часов до его наступления они покидают свои норы и укрытия в по~

исках безопасных мест. Инфразвуковые колебания даже малой ин­

тенсивности, возникающие, например, при работе городского транс­ порта, вызывают нервную усталость и нарушение функционирова­

ния различных органов и систем человека.

Сложность и неоднородность вибрационных процессов обуслов­ лены многообразием источников. Для удобства анализа все источ­ ники вибрации принято делить на две группы. К первой группе от­

носятся транспортные средства и промышленные предприятия. Ко

второй - инженерно-техническое оборудование и системы, а также предприятия торговли и коммунально-бытового назначения и

др. Исследования показывают, что в зданиях, расположенных на расстоянии около 10 м от тоннеля метрополитена мелкого заложе­ ния, на резонансных частотах 31 ,5 ...63 Гц уровень виброускорения достигает 45 дБ, а на расстоянии 40 м - 26 дБ.

Движение железнодорожного транспорта и трамваев приводит

к превышению допустимых уровней для жилых зданий в октавных полосах частот 16... 63 Гц в радиусе 10 ..20 м на 10.. 15 дБ для же­

лезнодорожных составов и на 3... 7 дБ для трамваев. Кроме транс­

портных средств источниками низкочастотных (инфразвуковых)

вибраций являются мощные компрессорные, штамповочные участ­

ки, испытательные стенды и другие виды оборудования промышлен­ ных предприятий. Так, эксплуатация лифтового оборудования также

приводит к превышению допустимого уровня вибрации (виброуско­ рения) на 15...20 дБ

Физиологические, гигиенические и поликлинические исследова­

ния показали, что длительное действие вибрации, превышающеИ на 2...9 дБ нормативные значения даже малой интенсивности в усло­

виях жилища вызывают функциональные ИЗl\tенения центральной нервной и сердечно-сосудистой систем, которые проявляются удJIИ­ нением скрытого времени слуховой и зрительно-моторной реакций,

развитием вегетативно-еосудистой диетании и гипертоническои бо­

лезни и др.

5.8. Причины и источники вибрации

В качестве основных параметров, характеризующих вибрации,

принимаются. вибросмещение S, мкм; виброскорость V, м/с; виб­

роускорение а, м/ с2. Достаточно часто для анализа вибрационных

процессов в качестве измеряемой величины используют эффектив­

ное значение виброскорости V~ФФ·

156 Час т ь 1 Место инженерной экологии в сисrеме знаний о человеке и природе

Причины и источники вибрации

механического лроисхеждения

Рис 5 29 Причины и источни~-.и вибрации механического происхождения

Точность измерения вибрации во многом зависит от измеритель­

ной аппаратуры, выбора точек измерения, условий измерений и др

В большинстве случаев вибрационные характеристики можно изме­

рять с помощью аппаратуры, предназначенной для измерения акус­

тических характеристик, заменив микрофон электродинамическим,

индукционным или пьезоэлектрическим датчиком

Пьезоэлектрические датчики (акселерометры) получили широ­

кое распространение в технике и мониторинге вибрационного за грязнения окружающей среды Следует заметить, что конструктив­ ное исполнение современных акселерометров чрезвычайно разнооб­ разно Они имеют различные массагабаритные показатели, способы

закрепления, собственные частоты, чувствительнос1 и и т д Для

снижения погрешности измерения виброизмерительные датчики не обходимо жестко крепить в точке измерения, причем масса вибро­

преобразователя (датчика) не должна превышать 5% массы испы­

туемого изделия

Вибропреобрdзователи преобразуют механические колебания в электрические сигналы Эти сигналы поступают в приборы, которые

позволяют получать как интегральные характеристики (вибросме­

щение S, мкм, виброскорость V, м/с, виброускорение а, м/с2), так

и спектральные составляющие

!58 Час т ь 1 Место инженерной экологии в системе знаний о человеке и природе

возникновению низкочастотных составляющих вибрации. Частоты, на которых проявляются вибрации, обусловленные различными тех­

нологическими отклонениями, можно достаточно легко рассчитать,

используя геометрические параметры подшипников. Напримур:

• разностепенность колец вызывает вибрации с частотой

n f1п = 60'

где n - частота вращения вала, об/мин;

•овальность внутренних колец является источником вибрации

сдвойной частотой вращения:

2n

f2п = 60'

В табл. 5.20 приведены аналитические выражения, позволяю­ щие рассчитать частоты вибрации других частей подшипника, вы­ званной различными конструктивно-технологическими причинами. Увеличение габаритных размеров подшипников ведет к увеличению

ности внешнего к9льца

Большое влияние на характер колебательных (вибрационных)

процессов оказывает остаточная неуравновешенность вращаю­

щихся частей. Под действием остаточной неуравновешенности и

при наличии радиального зазора вал прецессирует, и в результате

возникают ударные взаимодействия вала с телами качения. Харак­

тер движения шейки вала определяется коэффициентом неуравно­

вешенности

где Р -динамическая нагрузка на подшипник от неуравновешен­

ных сил инерции; Q - статическая нагрузка, причем Q =т11с; тпс­

масса подвижной системы.

Неуравновешенность вращающихся частей !!.т пропорциональна

массе уравновешивающих грузов тдоб и радиусу их установки r. Для

удобства сравнения различных вращающихсядеталей (роторов) вво­

дят понятие относительной неуравновешенности е:

'

(5.39)

где тР -масса ротора.

Проведем анализ вибрационных процессов при наличии дисба­

ланса вращающихся частей на примере электрической машины

(ЭМ), закрепленной на упругом основании. Уравнение собственных

колебаний ЭМ (электродвигателя) в вертикальной плоскости имеет

вид

(5.40)

где тдмасса электродвигателя; k - жесткость упругого элемен­

та; х - радиальное смещение.

Собственная частота ЭМ определяется из уравнения

(5.41)

Центробежная сила Рц при вращении ротора со статическим дис­

балансом определяется из уравнения

Согласно требованиям ГОСТ собственная частота ЭМ, установ­

ленной на упругом основании не превышает 3 Гц. Тогда

т е

x=.:.:..:.r..::..sшrot. (5.43)

тд

160 Час т ь 1 Место инженерной экоJюrии в системе знаний о человеке и природе

Продифференцировав полученное выражение, найдем значение

эффективной виброскорости vэфф• мм/с, в любой точке корпуса

ЭМ:

где w = 2nn/60 - угловая частота; mP - масса ротора; 1 - момент инерции относительно горизонтальной оси, проходящей через центр тяжести и перпендикулярной оси вращения; l - расстояние между

балансировочными осями (оси или плоскости, на которых устанав­

ливаются балансировочные грузы); L1 - расстояние между под­

шипниками.

Радиальная (вертикальная) составляющая Це.f!Тробежной силы

Амортизирующие устройства

Двухкаскадное

Рис 5 31 Амортизирующие устройства