Міністерство освіти та науки України
Національний університет “Львівська політехніка
Кафедра охорони праці
Звіт про виконання лабораторної роботи
з курсу”Основи охорони праці”
Вивчення ефективності віброзахисту
Львів 2007
Мета роботи - дослідження вібрації будівельних конструкцій на робочих місцях, реалізація інженерних рішень по зменшенню вібрації.
Теоретичні відомості
Вібрація являє собою процес поширення механічних коливань у твердому тілі. Джерела вібрації - різні технологічні процеси, механізми, машини.Вібрація характеризується частотою f, Гц , вiброшвидкісттю v, мм/с, вібропереміщенням А ,мкм.Ці величини взаємозалежні співвідношенням:
Коливання, поширюючи по елементах конструкцій, прискорюють їхнє руйнування. Крім того, вони впливають на працюючого.
У залежності від впливу на людину вібрація поділяється на загальну і місцеву. Перша викликає струс людини (при перебуванні його на коливних підлогах, устаткуванні й ін.), друга втягує в_коливальний рух лише окремі органи (при роботі на віброустаткуванні, відбійним молотком, дрилем).
Вібрація шкідливо впливає на здоров'я і працездатність людини. Під впливом вібрації поступово розвиваються порушення центральної нервової і серцево-судинної систем, вестибулярного апарата, погіршується травлення, відбуваються несприятливі зміни в кістково-суглобному апараті, зменшується опірність організму хворобам, росте стомлюваність, знижується загальна працездатність і т.п. Тривалий вплив виробничої вібрації може привести до професійних віброзахворюваням з повною чи частковою втратою працездатності.
У зв`язку зі шкідливістю для здоров'я припустимі значення параметрів вібрації нормуються (ДСТ 12.1.012-78 і СН 245-71). У залежності від частоти вібрації у встановлені гранично припустимі величини віброшвидкості.Прийнятий також вид. нормування у відносних одиницях, що визначається вираженням:
де - рівень віброшвидкості,дБ;
V0-граничне значення віброшвидкості, рівне мм/с (при = 1000 Гц і граничному звуковому тиску ). Нормується як загальна, так і місцева вібрація. Міри захисту від вібрації, ціль яким - зниження коливань будівельних конструкцій і устаткування до рівня, що не перевищує нормативні ,можна розділяти на наступні основні напрямки.
1.Зниження вібрації в джерелі:
досягається заміною кривошипних механізмів рівномірно обертовими; кування і штампування - пресуванням; ретельним підбором зубцюватих пар;врівноваженням обертових елементів; точністю зборки і припасування деталей машин; забезпеченням співвісності трансмісія; збалансованістю частин машин, що рухаються, і т.п.
2.Віброізоляція будівельних конструкцій, машин і устаткування
здійснюється їхнім пружним з'єднанням ( конструкції укладаються на пружні прокладки, амортизатори). Це активна віброізоляція.
3.Пасивна віброізоляція робочого місця.
Суть складається в пристрої віброізолюючих чи підлог підставок на робочих місцях. Віброізоляція підлоги влаштовуються по спеціально підібраних амортизаторах.
Фізичний зміст амортизації коливань (активної і пасивний) складається в гасінні енергії коливань пружними амортизаторами; частота власних коливань амортизованої системи (при цьому повинна значно відрізнятися від частоти змушених коливань), не менш чим у чотири рази.
Необхідна частота власних коливань:
де - статичне осідання амортизаторів під вагою віброджерела, установлювана відповідно до закону Гука,см:
де М-маса установки,Н; -початкова висота амортизаторів, см; Е-модуль пружності амортизаційної гуми,Па; ,- сумарна площа поперечного переріза амортизаторів,.
4.Приєднання мас до джерел коливань з метою зміни
частот їхній власних коливанні і поглинання їхньої енергії.
Ціль приєднання мас до коливного контура (коливні окремі чи конструкції цілі будинки, верстати, машини)-зміна частоти їхнього власного коливань для того, щоб виключити можливість збігу частот власних і змушених коливань, тобто виключити появу резонансу.У даній лабораторній роботі ефект приєднання мас можна спостерігати при нагруженні лабораторного столика контрольними вантажами.
5.Застосування засобів індивідуального захисту: рукавички з амортизуючими прокладками для захисту рук від вібрацій при роботі з пневматичними й електричними машинами, взуття на мікропористій підошві для захисту від вібрацій підлоги й ін.
ОПИС ПРИЛАДУ Й УСТАНОВКИ
У роботі використовується віброметр ВИП-2. Він призначений для виміру діючих значень віброшвидкості і розмаху вібропереміщень робочих місць, будівельних конструкцій, машин і устаткування в лабораторних і виробничих умовах.
Технічні характеристики віброметра:
робочий діапазон частот, =10-1000 Гц;
діапазон віброшвидкості, \/ = 0,1-100 мм/с;
діапазон вимірюваних віброзміщень,А=2-1000 мкм;
відносна похибка 12-25.
Віброметр складається з вибропреобразователя (датчик) 2, вимірювального приладу ПИ-13 І і кабелю (мал. І).
Вибропреобразователь містить підвісну систему (рамку) і індукційну котушку. При переміщенні підвісної системи відносно магнітопровідника на її кінцях виникає ЭДС, пропорційна швидкості зсуву (амплітуді) і частоті вимірюваних коливань.
Мал.1.Загальний вигляд віброметра ВИП-2
1-вимірюючий прилад;2-вібродатчик.
На лицьовій панелі вимірювального приладу розташований прилад, що показує, і перемикачі РІД РОБОТИ і МЕЖІ ВИМІРУ. На корпусі встановлені рознімання для підключення вибропреобразователя і роз`єми ВИХІД для підключення осциллографа.
Перемикач РІД РОБОТИ має наступні положення:
ОТКЛ. - живлення приладу відключене (установлюється при припиненні вимірів щоб уникнути розрядки батареї і псування приладу); КОНТР. ЖИВЛЕННЯ - контролюється наявність живильної напруги;МКМ- положення для виміру розмаху вібропереміщення (подвійної амплітуди коливань), мкм.
Верхні цифри (1,3, 10, 30, 100) перемикачі МЕЖІ ВИМІРУ позначають граничні числові оцінки шкали приладу, мм/с, при вимірі віброшвидкості (включення перемикача РІД РОБОТИ в положення ) .
Нижні цифри (10, 30, 100, 300, 1000) - граничні числові оцінки шкали приладу, мкм, при вимірі розмаху вібропереміщення (включення перемикача РІД РОБОТИ в положення МКМ)
Ціна розподілу приладу непостійна і залежить від обраного діапазону виміру (від установки перемикача МЕЖІ ВИМІРІВ).
Верхня шкала приладу використовується при установці перемикача МЕЖІ ВИМІРІВ на оцінки, кратні 10, нижня - на оцінки, кратні 3.
До віброметра ВИП-2 підключається осциллограф СІ-72 для візуального спостереження за амплітудою вібропереміщень.
Схема лабораторної установки для вивчення ефективності віброзахисту показана на мал. 2. .Вона складається з електричного віброджерела І, змонтованого на сталевій плиті 2, прикріпленої кронштейнами 3 до стіни. Віброджерело з підставою кріпиться до плити за допомогою чотирьох шпильок 5, наглухо з'єднаних із плитою 4. При вивченні ефективності віброзахисту різних прокладочных матеріалів (пінопласт, гума, дерево) віброджерело установлюється на ці прокладки і жорстко кріпиться за допомогою гайок, що нагвинчуються на шпильки 5. Віброджерело не повинний стосуватися шпильок. Прокладки встановлюється як снилу підстави віброджерела, так і зверху. Вони також не повинні стосуватися шпильок.
Параметри вібрації заміряться на умовному робочому місці ( плита). Враховується їхнє середньо-арифметичне значення.
Малюнок 2.Схема лабораторної установки.
1.-віброджерело;2-сталева плита-основа віброджерела;3-кронштейн;4-умовне робоче місце;5-гвинт кріплення віброустановки;6-амортизатор.
ПІДГОТОВКА ПРИЛАДУ ДО РОБОТИ
При перенесенні приладу його необхідно відключати, щоб не зашкодити стрілочний прилад; забороняються удари по вибропреобразователю і вібровимірювачу, різке їхнє струшування.
Установивши прилад на робоче місце, перемикачі установити в наступне положення: МЕЖІ ВИМІРУ -100/1000; РІД РОБОТИ - КОНТР.ЖИВЛЕННЯ. Стрілка приладу повинна зупинятися між оцінками 7 і 10, що свідчить про нормальну напругу живлення.
ПОРЯДОК ВИМІРІВ
1.При вимірі віброшвидкості перемикач РІД РОБОТИ устанавлюється в положення , вибропреобраэователь закріплюється (чи встановлюється) на вібруючій поверхні. Переключенням МЕЖІ ВИМІР.У вибирається необхідна межа для виміру в залежності від енергії вимірюваних вібрацій.
2.При вимірі розмаху вібропереміщень перемикач РІД РАБОТИ переводиться в положення і виробляється вимір.
3.Необхідно стежити за тим, щоб вимірювані значення віброшвидкості і вібропереміщень не виходили за межі шкали приладу.
4.По закінченні виміру перемикач поставити в положення ОТКЛ.
5.З появою ознак відмовлення і несправності приладу його варто відключити, поставивши до відома про це викладача.
Для гасіння енергії коливань, що передаються на робочий столик передбачається пристрій гумових амортизаторів, що укладаються між поверхнею столика і джерелом коливань.
ВИМОГИ ГОСТу
Припустимі рівні вібрації на робочих місцях нормуться за ГОСТ 12.1.012-78 ССБТ "Вібрація.Вимоги безпеки", а також по СН 245-71 "Санітарні норми проектування промислових підприємств " (прил. 2,3).
ПОРЯДОК ВИКОНАННЯ РОБОТИ
1.Установити віброджерело на плиту з використанням дерев'яних прокладок.
2.Вимірити віброшвидкість і вібропереміщення на умовному рабочому місці в точках а, б, у, м, д (див. мал. 2).Установити їхнє середнє значення.
3.Навантажити плиту (умовне робоче місце) контрольним вантажем і провести виміри, зазначені в п. 2.
4.Розрахувати частоти змушених коливань з використанням формули ( І ). Розрахувати фактичні рівні віброшвидкості.
5.Оцінити відповідність рівня заміряних вібрацій на робітнику,припустимому нормами (ГОСТ 12.1.012-76).
6.Установити віброджерело на плиту з використанням гумових прокладок і провести виміри і розрахунки, зазначені в п. 2-5.
7.Установити віброджерело на плиту з використанням пенопластових прокладок і провести виміри і розрахунки, зазначені в п. 2-5.
8.Оцінити ефективність віброзахисту засобів.
ВИМОГИ БЕЗПЕКИ ПРИ ВИКОНАННІ ЛАБОРАТОРНОЇ РОБОТИ
1.Джерело вібрації повинне бути надійно заземлений.
2.Перед включенням джерела вібрації необхідно перевірити заземлення і цілісність електропроводки.
3.Включення джерела вібрації здійснюється лаборантом,виміри виробляються в присутності викладача.
4.Після вимірів варто негайно виключити прилад ВИП-2,щоб уникнути його псування (перемикач ВИД РОБОТИ ставити у положення ОТКЛ.)
Допустимі значення параметрів вібраціі(СН 245-71)
Прийняте в роботі позначення
Середньогеометрична і гранична(дана в дужках) частота октавних стрічок,Гц
2/(1,4-8)
4/(2,8-5,6)
8/(5,6-11,2)
Чатота,Гц
1,4
1,6
2
2,5
2,8
3,2
4
5
5,6
6,3
8
10
11,2
Амплітуда(граничне значення) переміщення при гармонічних коливаннях,мм
3,11
2,22
1,28
0,73
0,61
0,44
0,28
0,16
0,13
0,09
0,056
0,045
0,041
Середньоквадратичне значення коливної швидкості
мм/с
11,2
5
2
дБ відносн.
мм/с
107
100
92
Прийняте в роботі позначення
Середньогеометрична і гранична(дана в дужках) частота октавних стрічок,Гц
16/(11,2-22,4)
31,5/(22,4-45)
63/(45-90)
Чатота,Гц
11,2
12,5
16
20
22,4
25
31,5
40
45
50
63
80
90
Амплітуда(граничне значення) переміщення при гармонічних коливаннях,мм
0,041
0,036
0,028
0,0225
0,02
0,018
0,014
0,0113
0,0102
0,009
0,0072
0,0056
0,005
Середньоквадратичне значення коливної швидкості
мм/с
2
2
2
дБ відносн.
мм/с
92
92
92
Гігієнічні норми вібраціі,що діють на людину
Вид вібраціі
Чисельник-середньоквадратичне значення віброшвидкості,мм/с(не більше)
Знаменник-логарифмічний рівень віброшвидкості,дБ в октавних стрічках з середньогеометричними частотами,Гц
1
2
4
8
16
31,5
63
125
250
500
1000
Технологічна
13/108
4,5/99
2,2/93
2/92
2/92
2/92
Режим роботи
точка
Фактичні показники
Нормовані показники
Висновки
Віброшвидкість,мм/с
Вібропереміщення 2А,мкм
Частота вимушених коливань,Гц
Рівень вібраціі,дБ
Віброшвидкість,мм/с
Вібропереміщення 2А,мкм
А
Б
В
Г
Д
Середнє значення
А
Б
В
Г
Д
Середнє значення
А
Б
В
Г
Д
Середнє значення
А
Б
В
Г
Д
Висновки.