Методы и аппаратура для измерения вибрации и высокочастотных шумов

ЗЭЛ = СЭЛ * М * ВРАБ,

где: СЭЛ – стоимость кВт/часа электроэнергии, в рублях (1,60); 
М – потребляемая прибором мощность, кВт/час (0,081); 
ВРАБ – время работы прибора, часов в год (1000).

ЗЭЛ = 1,60 *0,081 * 1000 = 129,6 руб.

Затраты на текущий ремонт годовые составляют 5% от договорной цены:

ЗТРЕМ = ЦД * 0,05 = 14872,73 * 0,05 = 743,64 руб.

Таким образом, годовые затраты потребителя на этапе эксплуатации составят:

ЗЭКС = А + ЗЭЛ + ЗТРЕМ = 2445,82 + 129,6 + 743,64 = 3319,06 руб.

Структура договорной цены для разработанного прибора представлена в табл. 5.8 (в этой таблице и ниже все суммы приводятся округленными до целых рублей), капитальные вложения и затраты потребителя на этапе эксплуатации виброизмерительного комплекса сведены в табл. 5.9. Технико-экономические показатели сведены в табл. 5.10.

Таблица 5.8.

Код строки	Наименование статей калькуляции	Сумма, руб.
10	Затраты на этапе проектирования удельные	58
20 (21+22+23+24+25)	Затраты на этапе производства удельные	7495
21	Материалы и покупные комплектующие	6831
22	Основная ЗП удельная	200
23	Дополнит. ЗП удельная	24
24	Социальные отчисления удельные	80
25	Расходы на содержание и эксплуатацию оборудования удельные	360
30	Цеховые расходы удельные	240
40 (10+20+30)	Цеховая себестоимость	7793
50	Общезаводские расходы	200
60 (40+50)	Заводская себестоимость	7993
70	Внепроизводственные расходы  удельные	559
80 (60+70)	Полная себестоимость	8552
90	Прибыль удельная	2565
100 (101+102+103)	Налоги на единицу  продукции	3756
101	НДС	2480
102	Транспортный налог	124
103	Налог на прибыль	1152
110 (80+90+100)	Договорная цена	14873

 

 

Таблица 5.9

Затраты потребителя	Сумма, руб.
Цена договорная	14873
Транспортно-заготовительные  расходы	744
Затраты на наладку и  монтаж оборудования	1487
Первоначальная стоимость (капиталовложения потребителя)	17104
Амортизационные отчисления годовые	2446
Затраты на электроэнергию годовые	130
Затраты на текущий ремонт годовые	744
Годовые затраты потребителя	3319

 

 Таблица 5.10

Показатель	Проект	Аналог  Vibro visio
Технические показатели виброизмерительного комплекса
Частота, Гц	10-8000	10-5000
Потребляемая мощность, Вт	0,081	0,2
Источник питания, В	220	аккумулятор
Время работы, ч	-	4
Гарантия, мес.	24	12
Экономические показатели
Цена, руб.	14873	18600

 

 

Таким образом, из приведенных  выше таблиц можно сделать вывод, что разработанное нами устройство конкурентоспособно по техническим и экономическим показателям с существующими на рынке аналогами, его производство рентабельно, а амортизационные отчисления потребителя покрывают текущие затраты на эксплуатацию и обслуживание, т.е. его применение с точки зрения потребителя эффективно.

 

 

6. Охрана труда и окружающей среды.

 

6.1. Анализ условий  труда при проведении эксперимента.

 

Лаборатория, в которой  проводятся эксперименты с помощью  вибро-измерительного комплекса, учебная. Входящая в комплекс виброизмерительная аппаратура работает от 220 В однофазной сети. Помещение имеет общую площадь 35 м² (54 м² по СН и П II-2-80). В дальнейшем, для составления данных лаборатории и правил, в скобках будут приводиться данные согласно СН и П II-2-80 и ПУЭ местного издания.

Площадь, занимаемая оборудованием 7,5 м² (8 м²); общая кубатура лаборатории 160 м³ (180 м³); соответственно кубатура занимаемая оборудованием 20 м³ (39 м³). Рабочих мест  в лаборатории 8(9). Система вентиляции в лаборатории общественная, принудительной вентиляции не требуется. Вид освещения – комбинированный, т.е. освещение при котором к общему добавляется местное освещение. Освещенность равна 300 лк (300 лк). Температура и влажность воздуха + 22°С; 45%(+20÷+22°С; 30÷60%).

Система отопления –  центральное отопление. Система водоснабжения  - кран. Наличие централизованных разводок (газ, сжатый воздух, вакуум) – нет. Объем на одного работающего приходится 20 м³,  что соответствует санитарным нормам и правилам СН245-71. Световая сигнализация о подаче напряжения к розеткам на рабочие места расположена на электрощите. Наличие средств оказания первой доврачебной помощи – аптечка. Средства индивидуальной защиты: диэлектрические перчатки, рабочий инструмент с диэлектрическими ручками из пластмассы. Для защиты от поражения электрическим током предусмотрено защитное заземление с сопротивлением r3 = 3,5 Ом (r3 ≤ 4 Ом). Изучаемый уровень звукового давления 80 дБ (75 дБ).

Из всего вышесказанного следует, что категория лаборатории  – без повышенной опасности. Более подробно остановимся на анализе освещения, опасности поражения электрическим током, воздействии ультразвука и вибрации на человека, пожароопасности при проведении эксперимента, т.к. эти вопросы требуют более детального рассмотрения.

 

6.2. Освещение.

 

Сохранность зрения человека ,состояние его центральной нервной системы и безопасность в лаборатории в значительной мере зависят от условий освещения. Освещение в лаборатории является совмещенным, т.е. если в светлое время суток будет недостаточно естественного освещения, можно дополнить искусственным. Естественное освещение – боковое, осуществляемое через окна. По конструктивному исполнению искусственное освещение комбинированное.

По задачам зрительной работы лаборатория относится к 1 группе помещений. В учебной лаборатории зрительные работы по характеру и  условию их выполнения относятся к 3-му виду работы со средствами отображения информации. Разряд зрительных работ  4 – средний точности, подразряд зрительных работ Г.

Определим нормированное  значение КЕО для учебной лаборатории, расположенной в 5 поясе светового климата РФ [19]:

e  = e·m·c,

где     е   - значение КЕО принемаем равным 1,0%;

           m – коэффициент светового климата. Принимаем 0,8;

           c – коэффициент солнечности климата, принимаем 0,7 [19];

 

e  = 1,0·0,8·0,7 = 0,56.

 

При измерении, в силу изменчивости естественной освещенности даже при сплошной облачности, каждое измерение освещенности внутри помещения  сопровождалось одновременным измерением внешней освещенности. Измерение  освещенности внутри помещения производилось в 6 точках, расположенных на пересечении вертикальной плоскости разреза помещения к рабочей поверхности. Первая и последняя точка принималась на расстоянии 1 м от поверхности наружных стен.

Данные измерения соответствуют СНиП II-4-79 (общее и местное освещение 300 лк; общее освещение 150 лк).

Измерения проведены  люксметром с отдельным фотоэлементом  типа Ф-102, головка типа Ю-16, № 4867. Измерения  произведены 09 сентября 2004г.

 

3.  Опасность поражения электрическим током.

 

Электрический ток, воздействуя  на организм человека, может вызвать  поражения, степень которых зависит  от рода и силы тока, продолжительности  его действия, а также от пути прохождения его в теле. При  переменном токе промышленной частоты 50 Гц пороговый ощутимый ток 0,6÷1,5 мА; пороговый не отпускающий ток 10÷15 мА; фибриляционный при длительности воздействия более 0,5с – 100 мА. Длительность протекания тока  через тело человека влияет на исход поражения, вследствие того, что со временем резко повышается ток за счет уменьшения сопротивления тела и накапливаются отрицательные последствия воздействия тока на организм. Род и частота тока в значительной мере определяют исход поражения. Наиболее опасным является переменный ток с частотой 20÷100 Гц. При частоте меньше 20 Гц или больше 100 Гц опасность поражения током заметно снижается. Для предотвращения электрических травм, которые могут быть вызваны при касании человеком корпусов электрооборудования, оказавшихся под напряжением вследствие повреждения изоляции, у нас применено защитное заземление. Сопротивление защитного заземления (r3 = 3,5 Ом) удовлетворяет ПУЭ.

 

4.  Ультразвук и вибрация.

 

Ультразвук сказывает  вредное воздействие  на организм человека. При работе ультразвуковыми  установками  нередко наблюдаются  функциональные нарушения нервной системы, изменение давления, состава и свойства крови, частые жалобы на головные боли, быструю утомляемость, потерю слуховой чувствительности.

Ультразвук может действовать  на человека как через воздушную  среду, так и через жидкую и твердую (контактное действие на руки). В соответствии с ГОСТ 12.1.001-75 уровни звуковых давлений в диапазоне час-тот 20 кГц÷100 к Гц и выше,  не должен быть выше 110 дБ. В нашей учебной лаборатории изучаемый уровень диапазона частот 1 кГц÷300 кГц и уровень звукового давления 80 дБ. Таким образом, уровень ультразвукового давления не представляется вредным фактором. Вибрация представляет собой механические колебания, передаваемые  телу человека или отдельным его участкам.

Основные параметры  вибрации – частота и амплитуда колебаний, но в отличие от шума, при котором энергия механических колебаний передается через воздушную среду, при воздействии вибрации энергия механических колебаний распространяется по тканям и вызывает колебания их или тела человека в целом. Наиболее неблагоприятна вибрация частотой 16÷250 Гц, воздействие  которой  приводит к вибрационной болезни. Согласно [17], уровень звуковых давлений в диапазоне частот 16 Гц÷1 кГц не должен превышать 75 дБ (в нашей лаборатории 80 дБ). В соответствии с ГОСТ 12.1.012-78 в учебной лаборатории уровень звуковых давлений в диапазоне 16 Гц÷20 кГц превышает на 5 дБ ГОСТ.

 

5.  Анализ вредных условий труда.

 

Рассматривая, условия  труда в лаборатории видим, что  наиболее вредный фактор – вибрация. Воздействие ультразвука соответствует ГОСТ 12.1.001-75. Освещение по разряду зрительных работ соответствует СНИП II-А.9-71 и СНИП II-А.8-72.

Для защиты от поражения  электрическим током, согласно ПЭУ, предусмотрено заземление. Сопротивление  защитного заземления

r3 = 3,5 Ом (по ПЭУ r3 ≥ 4 Ом). При исследовании мы работали со всем частотным диапазоном, выделяя исследуемый диапазон 1÷300 кГц. В соответствии с ГОСТ 12.1.012-78 на частотах 16 Гц÷1 кГц уровень звуковых давлений не должен превышать 75 дБ, а в лаборатории он 80 дБ. Следовательно, требуется применять меры защиты от вибрации.

Применяем для защиты от вибрации виброизоляторы для снижения вибрации трубопровода, а также средства индивидуальной защиты работающих.

 

6.  Расчет виброизоляторов.

 

  Широкое распространение в промышленности получила виброизоляция. Этот способ защиты заключается в уменьшении передачи  колебаний от источника возбуждения защищаемому объекту при помощи устройств, помещаемых между ними. Виброизоляция осуществляется введением в колебательную систему дополнительной упругой связи, препятствующей передачи вибрации от трубопровода – источника колебаний к основанию. Эта упругая связь также используется для ослабления передачи вибрации от основания на человека. Для виброизоляции стандартных агрегатов чаще всего применяют виброизолирующие опоры типа упругих прокладок или пружин.

Выбираем пружинные  виброизоляторы. Они могут применяться  для изоляции колебаний как низких, так и высоких частот (обеспечивают любую деформацию), дольше сохраняют  постоянство упругих свойств во времени, хорошо противостоят действию массы и температуры, относительно малогабаритны. Виброизоляция будет эффективной .т.к. фундамент, на котором будет производиться монтаж виброизоляторов имеет достаточную массивность.