Общий вид лабораторной установки по исследованию производственной вибрации представлен на рис. 1.
Установка состоит из пульта управления и вибростенда. Пульт управления имеет измерительный прибор типа ВИП-2, блок октавных фильтров со среднегеометрическими частотами2; 4; 8; 16; 31,5; 63 Гц, измерительный прибор электронного тахометра, блок питания электродвигателя и тумблеры включения пульта и приборов, измерительный прибор типа ВИП-2 позволяет измерить эффективные (действующие) значения виброскорости и амплитуду виброперемещения производственных вибраций.
Прибор имеет вибродатчик индукционного типа, который соединительным кабелем и разъемом подключается к измерительной схеме. шараметры вибрации измеряются путем установки датчика перпендикулярно контролируемой поверхности, при этом щуп датчика слегка прижимается к контролируемой поверхности. На передней панели измерительного прибора расположен стрелочный индикатор и два переключателя. Переключатель «Род работы» предназначен для включения прибора, контроля питания (при положении переключателя в этом положении стрелка индикатора должна находиться на зачерненной дуге шкалы) и выбора измеряемого параметра. В положении переключателя «мм/s» измеряется действующее значение виброскорости, в положении «mм» - амплитуда виброперемещения. Переключатель «Пределы измерения» служит для выбора необходимого предела. Верхние цифры (1;3; 10; 30; 100) показывают предельные значения шкалы прибора при измерении виброскорости (мм/с), а нижние (10; 30; 100; 300; 1000) - предельные значения шкалы при измерении амплитуды (мкм). Стрелочный прибор имеет верхнюю и нижнюю шкалы. Верхней пользуются при установке переключателя «Пределы измерения» в положениях 1; 10; 100; 1000, нижняя шкала необходима тогда, когда переключатель находится в положениях 3; 30; 300.
Для гигиенической оценки вибрации предусмотрен блок октавных фильтров. Для включения его в измерительную схему необходимо поставить тумблер блока в положение «ВКЛ». При исследовании виброизоляции этот тумблер должен находиться в положении «ОТКЛ». Контроль за числом оборотов электродвигателем осуществляется электронным тахометром.
Вибростенд служит для моделирования производственной вибрации. Он имеет опорную площадку и основание. На опорной площадке установлен электродвигатель, на валу которого закреплен дебаланс, закрытый защитным кожухом. Опорная площадка крепится к основанию с помощью виброизоляторов, конструкция которых позволяет «включать» и «выключать» виброизоляцию. Для обеспечения жесткой связи опорной площадки с основанием, что соответствует «выключению» виброизоляции, все четыре ходовые гайки виброизоляторов необходимо вращать по часовой стрелке до упора. При этом пружины виброизоляторов сжимаются и жесткая связь осуществляется через корпус виброизоляторов. Установление упругой связи, что означает «включение» виброизоляции, осуществляется вращением ходовых гаек против часовой стрелки до крайнего верхнего положения.
Питание электродвигателя вибростенда выполняется от блока питания, представляющего собой десятиступенчатый стабилизатор напряжения. На передней панели блока питания имеется переключатель скорости электродвигателя.
Порядок выполнения работы
1. Перед выполнением работы необходимо все тумблеры пульта управления перевести в положение «ОТКЛ», переключатель «Род работы» прибора ВИП-2 поставить в положение «ОТКЛ», переключатель «Пределы измерения» - в крайнее правое положение, переключатель блока питания установить в положение «1».
2. Обеспечить жесткую связь между опорной площадкой и основанием, закручивая ходовые гайки виброизоляторов по часовой стрелке до упора.
3. Включить в сеть шнур пульта управления, включить тумблеры «Сеть», «Тахометр», «ВИП-2», «Электродвигатель».
4. Переключатель «Род работы» перевести в положение «Контроль питания», при этом стрелка прибора ВИП-2 должна находиться зачерненной дуге шкалы. Если стрелка будет находиться в другом положении, прекратить выполнение работы и предупредить преподавателя.
5. Измерить амплитуды виброперемещения и виброскорости на первой скорости электродвигателя, переключатель «Род работы» должен находиться при этом в положениях «m» и «мм/s» соответственно. Измерения выполнять на опорной площадке и на основании показания виброметра и тахометра занести в табл.1 приложения.
6. Переключателем блока питания изменить число оборотов электродвигателя и повторить измерения. Данные также занести в табл.1. Измерения проводить на всех скоростях, заданных преподавателем.
7. Провести гигиеническую оценку вибрации. Для этого установить заданное преподавателем число оборотов электродвигателя, включить тумблер блока октавных фильтров и измерить значения виброскорости на основании в разных октавных полосах частот. данные занести в табл.2 приложения. Сравнить полученные результаты с допустимыми значениями виброскорости по ГОСТ 12.1.012-90 (вид вибрации задает преподаватель).
8. Обеспечить упругую связь между опорной площадкой и основанием вибростенда, «включить» виброизоляцию.
9. Повторить пункты 5, 6 и 7.
10. Все тумблеры, переключатели лабораторной установки установить в исходное положение (см. п.1), обеспечить жесткую связь между опорной площадкой и основанием.
11. Вычертить графики виброскорости, измеренные в разных октавных полосах частот. На этот же график нанести допустимые значения виброскорости по ГОСТ 12.1.012-90.
12. По заданию преподавателя рассчитать эффективность применяемых в лабораторной работе виброизоляторов. Расчет пружинных виброизоляторов прозводится в соответствии с подпунктом 12.1.
12.1. Рассчитать эффективность пружинных виброизоляторов.
12.1.1. Исходными данными для расчета являются (см. планшет лабораторного стенда):
Q - вес опорной площадки, Н;
D - средний диаметр пружины, м;
d - диаметр прутка пружины, м;
i - количество витков пружины, шт;
N - количество виброизоляторов, шт;
[ t ]- модуль сдвига материала пружины, Па.
12.1.2. Для разных скоростей электродвигателя определить частоту вынужденных колебаний, Гц
где n - число оборотов электродвигателя на j-ой скорости, об/мин;
m - количество пар полюсов (для двигателя установки лабораторного стенда m=1).
12.1.3. Вычислить индекс пружины
e = D / d
12.1.4. Определить коэффициент жесткости пружины, Н/м
12.1.5. Величина статической осадки виброизоляторов под действием веса опорной площадки определяется по формуле, м
xст = Q / Кж N
12.1.6. Частоту собственных колебаний системы определить по формуле, Гц
12.1.7. Для всех скоростей двигателя вычислить отношение fB/fo.
12.1.8. Коэффициент вибропередачи, показывающий долю силового воздействия, которая передается от источника к защищаемому объекту через виброизоляторы (в лабораторной работе от опорной площадки к основанию), определяется по формуле
μ= 
12.1.9. Вычислить эффективность виброизоляции, %
12.1.10. Длявсех скоростей вращения электродвигателя при «включенной» виброизоляции определить отношения виброскоростей и амплитуд виброперемещения основания и площадки
(Voch /Vплощ) и (Аосн /Аплощ).
12.1.11. Результаты расчета сводятся в табл.3 приложения.
