Приложение С (обязательное). Измерение значений вибрации на рукоятках

Приложение С
(обязательное)

Измерение значений вибрации на рукоятках

С.1 Общие требования

Правила вибрационных испытаний, указанные в этом приложении, дают информацию, необходимую для действенного определения при стандартных условиях характеристик генерируемой вибрации переносных, ручных и с приводом от двигателя внутреннего сгорания отрезных станков.

Они представляют собой испытательную процедуру установления величины вибрации на рукоятках станка и применимы также для контроля продукции в качестве типовых испытаний.

Предполагается, что полученные результаты можно использовать для сравнения различных станков или различных режимов работы одного и того же типа машин.

Несмотря на то что измеренные величины получаются путем искусственных операций, тем не менее они дают представление о значениях, встречающихся в реальной рабочей ситуации.

С.2 Термины и определения

Для целей настоящего приложения применяются термины и определения, данные в ISO 20643.

С.3 Измеряемые и определяемые параметры вибрации

Измеряемыми величинами являются частотно-скорректированные виброускорения в трех перпендикулярных направлениях a_hwx, a_hwy и a_hwz.

Определяемыми величинами являются значения полного виброускорения a_hv и полного эквивалентного виброускорения a_hv,eq для каждой рукоятки.

Примечание - Математически a_hv является квадратным корнем суммы квадратов среднеквадратичных значений виброускорений по каждой оси, частотно-скорректированных для локальной вибрации (a_hwx, a_hwy, a_hwz).

С.4 Измерительные приборы

С.4.1 Общие требования

Система измерения вибрации и коррекции по частоте для локальной вибрации должна соответствовать ISO 8041.

С.4.2 В соответствии с ISO 5349-2:2001, 6.1.5, полная масса акселерометра, измеряющего вибрацию в трех направлениях в каждой точке измерений, должна быть как можно меньшей и не должна быть в любом случае более 25 г, включая приспособление для монтажа, за исключением кабеля.

Примечание - Чувствительный элемент предназначен для восприятия вибрации и преобразования ее в электрические сигналы в акселерометре. Трехосный акселерометр позволяет проводить измерения по х, у и z осям одновременно.

С.4.3 Крепление акселерометра

Акселерометр должен быть наклеен на рукоятку в соответствии с ISO 5349-2:2001, 6.1.4. Для измерений на рукоятках с эластичным покрытием (например, комфортная рукоять) эластичный материал должен быть удален из зоны наклеивания акселерометра.

С.4.4 Калибровка

Вся измерительная цепь, включая акселерометр, должна быть откалибрована до и после использования, а также когда это необходимо для обеспечения точности в течение любой последовательности измерений. Акселерометры должны быть откалиброваны в соответствии с ISO 16063-1.

С.4.5 Тахометр

Частота вращения двигателя должна измеряться с точностью  1,0 % от показаний. Тахометр и его связь с машиной не должны влиять на работу во время испытаний.

С.5 Направление осей и точки измерений

Измерения проводят на каждой рукоятке в зоне, где оператор обычно удерживает машину. Измерения должны проводиться в трех направлениях X, Y, и Z. Расположение акселерометра должно быть как можно ближе к руке, не препятствуя при этом нормальному захвату рукояти.

Для передней рукоятки: акселерометр должен быть установлен на расстоянии 35 мм  5 мм вправо от точки бокового равновесия на передней рукоятке от усилия подачи и от центрально установленного отрезного диска (см. рисунок С.1). Если этот размер не может быть соблюден, акселерометр должен быть расположен на правом конце участка рукоятки, предназначенного для охвата.

Для задней рукоятки: акселерометр должен быть на расстоянии 20 мм  3 мм вперед от заднего конца дроссельного курка. Если это не может быть соблюдено, то он должен находиться как можно ближе к руке, удерживающей рукоятку между большим и указательным пальцами.

Размеры в мм

1 - точка бокового равновесия

Рисунок С.1 - Расположение акселерометра

С.6 Рабочие режимы, испытания и представление результатов

Измерения следует проводить на новом станке со стандартным оборудованием и баком(и), заполненным(и) по крайней мере наполовину. Используемый отрезной круг должен быть суперабразивным с максимальным диаметром и дисбалансом от 250 г  мм до 260 г  мм.

Двигатель должен пройти обкатку перед испытанием. Инструкция для приработки двигателя должна быть дана в руководстве по эксплуатации. Двигатель должен иметь рабочую температуру перед началом испытаний.

Частота вращения двигателя для всех режимов испытаний должна быть постоянной с точностью  3,5 об/с.

После начала испытаний не допускаются никакие изменения в начальных регулировках.

Должна соблюдаться процедура испытания С.8. Измеренная вибрация станка может зависеть от испытателя, который управляет станком, поэтому он должен быть квалифицированным и способным управлять станком должным образом.

Примечание - Следует помнить, что сила сжатия рукояток может влиять на измеряемую величину вибрации.

Измерения следует продолжать, пока достоверность, требуемая С.7, не будет достигнута. Полная вибрация для каждой рукояти должна быть рассчитана в соответствии с С.9

С.7 Достоверность испытаний

При любой комбинации рукоятки и рабочего режима достоверность результатов обеспечивается, когда коэффициент вариации последовательных корректированных значений меньше 0,2 или стандартное отклонение менее 0,4 м/с². Если измеренные значения для сочетания рукоятки и рабочего режима имеют коэффициент вариации более 0,2 или стандартное отклонение более 0,4 м/с², то испытания с данной комбинацией должны быть повторены до тех пор, пока вышеуказанный критерий не будет выполнен.

Для целей настоящего стандарта коэффициент вариации C_V из серии опытов определяется как соотношение между стандартным отклонением серии измерений и среднее значение этой серии:

,

(С.1)

где стандартное отклонение

(С.2)

и среднее значение серии

,

(С.3)

где - i-oe измеренное значение;

n - число измеренных значений.

С.8 Процедура испытаний

С.8.1 Общее

Испытания должны быть выполнены в рабочих режимах холостого хода (С.8.2) и набора скорости (С.8.3). Машина должна удерживаться прямо стоящим оператором в нормальном горизонтальном рабочем положении с вертикально расположенным отрезным диском.

Для получения необходимых данных для заданного рабочего режима испытания должны состоять из:

- не менее четырех измерений с перерывами между каждым измерением для достижения стабильных оборотов холостого хода;

- по меньшей мере четыре отдельных периода получения данных о вибрации должны составлять не менее 20 с;

- длительность каждого использованного сигнала должна быть не менее 2 с, в течение которых отклонение частоты вращения двигателя должно находиться в пределах  3,5 об/с.

Сбор данных для двух рабочих режимов не обязательно проводить в какой-либо фиксированной последовательности.

С.8.2 Холостой ход

Измерения проводят на частоте вращения холостого хода. Число оборотов холостого хода должно быть указано в руководстве по эксплуатации.

С.8.3 Набор скорости

Измерения должны быть проведены без нагрузки с набором числа оборотов до максимальной мощности двигателя, определяемой в соответствии с ISO 7293. Управление числом оборотов двигателя должно осуществляться с помощью дроссельного курка.

Испытания с набором скорости проводятся с имитацией усилия подачи, которое получается путем приложения к защитному кожуху отрезного диска силы 60 Н, направленной вверх в вертикальной плоскости, проходящей через отрезной диск и центр шпинделя.

Эта сила может быть приложена с применением груза, как показано на рисунке С.2, или с помощью присоединенного динамометра. Приложение силы должно осуществляться с использованием минимума приспособлений.

1 - груз, представляющий силу подачи

Рисунок С.2 - Рабочее положение оператора и приложение силы

С.9 Измеренные, рассчитанные и представленные данные

Измерения и вычисления в общем случае выполняют в следующей последовательности, как показано в рисунке С.3:

а) Измеряют скорректированное ускорение рабочего режима в трех направлениях для передней и задней рукоятки a_hwxj, a_hwyj и a_hwzj, где j - рабочий режим холостого хода (Id) или набора скорости (Ra).

b) Вычисляют квадратный корень суммы квадратов ускорений a_hvj по трем осям х, у и z для выбранного рабочего режима.

c) Повторяют а) и b) не менее трех раз.

d) Вычисляют среднеарифметическое значение для рабочего режима, например a_hvj.

e) В зависимости от коэффициента вариации (C_V) и стандартного отклонения (s_n-1) повторяют с а) по d) столько раз, сколько необходимо (см. С.7).

f) Выполняют с а) по е) для другого рабочего состояния.

g) Рассчитывают значение полного эквивалентного виброускорения a_hv,eq для каждой рукоятки в соответствии с С.12.

ГАРАНТ:

Нумерация подпунктов приводится в соответствии с источником

i) Устанавливают декларируемые значения.

Данные, подлежащие представлению, даны в С.11.

а - полоса пропускания; b - корректирующий фильтр; с - среднеквадратическое усреднение; d - см. примечание к В.4.2; е - среднеарифметическое усреднение; f - см. В.12

ГАРАНТ:

По-видимому, в тексте предыдущего абзаца допущена опечатка. Имеется в виду "примечание к C.4.2; е - среднеарифметическое усреднение; f - см. C.12"

Рисунок С.3 - Последовательность измерения и расчета данных о вибрации

С.10 Декларирование и проверка значений вибрации

Декларация должна содержать ссылку на настоящий стандарт. Отклонения, если таковые имеются, должны быть указаны.

Для декларирования значений генерируемой вибрации должны использоваться рассчитанные значения полного эквивалентного виброускорения.

Средние значения вибрации для соответствующих рабочих режимов (на холостом ходу и при полной нагрузке) должны быть предоставлены производителем по запросу.

Неопределенности связаны с декларированным(и) значением(ями) генерируемой вибрации от полного стандартного отклонения , которое состоит из стандартного отклонения воспроизводимости результатов измерений и стандартного производственного отклонения . Руководящие указания для приведены в приложении Е. Определение должно быть сделано производителем на основе своего производственного опыта.

Примечание - Один метод расчета неопределенности приведен в EN 12096.

С.11 Представляемая информация

При необходимости должна быть собрана и представлена для всех измерений, выполненных в соответствии с требованиями настоящего приложения, следующая информация.

а) Испытываемый станок:

1) описание станка, включая объем его двигателя, производитель, тип и серийный номер, тип и размеры отрезного диска;

2) рабочие режимы в соответствии с С.1.

b) Измерительные приборы:

1) оборудование, используемое для измерений, в том числе наименование, тип, серийный номер и производитель;

2) методы, используемые для закрепления акселерометров;

3) метод, используемый для калибровки (поверки) измерительной системы;

4) дата и место последней калибровки (поверки) калибратора акселерометра.

c) вибрационные и другие данные:

1) расположение позиций акселерометра (если необходимо, может быть включена схема);

2) измеренные значения и среднеарифметические значения в соответствии с таблицей С.1;

3) декларируемые значения;

4) замечания, если таковые имеются;

5) температура воздуха;

6) дата и место проведения измерений.

Таблица С.1 - Таблица для представления определенных значений полной вибрации и расчета их среднеарифметических значений

Рабочий режим	Расчетные данные и критерии достоверности	Номинальная скорость двигателя, c-1	Передняя/задняя рукоятка
			Номер измерения
			1	2	3	4	n
Холостой ход (Id)	ahv,Id, м/с2
	, м/с2
	sn-1, м/с2
	Cv
Набор скорости (Ra)	ahv,Ra, м/с2
	, м/с2
	sn-1, м/с2
	Cv
Значения полной вибрации ahv должны быть определены и записаны, а их среднеарифметическое значение вычисляется до достижения коэффициента вариации Cv не менее 0,2 или достижения стандартного отклонения sn-1 не более 0,4. Расчет среднеарифметического значения производится на основании не менее четырех определенных значений полной вибрации ahv. Среднеарифметические значения ( и ) используются для расчета значений эквивалентной полной вибрации ahv,eq.

С.12 Значение эквивалентной полной вибрации

Значения эквивалентной полной вибрации общей определяются посредством рабочих циклов. Рабочие циклы состоят из 1/7 части холостого хода и 6/7 частей набора скорости эксплуатации.

Значения эквивалентной общей вибрации a_hv,eq, м/с², определяются по следующей формуле:

(С.4)

где - усредненный уровень вибрации для режима холостого хода (С.8.2);

- усредненный уровень вибрации для режима набора скорости (С.8.3).