| Наименование параметра | Значение |
| Тема статьи: | Нормирование вибрации. |
| Рубрика (тематическая категория) | Производство |
Вибрация
Использование в оборудовании более высоких частот, для которых допустимые уровни звукового давления выше.
Использование блокировок.
Дистанционное управление.
Защита от ультразвука.
4. Применение кожухов и экранирование рабочих мест (материал: листовая сталь или дюралюминий с обклейкой рубероидом или резиной, эластичные экраны состоящие из трех слоев резины толщиной 5 мм).
Вибрация – механические колебания упругих тел или колебательные движения механических систем.
Параметры вибрации:
· Частота (Гц)
· Амплитуда (метры)
· Виброскорость
· Уровень виброскорости
· Виброускорение
· Уровень виброускорения
Нормативный документ: СанПин 2.2.4/2.1.8.10.-33-2002 ʼʼПроизводственная вибрация, вибрация в помещениях жилых и общественных зданий. Предельно допустимые уровниʼʼ
Виды вибрации:
· Общая – сотрясения передаются на опорные поверхности стоящего или сидящего человека.
a) Транспортная – вибрация, воздействующая на человека на рабочих местах самоходных и прицепных машин при передвижении по местности и дорогам (трактора, грузовые автомобили, снегоочистители, горношахтный транспорт).
b) Транспортно-технологическая – вибрация, воздействующая на человека на рабочих местах машин, передвигающихся по специально подготовленной поверхности, рабочим помещениям, промышленным площадкам горных выработок (напольный производственный транспорт; краны мостовые, козловые, строительные; легковые автомобили и автобусы; экскаваторы; путевые машины).
c) Технологическая – вибрация, воздействующая на человека на рабочих местах стационарных машин или передающаяся на рабочие места͵ не имеющие источников вибрации.
§ Тип ʼʼаʼʼ - вибрация на постоянных рабочих местах производственных помещений.
§ Тип ʼʼбʼʼ - вибрация на рабочих местах складских помещениях, бытовых, дежурных и других вспомогательных помещениях, где нет источников вибрации.
§ Тип ʼʼвʼʼ - вибрация на рабочих местах в административных помещениях, конструкторских бюро и т.д.
По направлению воздействия:
Ø Вертикальная
Ø Горизонтальная
По времени воздействия:
Ø Постоянная – вибрация, у которой за время наблюдения (более 10 минут) изменяется не более чем в два раза.
Ø Непостоянная – вибрация, у которой за время наблюдения (более 10 минут) изменяется более чем в два раза.
· Локальная – сотрясения передаются через руки человека.
Три вида нормирования:
1. Частотный (спектральный анализ) – для локальной вибрации допустимые значения параметров вибрации устанавливаются в октавных полосах по среднегеометрическим частотам. А для общей вибрации в 1/3 октавной полосах частот.
Нормируемыми параметрами являются:
· Виброскорость
· Виброускорение
· Уровень виброскорости
· Уровень виброускорения (сейчас чаще всего используется)
Нормирование вибрации. - понятие и виды. Классификация и особенности категории "Нормирование вибрации." 2017, 2018.
Основные характеристики. Меры защиты. Нормирование ультразвука. Приборы контроля. Защитные мероприятия. Нормирование инфразвука. Опасность для человека. Диапазон инфразвуковых колебаний совпадает с... .
I направление - санитарно-гигиеническое. II направление - техническое (защита оборудования). Нормативные документы: ГОСТ 12.1.012-90 ССБТ Вибрационная безопасность. СН 2.2.4/2.1.8.566-96 Производственная вибрация, вибрация в помещениях жилых и общественных зданий. Санитарные нормы.... .
Методы гигиенической оценки вибрации: 1. частотный анализ норм-го пар-ра.---- основной метод из всех. 2. интегральная оценка по частоте норм-го пар-ра. 3. интегральная оценка с учётом времени вибрационного воздействия по эквивалентному уровню норм-го пар-ра. Нормируемыми... .
Нормируемые параметры. Гигиеническая оценка постоянной и непостоянной вибрации, воздействующей на человека, должна производиться следующими методами: - частотным (спектральным) анализом нормируемого параметра; - интегральной оценкой по частоте нормируемого... .
Выпускаемая в настоящее время измерительная аппаратура основана на использовании электрических методов, обеспечивающих высокую точность преобразования механических колебаний в электрические с помощью магнитно-электрических и пьезо-электрических датчиков... [читать подробнее] .
Классификация вибраций Согласно СН 2.2.4/2.1.8.566-96 вибрации, воздействующие на человека могут классифицироваться по нескольким признакам. 1. По способу передачи на человека: 1.1. Общая вибрация, передающаяся через опорные поверхности на тело сидящего или... .
Различают общую и локальную вибрации. Общая вибрация вызывает сотрясение всего организм, местная вовлекает в колебательное движение отдельные части тела. Общей вибрации подвергаются транспортные рабочие, операторы мощных штампов, грузоподъемных кранов и некоторых других видов оборудования. Локальной вибрации подвергаются работающие с ручным электрическим и пневматическим механизированным инструментом (зачистка сварных швов, обрубка отливок, клепка, шлифование и т. п.). В ряде случаев работающий может подвергаться одновременно воздействию общей и локальной вибрации (комбинированная вибрация), например, при работе на строительно-дорожных машинах и транспорте.
Характер воздействия производственной вибрации определяется уровнями, частотным спектром, физиологическими свойствами тела человека. Местная вибрация малой интенсивности может оказывать благоприятное действие на организм человека: восстановить трофические изменения, улучшить функциональное состояние центральной нервной системы, ускорить заживление ран.
Общая вибрация с частотой менее 0,7 Гц (качка) хотя и неприятна, но не приводит к вибрационной болезни. Следствием такой вибрации является морская болезнь, происходящая из-за нарушения нормальной деятельности органов равновесия (вестибулярного аппарата) по причине резонансных явлений.
Различные внутренние органы и отдельные части тела (например, голову и сердце) можно рассматривать как колебательные системы с определенной массой, соединенные между собой «пружинами» с определенными упругими свойствами и параллельно включенными сопротивлениями. Очевидно, что такая система обладает рядом резонансов, частоты которых, определяющие субъективное восприятие вибраций, зависят также от положения тела работающего (работа стоя или сидя).
Собственные частоты плечевого пояса, бедер и головы относительно опорной поверхности (положение «стоя») составляют 4-6 Гц, головы относительно плеч (положение «сидя») - 25-30 Гц. Для большинства внутренних органов собственные частоты лежат в диапазоне 6-9 Гц. Колебания рабочих мест с указанными частотами весьма опасны, так как могут вызвать механическое повреждение или даже разрыв этих органов.
Систематическое воздействие общих вибраций, характеризующихся высоким уровнем виброскорости, может быть причиной вибрационной болезни - стойких нарушений физиологических функций организма, обусловленных преимущественно воздействием вибраций на центральную нервную систему. Эти нарушения проявляются в виде головных болей, головокружении, плохого сна, пониженной работоспособности, плохого самочувствия, нарушений сердечной деятельности. Наиболее характерным проявлением вибрационной болезни считают периферические нейрососудистые расстройства верхних конечностей, которые проявляются прежде всего в изменение кровенаполнения тканей предплечья и пальцев кисти. Для выраженных форм вибрационной болезни характерны изменения вестибулярного аппарата. Виброболезнь относится к группе профзаболеваний, эффективное лечение которых возможно лишь па ранних стадиях. Восстановление нарушенных функций протекает очень медленно, а в особо тяжелых случаях в организме наступают необратимые изменения, приводящие к инвалидности.
Низкочастотная общая вибрация вызывает длительную травматизацию межпозвоночных дисков и костной ткани, смещение органов брюшной полости, изменение моторики гладкой мускулатуры желудка и кишечника, возникновение и прогрессирование дегенеративных изменение позвоночника.
В производственных условиях ручные машины с максимальным уровнем виброскорости в полосах низких частот (до 35 Гц) вызывают вибрационную патологию с преимущественным поражением нервно-мышечного и опорно-двигательного аппарата. К основным проявлениям вибрационной патологи относятся нейрососудистые расстройства рук, сопровождающиеся интенсивными болями после работы и по ночам, снижением всех видов кожной чувствительности, слабостью в кистях рук. Нередко наблюдается так называемый феномен « мертвых» или белых пальцев, а также расстройства нервной системы по типу неврозов. Локальная вибрация вызывает спазмы сосудов, которые начинаются с концевых фаланг пальцев и распространяются на всю кисть, предплечье, захватывают сосуды сердца. Вследствие этого происходит ухудшение снабжения конечностей кровью. Одновременно наблюдается воздействие вибрации на нервные окончания, мышечные и костные ткани, выражающееся в нарушении чувствительности кожи, окостенении сухожилий мышц и отложениях солей в суставах кистей рук и пальцев, что приводит к болям, деформациям и уменьшению подвижности суставов. Все указанные изменения усиливаются в холодный и уменьшаются в теплый период года. При локальной вибрации наблюдаются нарушения деятельности центральной нервной системы, как и при общей вибрации.
Различают гигиеническое и техническое нормирование вибраций.
В первом-случае, т.е. при гигиеническом нормировании, производят ограничение параметров вибрации рабочих мест и поверхности контакта с руками работающих, исходя из физиологических требований, исключающих возможность возникновения вибрационной болезни. Во втором случае осуществляют ограничение параметров вибрации с учетом не только указанных требований, но и технически достижимого на сегодняшний день для данного вида машин уровня вибрации. При этом учитывают условия установки и режим работы стационарного виброактивного технологического оборудования в цехах, условия эксплуатации ручного механизированного инструмента.
В соответствии с ГОСТ 12.1.012-90 «Система стандартов безопасности труда. Вибрация, общие требования безопасности» установлены допустимые значения и методы оценки гигиенических характеристик вибраций, определяющих ее воздействие на человека. Нормируемыми параметрами при гигиенической оценке вибрации являются средние квадратические значения виброскоростей V (и их логарифмические уровни L u) или виброускорения для локальных вибраций в октавных полосах частот, а для общей вибрации в октавных или 1/3 октавных полосах. Возможна интегральная оценка вибраций по частоте нормируемого параметра, а также по дозе вибрации.
Вибрация, воздействующая на человека, нормируется отдельно в каждой стандартной октавной полосе различно для общей и локальной вибраций. Общая вибрация нормируется с учетом свойств источника ее возникновения и делится на вибрацию:
· транспортную, которая возникает в результате движения машин по местности и дорогам, в том числе при их строительстве (тракторы, с/х машины, грузовые автомобили, снегоочистители, самоходный горношахтный рельсовый транспорт);
· транспортно-технологическую, которая образуется при работе машин, выполняющих технологическую операцию в стационарном положении и (или) при перемещении по специально подготовленной части производственного помещения, промышленной площадке или горной выработке (экскаваторы, промышленные и строительные краны, машины для загрузки мартеновских печей, бетоноукладчики, напольный производственный транспорт);
· технологическую, которая возникает при работе стационарных машин или передается на рабочие места, не имеющие источников вибраций (металло- и деревообрабатывающие станки, КПО, литейные машины, стационарные электрические установки, буровые станки, установки химической и нефтехимической промышленности.
Наиболее высокие требования предъявляются при нормировании технологических вибраций в помещениях для умственного труда, а также в цехах без источников вибраций.
Допустимые значения параметров транспортной, транспортно-технологической и технологической вибрации приведены также в СН 2.2.4. / 2.1.8.-566-96 Санитарные нормы «Производственная вибрация, вибрация в помещениях жилых и общественных зданий»
Нормы по ограничению общих вибраций, т. е. вибраций рабочих мест (пола, оснований машин, сидений и т. п.), устанавливают величину логарифмического уровня колебательной скорости в октавных диапазонах со среднегеометрическими значениями 2, 4, 8, 16, 32, 63 Гц (нормирование транспортных вибраций производится с октавной полосы со среднегеометрический значением 1 Гц), а нормы по ограничению локальной вибрации - в октавных полосах частот со среднегеометрическими значениями 16, 32, 63, 125, 250, 500, 1000 Гц. Регламентируется также продолжительность воздействия локальной и общей вибрации в зависимости от степени превышения ее параметров над нормативными значениями.
Гигиенические нормы вибрации установлены для длительности рабочей смены 8 ч.
Параметры вибрации измеряются с помощью приборов, называемых виброметрами. В настоящее время в качестве виброизмерительной и шумоизмерительной аппаратуры используются отечественные приборы ИШВ-2, DID – 003; из зарубежной аппаратуры применяются универсальные виброакустические комплексы фирм RFT (Германия) и « Брюль и Кьер» (Дания).
МЕТОДЫ СНИЖЕНИЯ ВИБРАЦИИ. СРЕДСТВА ИНДИВИДУАЛЬНОЙ ЗАЩИТЫ ОТ ВИБРАЦИИ.
Основными методами борьбы с вибрациями машин и оборудования являются:
· снижение вибрации воздействием на источник возбуждения (посредством снижения или ликвидации вынуждающих сил);
· отстройка от режима резонанса;
· вибродемпфирование;
· динамическое гашение колебаний;
· изменение конструктивных элементов машин и строительных конструкций;
· виброизоляция;
· применение СИЗ и лечебно-профилактических мероприятий.
I. Снижение вибрации воздействием на источник возбуждения возможно на стадии проектирования при разработке таких кинематических и технологических схем оборудования, которые исключали бы или сводили до минимума динамические нагрузки, вызванные ударами, резкими ускорениями, дисбалансом и другими причинами. Например, замена кулачковых и кривошипно-шатунных механизмов механизмами с гидроприводом.
II. Отстройка от режима резонанса , т.е. отстройка собственных частот агрегата и его отдельных узлов и деталей от частоты вынуждающей силы, имеет существенное значение для ослабления вибрации. Резонансные режимы при работе технологического оборудования устраняются либо путем рационального выбора массы или жесткости колеблющейся системы, либо установлением нового рабочего режима (отстройка от резонансного значения угловой частоты вынуждающей силы. Второй метод осуществляется на стадии проектирования. Жесткость системы изменяют введением в конструкцию ребер жесткости или изменением ее упругих элементов;
III. Вибродемпфирование – это процесс уменьшения уровня вибрации защищаемого объекта путем превращения энергии механических колебаний данной колеблющейся системы в тепловую энергию. Производится за cчет использования конструкционных материалов с большим коэффициентом трения, нанесения на вибрирующие поверхности слоя упруго-вязких покрытий с большими потерями на трение,переводом механической колебательной энергии в энергию токов Фуко или электромагнитного поля.
Вибродемпфирование может производится с помощью использования композиционных материалов, в частности двухслойных материалов сталь – алюминий, сталь-медь, а также пластмасс, древесины или резины.
Широкое распространение получили вибродемпфирующие покрытия, которые в зависимости от величины динамического модуля упругости подразделяются на жесткие (Е = 10 8 - 10 9 Па) и мягкие (Е<10 7 Па). Первые эффективны в области низких частот, вторые – высоких.
Наиболее эффективны покрытия из вязкоупругих материалов, к которым относится твердая пластмасса, рубероид, изол, битуминизированный войлок со слоем фольги. Коэффициент потерь таких слоистых покрытий составляет 0,15-0,40.
В качестве жестких применяются металлические покрытия на основе алюминия, меди, свинца, олова и гальванических покрытий, однако их эффективность значительно ниже, чем у слоистых. К мягким вибродемпфирующим покрытиям относятся мягкие пластмассы, резины, пенопласт и др. Коэффициент потерь таких покрытий составляет 0,05-0,50.
Если обрабатываемая поверхность имеет сложную форму, то для демпфирования применяют мастичные покрытия, представляющие собой смесь синтетических смол и наполнителя, а также мастику «Антивибрит» на основе эпоксидных смол.
IY. Динамическое гашение (виброгашение) - присоединение к защищаемому объекту системы, реакции которой уменьшают размах вибрации объекта в точках присоединения системы; осуществляется несколькими способами, например, установка агрегата на фундаменты, масса которых рассчитывается таким образом, чтобы амплитуда колебаний подошвы фундамента не превышала 0,1 – 0,2 мм, в особо ответственных случаях – 0,05 мм.
Эффективный способ виброгашения – установка динамических виброгасителей, уменьшающих уровень вибрации защищаемого объекта. Недостаток способа – эффективен только при определенной частоте, соответствующей резонансной частоте колебаний агрегата.
Для снижения вибрации часто используются ударные виброгасители: маятниковые, пружинные и плавающие. В них происходит преобразование кинетической энергии относительного движения конструктивных элементов в энергию соударения деформации, которая рассеивается за счет действия сил внутреннего и внешнего трения.
Y. К техническим мероприятиям, снижающим уровень вибрации относится создание новых конструкций инструментов и машин, вибрация которых не должна выходить за пределы безопасной для человека, а усилие, прикладываемое руками рабочих к ручной машине, должно быть в пределах 15-20 кг. В таких конструкциях снижение вибрации достигаться за счет увеличения жесткости системы с помощью введения ребер жесткости.
YI. Виброизоляции обеспечивает снижение вибрации за счет уменьшения передачи колебаний от агрегата к защищаемому объекту путем установки между ними дополнительных устройств.
В качестве средств виброзащиты иногда используют гибкие вставки в коммуникациях воздуховодов, разделение гибкой связью перекрытий и несущих конструкций зданий; устройство «плавающих» полов, в которых настил пола отделяется от перекрытия упругими прокладками; ручной виброинструмент с виброзащищенными рукоятками; виброизолирующие опоры на упругих подставках в сочетании с пружинами и другие устройства.
При эксплуатации машин и оборудования для устранения вибрации применяют изоляцию из дерева, резины, войлока, пробки, пружин, рессор, которые помещают между машинами и оборудованием и их опорными основаниями.
Важным условием уменьшения или ослабления вибрации является жесткое соединение машин и аппаратов с их опорными основаниями.
YII.Гигиенические и лечебно профилактические мероприятия при вибрации. В соответствии с положением о режиме труда работников виброопасных профессий общее время контакта с вибрирующими машинами не должно превышать 2/3 длительности рабочего дня. Продолжительность непрерывного воздействия не должна превышать 15-20 мин. Рекомендуются два регламентированных перерыва: 20 мин (через1-2 часа после начала смены) и 30 мин – через 2 часа после обеденного перерыва.
Для повышения защитных свойств организма, работоспособности и трудовой активности используют специальные комплексы производственной гимнастики, витаминопрофилактику (2 раза в год комплекс витаминов В, С, никотиновая кислота), спецпитание. Целесообразно проводить в середине или конце рабочего дня 5-10 минутные гидропроцедуры (ванночки при температуре 38 0 С и самомассаж рук).
В современных условиях развития общества решение проблем, связанных с обеспечением безопасной жизнедеятельности человека во всех сферах его деятельности от опасных и вредных факторов, является актуальным. Это обусловлено тем, что в последние годы в нашей стране и за рубежом происходит множество чрезвычайных ситуаций различного характера. При этом возникающие стихийные бедствия, аварии, катастрофы, загрязнение окружающей среды промышленными отходами и другими вредными веществами, а также применение в локальных войнах различных видов оружия создают ситуации, опасные для здоровья и жизни населения. Эти воздействия становятся катастрофическими, они приводят к большим разрушениям, вызывают смерть, ранения и страдания значительного числа людей. Чтобы умело и грамотно противостоять последствиям проявления любых опасностей в чрезвычайных ситуациях, необходимо постоянно совершенствовать уровень подготовки специалистов различных профилей, способных решать комплекс взаимосвязанных задач в обеспечении безопасной жизнедеятельности человека.
Основу научных и практических знаний, содержащихся в курсе "Безопасность жизнедеятельности", составляют знания, ранее излагавшихся в отдельных курсах: "Охрана труда", "Охрана окружающей среды" и "Гражданская оборона". Объединение курсов позволило расширить и углубить познания в области анатомо-физиологических свойств человека и его реакциях на воздействие негативных факторов; комплексного представления об источниках, количестве и значимости травмирующих и вредных факторов среды обитания. Предпосылкой такого подхода является значительная общность в указанных выше курсах целей, задач, объектов и предметов изучения, а также средств познания и принципов реализации теоретических и практических задач.
Различают санитарно-гигиеническое и техническое нормирование.
В первом случае производят ограничение параметров вибрации рабочих мест и поверхности контакта с конечностями работающих, исходя из физиологических требований, и снижающих возможность возникновения вибрационной болезни.
Во втором случае осуществляют ограничение параметров вибрации с учетом не только указанных требований, но и технически достижимого на сегодняшний день для данного вида машин уровня вибрации.
Санитарно-гигиеническое нормирование вибраций регламентирует параметры производственной вибрации и правила работы с виброопасными механизмами и оборудованием, ГОСТ 12.1.012-90 «ССБТ. Вибрационная безопасность. Общие требования», СН 2.2.4/2.1.8.566-96 «Производственная вибрация, вибрация в помещениях жилых и общественных зданий».
Документы устанавливают: классификацию вибраций, методы гигиенической оценки, нормируемые параметры и их допустимые значения, режимы труда лиц виброопасных профессий, подвергающихся воздействию локальной вибрации, требования к обеспечению вибробезопасности и к вибрационным характеристикам машин.
Вибрационная нагрузка на оператора нормируется для каждого направления действия вибрации.
Для локальной вибрации норма вибрационной нагрузки на оператора обеспечивает отсутствие вибрационной болезни, что соответствует критерию "безопасность".
Для общей вибрации нормы вибрационной нагрузки на оператора установлены для категорий вибрации и соответствующих им критериям оценки по табл. 1.
При гигиенической оценке вибраций нормируемыми параметрами являются средние квадратичные значения виброскорости v (и их логарифмические уровни L v) или виброускорения для локальных вибраций в октавных полосах частот, а для общей вибрации - в октавных или третьоктавных полосах. Допускается интегральная оценка вибрации во всем частотном диапазоне нормируемого параметра, в том числе по дозе вибрации D с учетом времени воздействия.
Для общей и локальной вибрации зависимость допустимого значения виброскорости от времени фактического воздействия вибрации, не превышающего 480 мин (8-ми часовой рабочий день), определяется по формуле:
где - допустимое значение виброскорости для длительности воздействия 480 мин.
|
Характеристика условий труда |
Пример источников вибрации |
|
|
1 безопасность |
Транспортная вибрация, воздействующая на операторов подвижных самоходных и прицепных машин и транспортных средств при их движении по местности, аэрофонам и дорогам, в том числе при их строительстве |
Тракторы, сельскохозяйственные и промышленные, машины для обработки почвы, уборки и посева сельскохозяйственных культур; автомобили, строительно-дорожные машины, в том числе бульдозеры, скреперы, грейдеры, катки, снегоочистители и т.п.; самоходный горно-шахтный транспорт. |
|
2 граница снижения производительности труда |
Транспортно-технологическая вибрация, воздействующая на операторов машин с ограниченной подвижностью, перемещающихся только по специально подготовленным поверхностям производственных помещений, промышленных площадок и горных выработок |
Экскаваторы, краны промышленные и строительные, машины для загрузки мартеновских печей; горные комбайны; шахтные погрузочные машины; самоходные бурильные каретки; путевые машины бетоноукладчики; напольный производственный транспорт |
|
3 тип "а" граница снижения производительности труда |
Технологическая вибрация, воздействующая на операторов стационарных машин и оборудования или передающаяся на рабочие места, не имеющие источников вибрации |
Станки металло- и деревообрабатывающие, кузнечнопрессовое оборудование, литейные машины, электрические машины, насосные агрегаты, вентиляторы, буровые станки, оборудование промышленности стройматериалов (кроме бетоноукладчиков), установки химической и нефтехимической промышленности, стационарное оборудование сельскохозяйственного производства |
|
3 тип "в" комфорт |
Вибрация на рабочих местах работников умственного труда и персонала, не занимающегося физическим трудом |
Диспетчерские, заводоуправления, конструкторские бюро лаборатории, учебные помещения, вычислительные центры, конторские помещения, здравпункты и т.д. |
Санитарные нормы параметров вибрации приведены в ГОСТ 12.1.012-90 "Вибрационная безопасность" и СН 2.2.4/2.1.8.566-96 "Про-изводственная вибрация, вибрация в помещениях жилых и общественных зданий".
Нормируемыми параметрами вибрации являются спектральные и корректированные по частоте средние квадратические значения виброускорения , виброскорости и их логарифмические уровни , (табл. П.3-П.8).
При нормировании параметров вибрации учитываются следующие факторы.
1. Вид вибрации (общая, локальная, вертикальная, горизонтальная).
3. Временная характеристика вибрации (постоянная, непостоянная). При непостоянной вибрации нормой вибрационной нагрузки на оператора являются одночисловые эквивалентные корректированные значения контролируемых параметров.
4. Нормируемый диапазон частот:
· для локальной вибрации в виде октавных полос со среднегеометрическими частотами 8, 16, 31.5, 63, 125, 250, 500, 1000 Гц;
· для общей вибрации – октавных полос со среднегеометрическими частотами 1, 2, 4, 8, 16, 31.5, 63 Гц;
· для общей вибрации – 1/3 октавных полос со среднегеометрическими частотами от 0.8 до 80 Гц.
5. Длительность действия вибрации. При длительности действия вибрации менее 8 ч. (480 мин.) допустимые значения виброускорения и виброскорости определяются по формулам:
, (7)
, (8)
где , – допустимые значения виброускорения и виброскорости при длительности действия в течение 8 ч. (по ГОСТ 12.1.012-90, СН 2.2.4/2.1.8.566-96);
Т – фактическое время воздействия вибрации, мин.
Допустимые значения уровней виброскорости и виброускорения с учетом длительности действия определяются по формулам (5-6) или по табл. П.9, П.10 и формулам (9-10):
, (9)
, (10)
где , – допустимые значения уровней виброускорения, виброскорости при длительности воздействия в течение 8 часов по ГОСТ 12.1.012-90, СН 2.2.4/2.1.8.566-96.
Причины возникновения вибрации
1. Неуравновешенные силовые воздействия, источниками которых могут быть детали и узлы оборудования, имеющие возвратно-поступательное движение (кривошипно-шатунные механизмы, вибротрамбовки, лесопильные рамы, фанерострогальные станки и т.п.).
2. Неуравновешенные вращающиеся массы (ручной электрический и пневматический инструмент, режущий инструмент станков, электродвигатели, вентиляторы и т.п.).
3. Соударение деталей узлов в процессе работы оборудования (зубчатые соединения, подшипниковые узлы и т.п.).
4. Взаимодействие рабочих органов оборудования с обрабатываемым материалом (режущие инструменты металло- и деревообрабатывающих станков, грейферы грузоподъемных кранов, лесозаготовительных машин, ковши, отвалы, ножи строительно-дорожных машин и т.п.).
5. Кинематическое возбуждение вибрации при движении машин и механизмов по неровной опорной поверхности (автомобили, электро- и автопогрузчики, трактора, лесозаготовительные машины, тягачи, строительно-дорожные машины, наземный транспорт и т.п.).
6. Гидроаэродинамические воздействия, возникающие при работе оборудования (гидроприводы, пневмоприводы, вентиляторы и т.п.).
7. Износ оборудования, некачественные сборка узлов, монтаж оборудования.
Методы обеспечения вибробезопасности
ГОСТ 12.1.012-90 "Вибрационная безопасность" предусматривает технические и организационные методы защиты от вибрации. Наиболее эффективны технические методы, которые в свою очередь подразделяются на методы, уменьшающие параметры вибрации в источнике ее возбуждения, и методы защиты от вибрации на путях ее распространения.
К основным методам, уменьшающим параметры вибрации в источнике ее возбуждения, относятся следующие.
1. При проектировании:
· изменение конструктивных элементов источника возбуждения, обеспечивающее их безударное взаимодействие (замена прямозубых шестерен на косозубые, шевронные; замена кулачковых и кривошипных механизмов равномерновращающимися, механизмами с гидроприводами; применение на станках ножевых валов с винтообразной режущей кромкой и т.п.);
· изменение характера возбуждающих воздействий;
· выбор режима работы оборудования (например, изменение частоты колебаний);
· замена возвратно-поступательных движений вращательными;
· замена подшипников качения на подшипники скольжения;
· отстройка от режима резонанса изменением массы и жесткости оборудования или установлением нового рабочего режима.
2. При изготовлении деталей:
· использование материалов в соответствии с Техническими условиями;
· повышение класса точности обработки, соблюдение допусков;
· термическая обработка в соответствии с установленными режимами.
3. При сборке узлов, оборудования:
· качественная центровка приводного и приводимого механизмов;
· качественная балансировка вращающихся масс;
· обеспечение необходимой жесткости соединения.
4. При монтаже стационарного оборудования:
· обеспечение соответствия массы и конструкции фундамента величине усилий, возникающих при работе оборудования;
· установка оборудования на виброизолирующее основание;
· качественное крепление оборудования к фундаменту.
5. При эксплуатации оборудования – своевременное и качественное техобслуживание:
· смазка сопряженных деталей;
· замена изношенных деталей;
· обеспечение необходимой жесткости соединений.
К основным методам защиты от вибрации на путях ее распространения относятся следующие:
1. Виброизоляция. Этот способ защиты заключается в уменьшении передачи колебаний от источника возбуждения оборудования защищаемому объекту (основанию, рабочему месту, строительной конструкции) при помощи устройств, помещаемых между ними (виброизоляторов, пружин, упругих прокладок). Эффективность виброизоляции определяется коэффициентом передачи КП, который рассчитывается по формуле:
, (11)
где , , – амплитуда виброперемещения, виброскорость, виброускорение на рабочем месте;
, , – амплитуда виброперемещения, виброскорость, виброускорение на рабочем месте при использовании виброзащитного модуля.
Эффективность виброизоляции в децибелах определяют по формуле:
. (12)
Эффективность виброизоляции в процентах определяют по формуле:
%, (13)
где – среднее квадратическое значение виброскорости до применения виброзащиты, м/с; – среднее квадратическое значение виброскорости после применения виброзащиты, м/с.
2. Динамическое виброгашение. Динамическое гашение вибрации осуществляют путем установки оборудования на фундамент с определенной массой или применением динамических виброгасителей. Динамические виброгасители представляют собой дополнительную колебательную систему, собственная частота которой настроена на основную частоту колебаний оборудования, вибрация которого снижается. Подбором массы и жесткости виброгасителя обеспечивается выполнение условия . Виброгаситель жестко крепится на вибрирующем оборудовании, поэтому в нем в каждый момент времени возбуждаются колебания, находящиеся в противофазе с колебаниями оборудования.
3. Вибродемпфирование (вибропоглощение). Это процесс уменьшения уровня вибрации защищаемого объекта путем превращения энергии механических колебаний данной колеблющейся системы в тепловую энергию.
Уменьшение параметров вибрации может осуществляться:
· использованием в качестве конструкционных материалов с большим внутренним трением (сплавы на основе меди, никеля, кобальта, марганца с содержанием меди, магниевые сплавы, твердые пластмассы, прессованная древесина, твердая резина);
· нанесением на вибрирующие поверхности упруго вязких материалов, обладающих большими потерями на внутреннее трение (жесткие, мягкие, комбинированные вибродемпфирующие покрытия);
· применением поверхностного трения (например, при колебаниях изгиба двух скрепленных и плотно прилегающих друг к другу пластин).
При кинематическом возбуждении вибрации применяются следующие методы по ее снижению:
· изменение конструкции элементов оборудования;
· уменьшение неровностей пути перемещения самоходных и транспортных машин;
· повышение амортизирующей способности опорных элементов самоходных и транспортных машин.
Эффективными способами защиты работающих от действия вибрации являются дистанционное управление, автоматизация производственных процессов.
Если техническими методами невозможно снизить уровень вибрации до гигиенических норм, рекомендуется использование средств индивидуальной защиты: виброзащитных рукавиц, перчаток, виброзащитной обуви.
К организационным методам защиты от вибрации относятся следующие:
· Нормирование параметров вибрации.
· Контроль за уровнем вибрации на рабочих местах.
· Организация рационального режима труда и отдыха.
· Исключение контакта работающих с вибрирующими элементами.
· Выбор оборудования с наименьшими параметрами вибрации.
· Своевременное техобслуживание оборудования.
· Профилактическое лечение.
· Обеспечение санитарно-бытовыми помещениями и устройствами (ручными, ножными ваннами и т.п.).
ПРАКТИЧЕСКАЯ часть
Работа состоит из экспериментальной и расчетной частей. В экспериментальной части нужно сделать оценку условий труда по вибрации, выполнив измерения фактических параметров вибрации и сравнив их с допустимыми. В расчетной части должны быть решены задачи. Исходные данные для расчетов представлены в табл. П.11.
Описание экспериментальной установки
Экспериментальная установка представлена на рис. 3.
Рис. 3. Схема экспериментальной установки для измерения параметров вибрации
Установка включает в свой состав: вибростенд 1, генератор электрических сигналов 2, измеритель шума и вибрации 3, объект виброизоля-
ции 4 (имитирующий рабочее место) с вибродатчиком, виброзащитный модуль 5.
Источником вибрации является вибростенд, имитирующий производственное оборудование, приборы, инструменты, генерирующие вибрацию. Вибростенд имеет электромагнитную систему возбуждения вибрации. Электрический сигнал подается на катушку возбуждения генератором сигналов 2 (рис. 4). Генератор позволяет формировать электрический сигнал большой мощности в широком диапазоне частот. Катушка возбуждения обеспечивает перемещение стола вибростенда с определенными частотой и амплитудой, что позволяет регулировать параметры создаваемой вибрации.
Внешний вид генератора сигналов представлен на рисунке 4.
Объект виброизоляции (рабочее место) представляет собой устройство, которое обеспечивает установку пластинки с вибродатчиком с целью измерения параметров вибрации. Массу объекта виброизоляции можно изменять за счет установки на нем дополнительных металлических пластин, входящих в его состав.
Виброзащитный модуль, назначением которого является уменьшение параметров вибрации, передающейся на рабочее место, представляет собой устройство, состоящее из двух параллельных пластин, между которыми установлены виброизоляторы или виброизолирующая прокладка. В качестве виброизоляторов применяются витые пружины с различным диаметром проволоки или плоские пружины, расположенные между пластинами, имеющими различную массу. В качестве виброизолирующей прокладки используется пенополиуретан.
Различают техническое и гигиеническое нормирование вибрации.
Техническое нормирование вибрации устанавливает допустимые значения вибрационных характеристик для отдельных типов и групп машин и адресуется их создателям – конструкторам. Вибрационные характеристики служат критериями качества, надежности и безопасности самих машин.
Основу гигиенического нормирования вибрации составляют критерии здоровья человека при воздействии на него вибрации с учетом напряженности и тяжести труда. Вибрацию разграничивают на опасную и безопасную, научно обоснованные значения параметров которой составляют гигиенические нормы вибрации.
Основная цель нормирования вибрации на рабочихместах– это установление допустимых значений характеристик вибрации, которые при ежедневном систематическом воздействии в течение всего рабочего дня и в течение многих лет не могут вызвать существенных заболеваний организма человека и не мешают его нормальной трудовой деятельности.
Применение гигиенических норм дает возможность объективно оценивать условия труда на каждом рабочем месте, определять степень виброопасности, производить выбор методов и средств виброзащиты.
Основными документами, регламентирующими уровень вибрации на рабочих местах, являются ГОСТ 12.1.012-2004 “ССБТ. Вибрационная безопасность. Общие требования” и СН 2.2.4/2.1.8.566-96 “Производственная вибрация, вибрация в помещениях жилых и общественных зданий”. В этих документах приведены предельно допустимые значения колебательной скорости, колебательного ускорения и их уровней в октавных и третьоктавных полосах частот для локальной и общей вибрации в зависимости от источника возникновения, направления действия.
Нормативные документы устанавливают три метода нормирования вибрации, воздействующей на человека в производственных условиях:
Нормируемыми параметрами по первому методу являются: среднеквадратические значения виброскорости и виброускорения, логарифмические уровни виброскорости и виброускорения. Нормы установлены для локальной вибрации в октавных полосах частот, а для общей вибрации – в октавных и третьоктавных полосах частот.
По второму методу нормируемыми параметрами являются корректированные значения контролируемого параметра (виброскорость, виброускорение), их уровни, измеряемые с помощью специальных фильтров или вычисляемые по результатам спектральных измерений.
При оценке вибрации с помощью дозы нормируемым параметром является эквивалентное корректированное значение виброскорости и виброускорения, определяемое как корень квадратный из отношения дозы на время воздействия вибрации. Доза вибрации определяется как сумма произведения квадратов контролируемого параметра на время действия вибрации.
Дозовый метод позволяет быстро и надежно проводить оценку вибрации на рабочих местах работающих, определять предельное время работы даже в условиях трудно хронометрируемых режимов работы при действии нестационарной вибрации, оценивать вибронагруженность операторов в течение рабочей смены.
Предельно допустимые значения производственной локальной вибрации категории За на рабочих местах при длительности вибрационного воздействия 8 ч приведены в табл. 7.2 и 7.3.
Совокупность методов и средств для измерения величин, характеризующих колебания, называется виброметрией.
Измерение параметров вибрации регламентировано требованиями ГОСТ 12.1.012-2004. “ССБТ. Вибрационная безопасность. Общие требования”.
Таблица 7.2
Предельно допустимые значения производственной локальной вибрации
|
Среднегеометрические частоты октавных полос, Г ц |
Предельно допустимые значения по осям Х л, У л, Ζ л |
|||
|
виброускорения |
виброскорости |
|||
Измерения выполняются приборами, прошедшими поверку в ФГУ “Российский центр испытаний и сертификации” (Ростест). Имеют право проводить замеры параметров вибрации организации, имеющие аккредитованные лаборатории.
Виброизмерительные приборы, использующиеся для измерения параметров вибрации: измеритель шума и вибрации ВШВ-003; виброметр 00042 фирмы “Роботрон”; измеритель вибрации М-1300; виброметр 2515 фирмы “Брюль и Къер”; вибродозиметр ВД-01; цифровые виброметры SVAN 946, SVAN 947. Применяются индивидуальные дозиметры, использующие неэлектронные принципы регистрации дозы вибрации (оптико-механические, электрохимические, эффект контактной электризации и др.).
Таблица 7.3
Предельно допустимые значения вибрации рабочих мест категории За
|
Среднегеометрические частоты полос, Гц |
Предельно допустимое значение по осям Х 0 , У 0 , Z 0 |
|||||||
|
виброускорения |
виброскорости |
|||||||
|
Корректированные и эквивалентные корректированные значения и их уровни |
||||||||
