4. Экспериментальное исследование вибраций.

4.1. Устройство и работа лабораторного стенда

В состав компоновки стенда (рисунок 4) входят:

лабораторный стол 1; генератор сигналов 3 (ГЗ-34, рисунок 5);подставка 4 для измерительного прибора 5 (ВШВ-003-42, рисунок 6); вибростол 9 с кнопкой включения 13; держатель вибропреобразователя 11 (рисунок 7); вибропреобразователь 12 (ДН-4-м1, рисунок 8); и соединительные электропровода – 2 для подключения генератора ГЗ к электророзетке, 7 для подключения измерителя вибрации ВШВ к электророзетке, 8 для соединения генератора сигналов с вибростолом 9 и кабель 6, соединяющий измеритель ВШВ с вибропреобразователем 12.

Работа стенда возможна только после подключения его приборов и устройств к сети питания 220Vвключателями 2;6;7;8;13.

Источником регулируемых колебаний амплитуды и частоты виброплощадки 10 вибростола 9 является генератор ГЗ-34, изображенный на рисунке 5.

На виброплощадке 10 закреплен держатель 11 с пьезоэлектрическим вибропреобразователем 12. На рисунке 7 показано устройство держателя. Вибропреобразователь смонтирован на держателе с возможностью его установки вертикально (ось Z) и горизонтально (осиX,Y), поворотом на 90° по стрелке А. Фиксированное положение вибропреобразователя обеспечивается крепежным винтом 4 и стопорным винтом 6. Во время работы стенда колебания виброплощадки 10 с вибропреобразователем 12 возникают по трем осям координат (X,Y,Z). Такова электросхема вибростола 9.

Рисунок 4. Лабораторный стенд для исследования вибрации:

1-лабораторный стол; 2-электропровод соединения генератора с электророзеткой; 3-генератор сигналов ГЗ; 4-подставка; 5-измерительный прибор ВШВ-003-М2; 6-электрокабель, соединяющий измерительный прибор с вибропреобразователем ДН-4-М1; 7-электропровод соединения измерительного прибора с электророзеткой; 8-кабель, соединяющий генератор сигналов с вибростолом-9; 10-виброплощадка вибростола-9; 11-держатель вибропреобразователя ДН-4-М1 -12; 13-кнопка включения вибростола-9.

Рисунок 5. Приборы управления на панели Генератора Сигналов ГЗ-34.

1-скоба; 2-тумблер «Сеть»; 3-предохранитель; 4-переключение напряжений; 5-вольтметр; 6-окно режимов вольт; 7-регулятор пределов ослабления напряжения; 8-аттениюатор; 9-тумблер внутренней нагрузки; 10-шкала частот; 11-диск неподвижный; 12-ручка регулировки напряжения вольтметром; 13-ручка регулировки частоты в Гц; 14-ручка 9не используется); 15-регулятор пределов частоты (множитель); 16-делитель напряжений (1/5 или 1/1); 17-клеммы (не использовать).

Рисунок 6. Органы управления, регулирования и индикации на лицевой панели прибора ВШВ-003-М2:

1-измеритель параметров вибрации (a, V, dВ); 2-индикаторы: а-десятков децибелdB; б-величины виброускорения м/с²; в-величины виброскорости;г-светодиоды, указывающие величину измеряемого параметра;

3-индикатор прегрузки; 4-переключатель рода работв; 5, 7-преключатели децибел dB-80;dB-50; 6-кнопка для включения виброскорости; 8-кнопка для включения 10кГц или 4кГц при измерении виброускорения и виброско рости;9, 10-переключатель и кнопка для измерения вибрации в октавных полосах; 11-переключатель положений Лин, А, В, С, при измерении шума; 12-кнопка для измерения шума; 13-гнездо для подсоединения калибровочного тракта; 15-установка стрелки измерителя.

Рисунок 7. Держатель вибропреобразователя:

1-виброплощадка вибростола (поз.9 рис.4); 2-основание держателя; 3-цапфа; 4-винт крепления вибропреобразователя; 5-крестовина; 6-винт стопорный; 7-вибропреобразователь; 8-вибропреобразователь повернут на 90° для измерения вибрации в его горизонтальной плоскости (по осям X, Y); 9-кабель,соединяющий измерительный прибор с вибропреобразователем.

Рисунок 8. Вибропреобразователь ДН-4-М1

1-основание; 2-пьезоэлементы; 3-инерционная масса; 4-винт; 5-крышка; 6-втулка; 7-контактный проводник; 8-гайка накидная; 9-кабель, соединяющий вибропреобразователь с измерителем ВШВ-003.

Измерение вертикальной вибрации (по оси Z) осуществляется при установке вибропреобразователя в вертикальное положение. Измерение вибрации в горизонтальной плоскости (по осям X,Y) выполняется при повернутом вибропреобразователе в горизонтальное положение.

Величина инерционной силы при механических колебаниях пьезоэлементов ДН-4-М1 преобразуется в пропорциональные электрические сигналы, которые регистрируются измерителем ВШВ-003-М2, при соответствующей настройке, как параметры вибрации:

виброускорение, м/с²; виброскорость,м/с и их логарифмические уровнив децибелах (dВ) в октавных полосах со среднегеометрическими частотами () от 2 до 18 кГц.

Из-за недостаточности времени экспериментальная часть лабораторной работы ограничена определением виброускорения и виброскорости в октавных полосах со среднегеометрическими частотамив пределах 2…63Гц.

Учитывая, что сфера воздействия вибрации на человека очень широкая и разнообразная (производственная, жилая и общественно-административная – в соответствии с СН 2.2.4 /2.1.8.566-96, принято имитировать (задавать) вибрацию на стенде в зависимости от вибрационной нагрузки, определяемой величины амплитуды колебаний и ее частотой по таблице 9.

Таблица 9.

№ варианта	Виды исследуемой вибрации	Режимы виброколебаний площадки 10 стенда, рис.4
		Напряжение на генераторе ГЗ-34	Амплитуда колебаний виброплощадки, мм	Частота на генераторе ГЗ-34, Гц
1	Транспортная вибрация, категория 1.	20	От 1 до 6	63
2	Локальная вибрация. Транспортно-технологическая вибр. катег.2	15	От 0,5 до 1,0	63
3	Технологическая вибрация катег. 3а, 3б, 3в.	10	От 0,1 до 0,5	63
4	Вибрация в жилых домах, больницах, санаториях и общественно-административных зданиях	5	Менее 0,1	63

Примечание: Амплитуда колебаний А, мм определена по формулам п.3.2 методических указаний.

4.2. Варианты заданий лабораторных исследований.

Таблица 10.

№ варианта	Профессия, вид работы, помещение, здание	Вид, категория и место вибрации. Табл. норм вибрации	Действие вибрации. Часов.	Исследуемые параметры по осям координат	Оформление результатов; расчеты, графики, выводы по безопасности труда
1	2	3	4	5	6
1/3	Конструктор, технолог, программист, в заводоуправлении	Технологическая катег.3в. Табл.4	8	виброускорение , м/с² по оси Z =2…63	Графики ив октавных полосах. Выводы по безопасности труда.
2/2	Автокрановщик, эскалаторщик, машинист прессподборщика, поливальной или снегоуборочной машины, бетоноукладчика	Транспортно-технологическая катег.2. Табл.3	6*	Виброскорость мм/с по оси Z =2…63	График скорости ив октавных полосах. Выводы.
3/1	Тракторист на с/х работах, водитель лесовоза, экспедитор, сопроводжающий грузы в кузове автомобиля	Транспортная катег.1; табл.2	6*	По осям X, Y; виброускорение , м/с² =2…63	График ускорения ив октавных полосах. Выводы.
4/3	Станочники в обрабатывающих цехах завода (токари, фрезировщики, шлифовальщики и т.д.)	Технологическая катег. 3б; табл.4	8	Виброскорость мм/с по оси Z =2…63	График скорости ив октавных полосах. Выводы.
5/3	Гардеробщик, рабочий столовой, склада готовой продукции завода, охранник на проходной	Технологическая катег. 3б; табл.4	6*	виброускорение , м/с² по оси Z =2…63	График виброускорения ив октавных полосах. Выводы.
6/2	Обрубщик литья, слесарь, работающий наждаком, дрелью, болгаркой, бензопилой	Локальная вибрация; табл.1	4*	Виброскорость мм/с по оси Z =2…63	График виброскорости ив октавных полосах. Выводы.
7/2	Вибротрамбовщик бетона, рабочий с отбойным молотком, зубилом	Локальная вибрация; табл.1	4*	Виброскорость мм/с по оси Z =2…63	График виброскорости ив октавных полосах. Выводы.
8/1	Кондуктор автобуса, троллейбуса, трамвая	Транспортная катег.1; табл.2	8	По оси Z и по X, y виброускорение и=2…63	Графики в октавных полосах. Выводы.
9/4	Больничная палата, кабинет врача	Вибрация в палатах больниц, санаториев; табл.5	-	виброускорение , м/с² по оси Z =2…63	Графики в октавных полосах. Выводы.
10/4	Кабинет администратора города, офис фирмы	Вибрация в административно-управленческих помещениях; табл.6	-	Виброскорость мм/с по оси Z =2…63	График виброскорости ив октавных полосах. Выводы.

Примечание:

1. Дробный номер варианта задания означает: в числителе - порядковый номер исследуемого задания, в знаменателе – номер варианта установочных колебаний стенда по таблице 9. Например, конструктор, технолог, программист работают в помещении заводоуправления (порядковый номер варианта лабораторных исследований –1). На этих работников действует технологическая вибрация категории 3в. Режим установочных колебаний стенда должен быть принят по варианту №3 таблицы 9. Таким образом, номер варианта задания будет 1/3.

2. *Время действия вибрации менее 8 часов, допустимые нормы вибрации следует увеличивать по формуле

, где

- нормативно-расчетная величина определяемого параметра (- виброскорость,- виброускорение);

- табличное значение величины определяемого параметра ();

- время действия вибрации в минутах.