ИЗМЕРЕНИЕ И АНАЛИЗ ОБЩИХ ВИБРАЦИЙ
ОМСК 2007
Министерство транспорта Российской Федерации
Федеральное агентство железнодорожного транспорта
Омский государственный университет путей сообщения
–––––––––––––––––
ИЗМЕРЕНИЕ И АНАЛИЗ ОБЩИХ ВИБРАЦИЙ
Утверждено редакционно-издательским советом университета
в качестве методических указаний к лабораторной работе по курсу
«Безопасность жизнедеятельности»
Омск 2007
У
ДК
331.45(07)
ББК 65.246.95я7
И37
Измерение и анализ общих вибраций: Методические указания к лабораторной работе по курсу «Безопасность жизнедеятельности» / Л. Я. Уфимцева, Б. В. Мусаткина, О. В. Игнатов, А. А. Кообар; Омский гос. ун-т путей сообщения. Омск, 2007. 26 с.
В методических указаниях приводятся понятия о вибрации, ее физические и гигиенические характеристики, дана классификация вибраций, общие сведения об источниках вибрации на железнодорожном транспорте и о нормах предельно допустимых значений вибрации; описаны приборы для измерения общей вибрации на производстве и в лабораторных условиях; даны указания по выполнению анализа общей вибрации.
Методические указания предназначены для студентов четвертого и пятого курсов очной и заочной форм обучения.
Библиогр.: 8 назв. Табл. 2. Рис. 3.
Рецензенты: доктор техн. наук, профессор А. В. Бородин;
начальник отдела охраны труда и промышленной безопасности Омского отделения Западно-Сибирской железной дороги П. В. Валицкий.
––––––––––––––––––––––––––
© Омский гос. университет
путей сообщения, 2007
ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение……………………………………………………………………………...5
Лабораторная работа «Измерение и анализ общих вибраций»…………………..6
1. Общие положения…………………………………………………..………….6
1.1. Физические и гигиенические характеристики вибраций………………….6
1.2. Классификация вибраций…………………………………………………....8
1.3. Нормирование вибраций……………………………………………….……8
1.4. Аппаратура для измерения вибрации………………….……………………9
2. Измерение вибрации с помощью измерителя шума и вибрации
ВШВ-003-М2…………………………………………………………………….10
2.1. Описание измерителя ВШВ-003-М2…………………………...………….10
2.2. Подготовка измерителя ВШВ-003-М2 к работе………………….……….13
2.3. Порядок измерения и анализ параметров вибрации……………….……..13
3. Расчет виброизоляторов из упругих материалов………….…………….…….17
4. Контрольные вопросы………………………………………..………………….19
5. Содержание отчета………………………………………………………………19
Библиографический описок……………………………………………………..…20
Приложение 1. Гигиенические нормы вибрации, воздействующей
на человека в производственных условиях…………………………………….21
Приложение 2. Режим труда и отдыха……………………………………………23
Приложение 3. Допустимые уровни общей вибрации…………………………..24
Приложение 4. Задание для расчета виброизоляторов из упругих
материалов………………………………………………………………………..25
3
ВВЕДЕНИЕ
В общем случае под вибрацией понимают колебательный процесс механической системы, а в частном случае (с позиций охраны труда) под производственной вибрацией понимают механические колебания рабочего места оператора или ручного инструмента, с которым контактирует оператор.
Источниками вибрации на железнодорожном транспорте являются вентиляторы, двигатели, станки, пневмо- и электроисполнительный инструмент, части подвижного состава и пр.
В результате воздействия вибрации машин и оборудования отдельные части тела (местная, или локальная вибрация) или весь организм человека (общая вибрация) подвергаются сотрясениям, которые могут вызвать в организме некоторые сосудистые расстройства (вплоть до атрофии мышц кистей рук) дрожание рук, потерю чувствительности кожи, расстройства костно-суставного аппарата. Производственные сотрясения при длительном воздействии на человека во время работы (месяцы, годы) вызывают профессиональное заболевание, называемое вибрационной болезнью.
Вибрационная болезнь и другие вредные воздействия вибрационной нагрузки могут возникнуть у человека только в тех случаях, когда параметры вибраций превышают предельно допустимые значения.
5
Лабораторная работа
ИЗМЕРЕНИЕ И АНАЛИЗ ОБЩИХ ВИБРАЦИЙ
Ц е л ь р а б о т ы:
1) изучить основные сведения о вибрации как об опасном и вредном производственном факторе;
2) научиться измерять (оценивать) вибрацию на рабочих местах и определять эффективность виброизоляции.
1. Общие положения
1.1. Физические и гигиенические характеристики
С физической точки зрения вибрация характеризуется частотой колебаний, амплитудой виброперемещения, а также их производными – колебательной скоростью и колебательным ускорением.
Частота колебаний f – число полных колебаний за единицу времени. Единица измерения частоты – герц (Гц) – одно колебание в секунду.
Амплитуда виброперемещения А – максимальное смещение колеблющейся точки от положения равновесия. Единицы измерения амплитуды – сантиметры, миллиметры, микроны.
Колебательная скорость (виброскорость), м/с,
.
(1)
Колебательное ускорение (виброускорение), м/с2,
.
(2)
Согласно стандарту [5] гигиеническими характеристиками вибрации, определяющими ее воздействие на человека, является среднее квадратическое значение виброскорости или ее логарифмический уровень в октавных полосах частот.
6
В практике охраны
труда вибрацию обычно измеряют в октавных
полосах частот, т. е. в полосах, у которых
отношение значений граничных частот
равно двум (
).
Октавная полоса характеризуется своей среднегеометрической частотой, которая рассчитывается по выражению:
. (3)
Октавные полосы стандартизованы международным соглашением. Среднегеометрические частоты октавных полос образуют следующий ряд: 1; 2; 4; 8; 16; 31,5; 63; 125; 250; 500; 1000; 2000; 4000; 8000; 16000 Гц.
Среднее квадратическое значение виброскорости в октавных полосах частот определяется по формуле:
, (4)
где Vik – значение виброскорости в k-й октавной полосе при i-м наблюдении;
n – число наблюдений.
Логарифмический уровень виброскорости, дБ,
,
(5)
где V – среднеквадратичное значение виброскорости, мм/с;
Vо – опорное значение виброскорости, Vо = 5·10-5 мм/с.
Заключение о вредности воздействия вибрации на организм человека можно сделать путем сопоставления измеренных во время работы параметров вибрации с их предельно допустимыми значениями.
1.2. Классификация вибраций
Вибрации классифицируются по виду источника, по способу передачи ее на человека и по направлению действия [5].
По виду источника вибрации делятся:
на транспортные, которые возникают в результате движения машин (виб-
7
рации грузовых автомобилей, тракторов, самоходных машин, строительно-дорожных комплексов и др.);
транспортно-технологические, которые возникают при работе машин, выполняющих технологические операции в стационарном положении или при перемещении по производственному помещению, строительной площадке или горной выработке (вибрации напольного транспорта производственных цехов, бетоноукладчики, погрузчики, путевые машины, экскаваторы и краны);
технологические, которые возникают при работе стационарных машин или передаются на рабочие места, не имеющие источников вибрации (станки металло- и деревообрабатывающие, кузнечно-прессовое оборудование, насосные агрегаты и вентиляторы).
В зависимости от способа передачи вибрации на человека различают общую вибрацию, которая передается человеку через его опорные поверхности (поверхности тела, воспринимающие вес корпуса в положении сидя или стоя), и локальную вибрацию, которая передается через руки человека.
По направлению действия вибрации подразделяются:
на действующие вдоль осей X, Y, Z ортогональной системы координат (для общей вибрации), где Z – вертикальная ось, а X и Y – горизонтальные оси;
действующие вдоль осей Xр, Yр, Zр ортогональной системы координат (для локальной вибрации), где ось Xр совпадает с осью мест охвата (рукоятки рулевого колеса и др.), а ось Zр лежит в плоскости, образованной осью Xр и направлением подачи или приложения силы. Yр