«Исследование производственных вибраций и методы борьбы с ними»

• Целевая установка: изучить общие понятия о вибрации, влияние вибрации на организм человека, способы измерения и методы её исследования. Определить параметры вибраций и эффективность виброизоляции.

• Теоретическая часть.

1. Вибрация, причины и источники её возникновения.

В соответствии с ГОСТ 12.1.012-90 «Вибрационная безопасность. Общие требования» под вибрацией понимают движение точки или механической системы, при котором происходит поочерёдное возрастание или убывание во времени значений, по крайней мере, одной координаты.

Основной причиной возникновения вибраций являются неуравновешенные силовые воздействия. Вибрации возникают при неправильной балансировке валов, шкивов, при работе машин ударного действия.

Источниками вибрации чаще всего являются механизмы и агрегаты, действие которых основано на возвратно-поступательном или вращательном движении, машины ударного и ударно-вращательного действия, а также различные вибрационные механизмы.

Рост скорости и грузоподъёмности судов связан с увеличением их энерговооружённости. Современное судно насыщено механизмами и устройствами, при работе которых возникают колебания широкого спектра частот.

• Основные параметры вибраций.

Величина вибраций характеризуется:

А – амплитудой – наибольшим смещением точки колеблющегося звена от положения равновесного состояния, мм;

ƒ - частотой колебаний – числом колебаний тела или точки в секунду, Гц;

U - скоростью колебательного движения, связанной с амплитудой смещения и частотой колебаний соотношением:

U = 2 πƒА (м/с) формула 1

α – колебательным ускорением

α = (2 πƒ)² А (м/с²) формула 2

Применяют также круговую частоту колебаний:

ω = 2 πƒ рад формула 3

Вибрации часто оценивают по уровню вибрации, измеряемому в логарифмических единицах – децибелах:

U

L_U = 20 lg ------- формула 4

U₀

a

L_a = 20 lg ------- формула 5

a₀

где: U и a – действующие значения скорости и ускорения;

U₀ = 5 · 10^-8 м/с; a₀ 5 · 10^-4 м/с² – пороговые (нулевые) значения виброскорости и виброускорения.

На практике чаще приходится иметь дело со сложными вибрациями – несколькими или многими колебаниями различной амплитуды и частоты. Для борьбы с вибрациями необходимо знать частотный состав колебательного процесса.

Анализ частотного состава сложных вибраций производится анализаторами, которые вырезают в исследуемом частотном диапазоне каждую частоту или определенную полосу частот. В практике виброакустических исследований весь диапазон частот вибраций разбивают на октавные полосы. В октавной полосе верхняя граничная частота вдвое больше нижней:

ƒ₂

-------- = 2 формула 6

ƒ₁

Анализ и построение спектров параметров могут производиться также в треть – октавных полосах частот:

ƒ₂

-- = ³√ 2 формула 7

ƒ₁

При этом полоса частот характеризуется среднегеометрическим значением:

ƒ_ср = √ ƒ₂· ƒ₁ формула 8

где ƒ₂ и ƒ₁, соответственно низшая и высшая границы октавных полос.