Методическое пособие 436

переключатель «РОД РАБОТЫ» и шкала для измерений: «ОТКЛ», «КОНТР ПИТАНИЯ», «mm/s», « m».

При установке переключателя «РОД РАБОТЫ» в положение «КОНТР ПИТАНИЯ» стрелка должна установиться между отметками 7 и 10 шкалы прибора, что свидетельствует о нормальной величине питания. При установке переключателя «РОД РАБОТЫ» в положение «mm/s» измеряется действующее значение виброскорости в мм·с-1. При установке переключателя «РОД РАБОТЫ» в положение « m» измеряется размах виброперемещения в мкм. При измерении виброскорости и виброперемещения переключателем «ПРЕДЕЛЫ ИЗМЕРЕНИЯ» выбирают необходимый предел измерения, начиная с максимальной величины.

Порядок выполнения работы

1.Подключить магнитоэлектрический датчик к вторичному прибору ВИП-2.

2.Включить в сеть регулятор напряжения. Установить заданное преподавателем напряжение в пределах 50÷160 В.

3.Переключатель «РОД РАБОТЫ» переводится в положение «КОНТР ПИТАНИЯ» и проверяется нормальная величина питания.

4.Насадка магнитоэлектрического датчика ручным способом приводится в соприкосновение с вибрирующим объектом в одной из его поверхностных точек. Магнитоэлектрический датчик необходимо удерживать с легким усилием в течение процесса измерения.

5.После проверки рабочего напряжения на вторичном приборе переключатель «РОД РАБОТЫ» переводится в положение «mm/s», а переключатель «ПРЕДЕЛЫ ИЗМЕРЕНИЯ» – на нужный диапазон. Осуществляется измерение виброскорости вдоль осей X,Y,Z .

6.Переключатель «РОД РАБОТЫ» переводится в положение « m», а переключатель «ПРЕДЕЛЫ ИЗМЕРЕНИЯ» – на нужный диапазон. Осуществляется измерение размаха виброперемещения вдоль осей X,Y,Z .

7.Тахометром измеряется частота вращения вала электродвигателя в об/мин.

Порядок расчёта уровня вибрации

1.В табл. 1.5 записываются результаты измерения виброскорости и размаха виброперемещния.

A 10 3

ячейки табл. 1.5.

11

записываются в соответствующие ячейки табл. 1.5.

W

4. Вычисляется уровень вибрации по формуле LW 20 lg10 6 . Результаты

расчёта записываются в соответствующие ячейки табл. 1.5.

5. Нормативное значение уровня вибрации определяется на основании использования табл. 1.3 и табл. 1.4, в которых по величине вычисленной частоте вибрации выбирается нормативное значение уровня вибрации. Результаты выбора записываются в соответствующие ячейки табл. 1.5.

6. Делается вывод на основании анализа табл. 1.5 о соответствии или не соответствии уровня вибрации нормативным значениям.

Пример расчёта уровня вибрации

Задание. Определить уровень вибрации технического объёкта по следующим исходным данным, полученным прибором ВИП-2:

–виброскороть, вариант № 1 (номер опыта 5) из табл. П2;

–размах виброперемещения, вариант № 28 (номер опыта 5) из табл. П3. Сравнить полученные значения уровня вибрации с нормативными значениями

исделать выводы.

Решение.

1. В табл. 1.5 заносим исходные данные.

Уточняем значения виброскорости, учитывая значение числителя в показании предела измерения.

VX = 2,7·(10/10) = 2,7 мм·с-1,

VY = 2,5·(30/3) = 25 мм·с-1,

VZ = 2,3·(1/10) = 0,23 мм·с-1.

12

Уточняем значения размаха виброперемещения, учитывая значение знаменателя в показании предела измерения.

AX = 3,6·(10/10) = 3,6 мкм,

и заносим полученные значения в табл. 1.5.

13

и заносим полученные значения в табл. 1.5.

5.Нормативные значения уровня вибрации берем из табл. 1.3 и табл. 1.4 и заносим в табл. 1.5. Получаем окончательно заполненную таблицу с результатами расчётов (табл. 1.6).

6.Выводы. Вибрация вдоль осей X и Z не превышает нормативного значения, а вдоль оси Y превышает на величину

151 147 4 дБ.

Принимая во внимание табл. П4, приходим к выводу, что работать на оборудовании с такими вибрационными характеристиками можно не более 191 мин в течение рабочей смены.

14

Практическая работа № 2

РАСЧЕТ ЭФФЕКТИВНОСТИ ВИБРОИЗОЛЯЦИИ

Цель работы – освоение методов измерения параметров механических колебаний и оценка вредности вибрации.

Задачи.

1.Ознакомиться с основными видами вибрации, с воздействиями вибрации на организм человека;

2.Предложить методы снижения вибрации и защиту от ее действия.

Краткие теоретические положения

На современном этапе развития техники и технологии все большую социальную и гигиеническую значимость приобретает борьба с вибрацией, неблагоприятно воздействующей на организм человека. Это вызвано тем, что улучшение технико-экономических показателей машин и технологического оборудования осуществляется за счет увеличения мощностей и рабочих скоростей при одновременном снижении их материалоемкости, что сопровождается усилением вибрации.

Амплитуда скорости вибрации (виброскорости) V может быть определена по формуле

где Fm – амплитуда возмущающей вибросилы, Н; – коэффициент сопротивления , Н·с·м-1; f – частота вибрации, Гц; m – масса системы, кг; c – коэффициент жёсткости системы, Н·м-1.

15

Анализ формулы (2.1) показывает, что для уменьшения виброскорости V необходимо снижать силу Fm и увеличивать значения величин, входящих в знаменатель, а именно, повышать сопротивление системы .

Методы снижения вибрации. Длительное воздействие вибрации может привести к ухудшению самочувствия и поражению отдельных систем организма: сердечно-сосудистой, нервной, кровеносной, вестибулярного аппарата и других, изменению мышечных и костных тканей. Поэтому особое значение приобретают методы и средства уменьшения вибрации.

Для защиты от вибрации необходимо применять следующие методы:снижение виброактивности машин (уменьшение силы Fm );

отстройка от резонансных частот (2 f m c ); 2 f

вибродемпфирование (увеличение );

виброгашение (увеличение т m) – для высоких и средних частот;

повышение жесткости системы (увеличение c) – для низких и средних частот;

виброизоляция;

применение индивидуальных средств зашиты.

Снижение виброактивности машин достигается изменением

технологического процесса, применением машин с такими кинематическими схемами, при которых динамические процессы, вызываемые ударами, резкими ускорениями и т. п., были бы исключены или предельно снижены (например, замена клепки сваркой); хорошей динамической и статической балансировкой механизмов, смазкой и чистотой обработки взаимодействующих поверхностей; применением кинематических зацеплений пониженной виброактивности (например, использование шевронных и косозубых зубчатых колес вместо прямозубых); заменой подшипников качения на подшипники скольжения; применением конструкционных материалов с повышенным внутренним трением.

изменении режимов работы машины и, соответственно, частоты возмущающей вибросилы; собственной частоты колебаний машины путем изменения жесткости системы (например, установка ребер жесткости) или изменения массы системы (например, закрепление на машине дополнительных масс).

Собственная частота f0 вибрирующей системы определяется по формуле:

Рис. 2.3. Схема динамического виброгасителя.

Схема динамического виброгасителя показана на рис. 2.3. Динамический виброгаситель крепится на вибрирующем агрегате, поэтому в нем в каждый момент времени возбуждаются колебания, находящиеся в противофазе с колебаниями агрегата. Недостатком динамического виброгасителя является то, что он подавляет колебания только определенной частоты, соответствующей его собственной. Такие виброгасители применяют в агрегатах, например турбогенераторах, имеющих характерный, постоянный во времени дискретный спектр вибрации.

Динамическое виброгашение достигается установкой в систему динамических виброгасителей (маятниковых, пружинных или плавающих), установкой виброизоляторов (дополнительных устройств между агрегатом и защищаемым объектом). Для гашения вибрации на автомобилях, в последнее время используют специальный генератор колебаний, который создает частоту колебаний одинаковую по величине с гасимой частотой, но находящуюся с ней

впротивофазе.

Вкачестве средств индивидуальной защиты от вибрации используются: для рук – виброизолирующие рукавицы, перчатки, вкладыши и прокладки; для ног – виброизолирующая обувь, стельки, подметки.

Повышение жесткости системы (увеличение c), например путем установки ребер жесткости. Как видно из формулы (2.1) этот способ эффективен только при низких частотах и в ряде случаев средних.

Виброизоляция заключается в уменьшении передачи колебаний от источника возбуждения защищаемому объекту при помощи устройств, помещаемых между ними. Для виброизоляции чаще всего применяют виброизолирующие опоры типа упругих прокладок, пружин или их сочетания. На рис. 2.4 показаны пружинные амортизаторы, а на рис. 2.5 – резиновые.

Средствами виброзащиты различных объектов могут быть: гибкие вставки в коммуникациях воздуховодов; разделение гибкой связью перекрытий и несущих конструкций зданий; устройства «плавающих» полов, в которых настил пола отделяется от перекрытия упругими прокладками; использование ручного механизированного инструмента с виброзащитными рукоятками,

18

перфораторов с качающейся виброгасящей рукояткой; виброизолирующие опоры в виде упругих прокладок в сочетании с пружинами и др. Эффективность виброизоляторов оценивают коэффициентом передачи равным отношению амплитуды виброперемещения, виброскорости, виброускорения защищаемого объекта или действующей на него силы к соответствующему параметру источника вибрации:

Виброизоляция только в том случае снижает вибрацию, когда 1. Чем меньше КП, тем эффективнее виброизоляция. Для виброизолированных систем, в которых можно пренебречь трением:

виброизолированной системы, Гц. Как видно из приведённой формулы, только

По конструктивным и экономическим соображениям существует оптимальное

Рис. 2.4. Виброизолирующие опоры пружинные

Рис. 2.5. Виброизолирующие опоры резиновые

19

Собственная частота виброизолированной системы

Умножив числитель и знаменатель подкоренного выражения в формуле (2.6) на

Из формулы (2.7) следует, что чем больше осадка виброизоляторов под действием веса машины, тем меньше f0 , а значит меньше КП и лучше виброизоляция.

Эффективность виброизоляции в дБ определяется по формуле

Схема расчёта виброизоляторов

1.Определяется требуемый уровень снижения вибрации по результатам замеров

где L – уровень вибрации без виброизоляции, дБ; L on – допускаемый уровень вибрации в соответствии с нормативной документацией, дБ.

2. Из формулы (2.8) путём преобразований находится соотношение частот

f0

и значение собственной частоты виброизолированной системы

3.Из формулы (2.7) находится требуемая статическая осадка виброизолятора

20