Cw_2_Halas.doc

Ćwiczenie  5.  Ocena drgań na SP w urządzeniach transportowych.

Opracował  dr inż.  Józef Czajka

Celem ćwiczenia jest zapoznanie studentów z podstawowymi sposobami oceny drgań na stanowisku pracy w transporcie.  Do  zajęć  należy przygotować materiał zawarty w ćwiczeniu 2   skryptu [1].

5.1.  Przed ćwiczeniami należy zapoznać się z następującymi zagadnieniami:

1.  Podstawowe pojęcia oceny drgań na stanowisku pracy

-  Wpływ drgań na organizm ludzki wg rozdz. 2.2 skryptu [1];

-  Sposoby oceny narażenia na drgania ogólne wg rozdz. 2.3  skryptu [1];

-  Pomiar i analiza drgań wg rozdz.  2.4  skryptu [1];

-  Budowa i zastosowanie filtrów korekcyjnych wg rozdz.  2.5.1  skryptu [1];

2.  Metody oceny narażenia na drgania wg rozdz. 2.5 skryptu PW [1];

-          Dozymetryczna ocena drgań  ogólnych wg  rozdziału 2.5.1   i  2.7  skryptu PW [1]

-          Ocena drgań  ogólnych ważonych częstotliwościowo wg rozdz.  2.5.2  i  2.7 skryptu [1];

-          Ocena widma drgań ogólnych wg rozdz.  2.5.3  i  2.7  skryptu [1];

5.2.      Ocena  przyspieszeń bezwzględnych  korygowanych częstotliwościowo

(ważonych), dla stacjonarnego odcinka czasowego

Ocenę drgań ogólnych wykonuje się trzema metodami wymienionymi w rozdz.  5.1.

Praktycznie do oceny drgań najczęściej stosuje się metodę oceny przyspieszeń ważonych częstotliwościowo.  Pomiary przyspieszeń bezwzględnych  korygowanych częstotliwościowo (ważonych)  wykonuje się w celu oceny narażenia człowieka na drgania na stanowisku pracy. Pomiary wykonuje się dla stacjonarnego odcinka czasowego, w warunkach normalnej pracy badanego obiektu (pojazdu). Układ pomiarowy przedstawiony jest na rys. 5.1. Wzmacniacz pomiarowy musi być wyposażony w filtr korekcyjny realizujący  ważenie częstotliwościowe.

Rys. 5.1.  Układ aktywny do pomiaru przyspieszeń ważonych częstotliwościowo

Czujnik pomiarowy należy zamocować na stanowisku do wymuszania drgań, przedstawionym na rysunku 5.2A lub 5.2.B. Stanowisko to umożliwia wymuszanie drgań o określonej amplitudzie i o zadanej częstotliwości.

Rys. 5.2A.  Schemat stanowiska do wymuszania drgań czujnika pomiarowego

                            za pomocą wstrząsarki

Rys. 5.2B.  Schemat stanowiska do wymuszania drgań czujnika pomiarowego

                            za pomocą układu ze sprężyną płaską

Tok wykonania ćwiczenia.

-     Połącz układ wg rysunku 5.1

-          Zamocuj czujnik PD3  wg rysunku 5.2A lub 5.2B;

-          Wykonaj pomiar próbny przyspieszeń ważonych;   

-          Wymuszaj zadaną amplitudę drgań czujnika; 

-          Dobierz zakres pomiarowy MP tak aby sygnał nie był przesterowany;

-          Wykonaj pomiary drgań wg zaleceń prowadzącego ćwiczenie;

-          Odczytaj i zapisz  wartości pomierzonych przyspieszeń w tablicy 5.1;   

-          Uśrednij wyniki wg zaleceń prowadzącego; wyniki zestaw w tablicy 5.1.

-          Wykonaj analizę i ocenę  wartości mierzonych przyspieszeń;

-          Wyniki oceny  zestaw w sprawozdaniu;

5.3.  Pomiary  przyspieszeń bezwzględnych dla oceny drgań ogólnych

Do oceny drgań ogólnych, metodą widmową, stosuje się czujniki sejsmiczne parametryczne, które mierzą przyspieszenia bezwzględne w zakresie częstotliwości od 0Hz do częstotliwości górnej czujnika, która wynosi od 150Hz do 600Hz.

Pomiary przyspieszeń bezwzględnych  wykonuje się w celu oceny narażenia człowieka na drgania na stanowisku pracy. Pomiary wykonuje się dla stacjonarnego odcinka czasowego, w warunkach normalnej pracy badanego obiektu (pojazdu). Układ pomiarowy przedstawiony jest na rys. 5.2. Wzmacniacz pomiarowy nie posiada  filtra  korekcyjnego. Mierzone sygnały należy rejestrować na rejestratorze magnetycznym, oraz wykonać analizę częstotliwościową jedną z niżej podanych metod analizy.

Rys.5.3. Układ parametryczny do pomiaru przyspieszeń bezwzględnych

Tok wykonania pomiarów przyspieszeń do oceny widmowej

-     Połącz układ wg rysunku 5.3;

-          Wykonaj kalibrację układu pomiarowego na ± 1g

Zapisz:  M.K = .... ;   UK = ...  [V] ;   X’’K =  1g  =  9,81 m/s2 

-          Zamocuj czujnik BWH 201 na stanowisku wymuszającym wg rysunku 5.2A lub 5.2B;

-          Wymuszaj zadaną amplitudę drgań czujnika;  wykonuj i zapisuj wyniki pomiaru;

-          Dobierz zakres pomiarowy MP tak aby sygnał wyjściowy wynosił 2/3 skali zakresu;

-          Zapisz  M.P = ...  ;   

-          Zapisz  UWY =  ...  [V] , odczytane z woltomierza wyjściowego, dla impulsów od 3 do 20;

-          Uśrednij wyniki wg zaleceń prowadzącego; wyniki zestaw w tablicy 5.2.

-          Oblicz rzeczywiste wartości mierzonych przyspieszeń wg wzoru  5.1;

-          Wyniki pomiarów zestaw w tablicy 5.2.

Znajdowanie wartości rzeczywistej mierzonej wielkości fizycznej

     Wartości rzeczywiste mierzonych  przyspieszeń, dla czujników parametrycznych kalibrowanych na 1 g ,  znajduje się z następującej zależności :

                                                                                                  (5.1)

gdzie:

      X’’K - amplituda kalibracji - wartość  rzeczywista  mierzonej  wielkości odczytana z

       charakterystyki statycznej czujnika dla  odstrojenia  kalibracji  ek = 1%o;

Dla akcelerometrów parametrycznych  X’’  = 1 g. = 9,81 m/s.

     MP. - mnożnik pomiaru - zakres wzmacniacza pomiarowego w czasie pomiaru;

     MK  -   mnożnik  kalibracji - zakres wzmacniacza pomiarowego w czasie kalibracji;

     U P  - napięcie wyjściowe wzmacniacza pomiarowego w czasie  pomiaru, w [V];

     U K  - napięcie wyjściowe wzmacniacza pomiarowego w czasie kalibracji, w [V].

Tablica 5.2.  Zestawienie wartości bezwzględnych przyspieszeń skutecznych RMS

Miejsce pomiaru drgań................................................................................................

Układ pomiarowy złożony z następujących zespołów:

Czujnik pomiarowy typ ................ Wzmacniacz pom. typ ................ Rejestrator typ ............

Parametry kalibracji:  M.K = ............ UK = .................      X’’K =  1g = 9,81 m/s2

Data wykonania pomiarów ............   Wykonujący pomiary ...................................................