзащиты с изменением частоты колебаний основания.

Литература

1. Безопасность жизнедеятельности. Учебник для вузов / С.В. Белов, А.В. Ильницкая,

А.Ф. Козьяков и др. Под ред. С.В. Белова. - М.: Высшая школа, 1999. - 448 с.

2.ГОСТ 12.1.012-90. ССБТ. Вибрационная безопасность. Общие требования.

3.Средства защиты в машиностроении: Расчет и проектирование: Справ. / Под ред.

С.В. Белова. - М.: Машиностроение, 1989. - 365 с.

62