Добавил:

ivanov666 Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Башкирский Государственный Аграрный Университет

Предмет:

[НЕСОРТИРОВАННОЕ]

Файл:

Экспериментальное определение вибрационных характеристик ручных машин. Методические указания к проведению лабораторной работы по курсам «Машины и инст

.pdf

Скачиваний:

Добавлен:

08.09.2026

Размер:

2 Мб

Скачать

☆

1 / 51 2 3 4 5 > Следующая >>>

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТРОИТЕЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

Кафедра механизации строительства

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ

ВИБРАЦИОННЫХ ХАРАКТЕРИСТИК

РУЧНЫХ МАШИН

Методические указания к проведению лабораторной работы по курсам «Машины и инструменты для отделочных работ»,

«Механизированный инструмент»,

«Средства малой механизации в строительстве»

для студентов бакалавриата, обучающихся по направлению подготовки

23.03.02 Наземные транспортно-технологические комплексы,

08.03.01 Строительство, студентов специалитета направления подготовки

23.05.01 Наземные транспортно-технологические средства,

студентов магистратуры, обучающихся по направлению подготовки

08.04.01 Строительство

ISBN 978-5-7264-1171-2

Москва 2015

ООО «Ай Пи Эр Медиа», 2015

СТРОИТЕЛЬСТВО

УДК 621 ББК 31.2 Э41

Р е ц е н з е н т

кандидат технических наук А.А. Ионов,

профессор кафедры механизации строительства НИУ МГСУ

Составили А.Н. Дроздов, В.В. Степанов

Э41 Экспериментальное определение вибрационных характеристик ручных машин

[Электронный ресурс] : методические указания к проведению лабораторной работы по курсам «Машины и инструменты для отделочных работ», «Механизированный инструмент», «Средства малой механизации в строительстве» для студентов бакалавриата, обучающихся по направлению подготовки 23.03.02 Наземные транспортно-технологические комплексы, 08.03.01 Строительство, студентов специалитета направления подготовки 23.05.01 Наземные транспортнотехнологические средства, студентов магистратуры, обучающихся по направлению подготовки 08.04.01 Строительство / М-во образования и науки Рос. Федерации, Нац. исследоват. Моск. гос. строит. ун-т, каф. механизации строительства ; сост.: А.Н. Дроздов, В.В. Степанов. — Электрон. дан. и прогр. (5 Мб). — Москва : НИУ МГСУ, 2015. — Режим доступа: http: // www.iprbookshop.ru/. — Загл. с титул. экрана.

ISBN 978-5-7264-1171-2 (сетевое)

ISBN 978-5-7264-1170-5 (локальное)

Содержатся необходимые для проведения лабораторной работы сведения по вопросам локальной вибрации ручных строительных машин: оценка параметров вибрации, оценка влияния вибрации на организм человека, методика проведения вибрационных испытаний. В заключительной части приводится пошаговый план выполнения лабораторной работы, протокол и последовательность обработки полученных результатов.

Для студентов бакалавриата, обучающихся по направлению подготовки 23.03.02 Наземные транспортно-технологические комплексы, 08.03.01 Строительство, студентов специалитета направления подготовки 23.05.01 Наземные транспортно-технологические средства, студентов магистратуры, обучающихся по направлению подготовки 08.04.01 Строительство.

Учебное электронное издание

Редактор Е.А. Копылова

Технический редактор А.В. Кузнецова

Корректор О.П. Черенков

Компьютерная верстка С.С. Сизиумовой

Дизайн первого титульного экрана Д.Л. Разумного

Для создания электронного издания использовано:

Microsoft Word 2007, приложение pdf2swf из ПО Swftools, ПО IPRbooks Reader,

разработанное на основе Adobe Air

Подписано к использованию 06.11.2015. Уч.-изд. л. 1,13. Объем данных 5 Мб.

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего образования

«Национальный исследовательский

Московский государственный строительный университет»

(НИУ МГСУ).

129337, Москва, Ярославское ш., 26.

Издательство МИСИ – МГСУ.

Тел. (495) 287-49-14, вн. 13-71, (499) 188-29-75, (499) 183-97-95.

E-mail: ric@mgsu.ru, rio@mgsu.ru.

ООО «Ай Пи Эр Медиа».

Тел. 8-800-555-22-35, (8452) 24-77-97, вн. 208,

E-mail: izdat@iprmedia.ru, mail@iprbookshop.ru

www.iprbooks

СОДЕРЖАНИЕ

1. ТЕРМИНЫ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ ................................................................. 5

1.1. Вибрация, вибрационные испытания, вибрационная защита................... 5

1.2. Термины и определения (системы сбора данных)..................................... 7

2. ИЗМЕРЕНИЕ ЛОКАЛЬНОЙ ВИБРАЦИИ

РУЧНЫХ МАШИН ...................................................................................... 9

2.1. Нормативные документы ............................................................................. 9

2.2. Краткие теоретические сведения. Требования

к проведению измерения вибрации ручных машин.

Оценка воздействия локальной вибрации на человека ............................. 9

2.3. Основы сбора данных ................................................................................ 17

3. ВИБРАЦИОННАЯ ЗАЩИТА РУЧНЫХ

СТРОИТЕЛЬНЫХ МАШИН ..................................................................... 22

4. ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА «ИЗМЕРЕНИЕ ЛОКАЛЬНОЙ ВИБРАЦИИ

НА РУКОЯТКЕ РУЧНОЙ МАШИНЫ» ................................................ 27

4.1. Оборудование ............................................................................................. 27

4.2. Интерфейс программного обеспечения .................................................... 28

4.3. Последовательность выполнения работы ................................................ 31

4.4. Протокол испытаний .................................................................................. 32

4.5. Обработка результатов ............................................................................... 36

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ ...................................................................... 38

ПРИЛОЖЕНИЯ............................................................................................... 39

Библиографический список .......................................................................... 41

1. ТЕРМИНЫ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ





()

x x t dt





1.1. ВИБРАЦИЯ, ВИБРАЦИОННЫЕ

ИСПЫТАНИЯ, ВИБРАЦИОННАЯ ЗАЩИТА [1]

Под вибрацией в общем случае подразумевают механические ко-

лебания технических систем, при этом происходит периодическое изменение основных физических величин объекта:

1) координаты, называемой вибросмещением;

2) скорости, называемой виброскоростью;

3) ускорения, определяемого в виброметрии термином «вибро-

ускорение».

С целью определения зависимостей названных величин проводят

так называемое вибрационное испытание.

В зависимости от траектории движения системы имеет место пря-

молинейная (при движении вдоль прямой) или пространственная вибрация (при движении в плоскости, а также при движении в трехмерном пространстве, в общем случае ― с периодическим изменением одновременно трех угловых и трех линейных координат).

Так как в большинстве практических случаев наблюдается вибра-

ция негармонического характера, при качественном и количественном анализе диаграмм колебаний применяют следующие термины:

1. Размах колебаний ― разность между наибольшим и наимень-

шим значениями колеблющейся величины (аналогичное понятие для гармонических колебаний ― амплитуда).

2. Пиковое значение ― наибольшее абсолютное значение на диа-

грамме (аналогичное понятие в математическом анализе ― экстремум).

3. Среднее значение модуля колеблющейся величины ― опреде-

ляется по одной из формул, в зависимости от вида измеренных значений:

 для n дискретных значений xi среднее значение модуля есть:

 для непрерывной функцииx (t) на интервале времени (t1; t2):

; (1)

. (2)

4. Среднее квадратическое (квадратичное) значение колеблю-





()

x x t dt





щейся величины ― квадратный корень из среднего значения модуля колеблющийся величины. Определяется по формулам:

; (3)

. (4)

Следует заметить, что известные понятия периода и частоты пери-

одических колебаний неприменимы в случае (часто встречающемся на практике) непериодической вибрации.

Одним из основных методов исследований при проведении вибрационных испытаний является гармонический анализ, то естьразложение и последующий анализ исходного колебательного движения на элементарные гармонические составляющие ― гармоники. Каждая гармоника характеризуется целым номером ― отношением собственной частоты к частоте анализируемой вибрации. Совокупность гармоник в порядке возрастания их номеров, а также соответствующих им значений амплитуд представляет собой столбчатую диаграмму ― так называемый амплитудный спектр вибрации.

5. Логарифмический уровень ― пропорционален десятичному логарифму отношения оцениваемого и стандартного значений какойлибо величины:

L = 20·lg(b/b0), (5)

где b ― оцениваемое значение; b0 ― стандартное значение.

6. Полоса частот ― интервал частот внутри рассматриваемого частотного диапазона, определяемый верхней граничной частотой, нижней граничной частотой и среднегеометрической частотой. Например, для октавной полосы частот отношение верхней граничной частоты к

нижней равно 2; для третьоктавной ―

и т.д..

7. Амплитудно-частотная характеристика ― зависимость ам- плитуды вынужденных колебаний технического объекта от частоты колебаний источника (побудителя гармонических колебаний с постоянной амплитудой).

Максимум амплитудно-частотной характеристики соответствует

резонансному колебанию, когда собственная частота системы совпадает с частотой вынуждающих колебаний источника; такую частоту называют резонансной, а наблюдаемое явление увеличения амплитуды ― резонансом.

Комплекс мер по снижению уровня вибрации называют виброза-

щитой, при этом различают:

1) активную виброзащиту с использованием энергии от стороннего источника;

2) пассивную виброзащиту без подвода дополнительной энергии;

3) виброизоляцию посредством помещения демпфера между источ-

ником вибрации и защищаемым объектом, обеспечивающего рассеяние механической энергии, например за счет внутреннего трения и проч.

Любой из рассмотренных способов защиты может быть количе-

ственно охарактеризован с помощью так называемого коэффициента передачи, то есть отношением значения вибрации в источнике и в защищаемом объекте.

1.2. ТЕРМИНЫ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ (СИСТЕМЫ СБОРА ДАННЫХ)

Сбор сигнала ― процесс преобразования физического явления в

данные, которые затем пригодны для обработки и анализа.

Датчик ― устройство для преобразования физического явления в

электрический сигнал.

Аналоговый сигнал ― может иметь любой уровень напряжения в

зависимости от времени.

Дискретный (цифровой) сигнал ― имеет лишь два возможных

состояния ― «включено/выключено» (1 или 0).

Согласование сигналов ― дополнительные меры по измене-

нию сигнала для возможности его подачи на устройство сбора данных (усиление, возбуждение током или напряжением, изоляция, фильтрация и проч.).

Устройство сбора данных ― устройство, предназначенное для

ввода сигнала с датчика на компьютер.

АЦП (аналогово-цифровой преобразователь) ― устройство,

предназначенное для кодирования аналогового сигнала в цифровой.

ЦАП (цифро-аналоговый преобразователь) ― устройство, пред-

назначенное для декодирования цифрового сигнала в аналоговый.

Разрядность АЦП ― число бит, используемых для представления

аналогового сигнала.

Рабочий диапазон устройства сбора данных ― минимальный и

максимальный уровни аналогового сигнала, при котором АЦП может преобразовывать его в цифровую форму.

Шаг дискретизации ― наименьшее изменение сигнала, которое

может обнаружить измерительная система.

Программное обеспечение системы сбора данных ― драйвер

устройства (уникальное программное обеспечение, включающее набор команд, принимаемых данным устройством), прикладное программное обеспечение.

2. ИЗМЕРЕНИЕ ЛОКАЛЬНОЙ

ВИБРАЦИИ РУЧНЫХ МАШИН

2.1. НОРМАТИВНЫЕ ДОКУМЕНТЫ

Нормативные документы, так или иначе связанные с вопросами

вибрации, можно найти в следующих разделах ОКС (Общероссийского классификатора стандартов):

1) 13.160 «Воздействие вибрации и удара на человека» (на сего-

дняшний день 50 действующих документов);

2) 17.160 «Вибрация, измерение удара и вибрации» (на сегодняш-

ний день 92 действующих документа).

В КГС (Классификаторе государственных стандартов) раздел Т34

«Колебания и волнообразные движения. Вибрация тел» содержит 190 действующих документов.

ГОСТ 12.1.012-2004 устанавливает общие требования вибрацион-

ной безопасности. ГОСТ 16519-2006 устанавливает общие требования к определению параметров вибрационной характеристики ручных машин и машин с ручным управлением. Правила проведения испытаний для измерения вибрации на рукоятке машины конкретного типа (например пилы маятниковые, гайковерты, ножевые ножницы и т.д.) приводятся в соответствующих частях ГОСТ 30873.1-2006 — ГОСТ 30873.14-2006. При выборе способа крепления акселерометра (датчика вибрации) следует руководствоваться рекомендациями ГОСТ 5348-2002. Требования, предъявляемые к характеристикам средств измерения параметров вибрации для оценки ее воздействия на человека, отражены в ГОСТ ИСО 8041-2006. Общие требования по проведению измерений и оценке воздействия локальной вибрации на человека содержатся в двух частях ГОСТ 31192.1-2005 и ГОСТ 31192.2-2005.

2.2. КРАТКИЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ.

ТРЕБОВАНИЯ К ПРОВЕДЕНИЮ ИЗМЕРЕНИЯ ВИБРАЦИИ

РУЧНЫХ МАШИН. ОЦЕНКА ВОЗДЕЙСТВИЯ ЛОКАЛЬНОЙ

ВИБРАЦИИ НА ЧЕЛОВЕКА

Классификация вибрации [5, 6, 7]

Вибрацию, действующую на организм человека, разделяют на об-

щую и локальную. При этом общая вибрация воздействует на весь ор-

ганизм в целом (например, вибрационное действие салона автомобиля,

вызванное неровностью дороги и передающееся через подвеску водителю), а локальная действует лишь на отдельные конечности ― руки, ноги, голову (например, вибрация от руля автомобиля действует на кисти и предплечья водителя).

Пространственную локальную вибрацию подразделяют по направ-

лению воздействия, основываясь на прямоугольной системе координат Xл, Yл и Zл (рис. 1), где ось Xл параллельна оси места охвата источника вибрации (например рукоятки), ось Yл перпендикулярна ладони, а ось Zл лежит в плоскости, образованной осью Xл и направлением подачи или приложения силы (или осью предплечья, когда сила не прикладывается).

Рис. 1. Направления координатных осей при действии

локальной вибрации на руку оператора

Вибрацию классифицируют как постоянную или непостоянную (при постоянной вибрации значения контролируемых параметров изменяются менее чем в два раза в рассматриваемый период времени, а при непостоянной ― в два раза и более).

Основные нормируемые характеристики [6]

Основными характеристиками являются:

1. Среднеквадратичные корректированные значения виброускоре-

ния (м/с2) и его логарифмический уровень (дБ).

2. Частотный спектр.

3. Длительность воздействия в течение рабочей смены.

4. Суммарное воздействие, накопленное в течение трудовой дея-

тельности.

1 / 51 2 3 4 5 > Следующая >>>

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]