4. Меры и средства защиты от вибрации

Мероприятия и средства защиты от вибрации по организационному признаку делятся на коллективные и индивидуальные. Коллективные мероприятия и средства виброзащиты можно распределить по следующим направлениям:

- снижение вибрации в источнике ее возникновения;

- уменьшение параметров вибрации на пути ее распространения от источника;

- организационно-технические мероприятия;

- лечебно-профилактические мероприятия.

Уменьшение вибрации в источнике ее возникновения достигается путем применения таких кинематических и технологических схем, которые устраняют или минимально снижают действие динамических сил. Так, вибрация ослабляется при замене кулачковых и кривошипных механизмов на механизмы, вращающиеся с равномерной скоростью, механических приводов - на гидравлические и др. Уменьшение вибрации достигается также статическим и динамическим уравновешиванием механизмов и вращающихся объектов. Следует отметить, что действие динамических сил может усилиться вследствие износа отдельных механизмов, появления зазоров и люфтов, плохого сцепления деталей, что приводит к усилению вибрации. При проектировании оборудования важно предусмотреть недопущение резонансных режимов его работы. Это достигается рациональным выбором массы и жесткости колеблющейся системы или частоты исходной силы.

Контакта работника с виброобьектом, а затем и вредного воздействия вибрации можно избежать путем использования дистанционного управления, автоматического контроля и сигнализации, а также применения захисного ограждения. Если этого достичь невозможно, то необходимо при контакте работника с виброобьектом добиться уменьшения параметров вибрации на пути ее распространения от источника исходной силы. Этого можноа достичь с помощью вибропоглащения, виброгашения и виброизоляциії.

Вибропоглащение заключается в искусственном увеличении потерь в колебательной системе, при этом энергия вибрации превращается в тепловую. На практике для этого часто используют конструктивные материалы с большим внутренним трением (пластмассы, сплавы марганца и меди, магниевые сплавы и т др.) или наносят на поверхности слой упруго-вязких материалов, которые увеличивают внуренние трения в колеблющейся системе (покрытия поверхностей резиной и упруго-вязкими мастиками на основе полимеров, смазки узлов и соединений).

Динамическое виброгашения заключается в увеличении реактивного сопротивления колеблющейся системы. Средства динамического виброгашения по принципу действия делятся на ударные и динамические виброгасители. Последние по конструктивным признакам могут быть пружинными, маятниковыми, эксцентриковыми и гидравлическим. Они обычно представляют собой дополнительную колеблющуюся систему, которая устанавливается на агрегате массой М и жесткостью С (рис.4.) Причем масса т и жесткость с этой системы подобраны таким образом, что в каждый момент времени возбуждаются колебания, находящиеся в противофазе с колебаниями агрегата. Недостатком динамических виброгасителей является то, что они настроены на определенную частоту, которая соответствует их резонансным режимам колебания.

Для снижения вибрации применяют также ударные виброгасители маятникового, пружинного и плавающего типов. В них осуществляется переход кинетической энергии относительного движения элементов, контактирующих, в энергию деформации по распространению напряжений из зоны контакта.

Рис.4 Схема действия динамического виброгасители

Вследствие этого энергия распределяется по объему элементов виброгасителя. Одновременно происходит рассеивание энергии вследствие действия сил внешнего и внутреннего трени. Маятниковые ударные виброгасители используются для гашения колебаний частотой 0,4-2,0 Гц, пружинные - 2-10 Гц, плавающие и - более 10 Г Гц.

Динамическое виброгашения достигается также установлением агрегата на массивном фундаменте (рис.5). Масса фундамента подбирается таким образом, чтобы амплитуда его колебаний не превышала допустимых значений.

Виброизоляция заключается во введении в колеблющуюся систему дополнительного упругой связи, которая препятствует передаче вибрации от вибрирующего объекта, к основанию, смежных конструкций или человека (рис.6).

Виброизоляция является единственным эффективным способом уменьшения вибрации, передаваемой на руки от ручного механизированного інструмента. Для этого черенок отделяется от корпуса вибрирующего инструмента с помощью упругого элемента (рис.7.

Рис.5 Схема фундамента под тяжелые металлообрабатывающие станки:

1 - амортизаторы, 2 - пружины, С - фундаментная плита, 4 - станина станка

Рис.6 Принципиальная (в) и расчетная (б) схемы виброизолирующей системы: 1 - виброизолирующий объект массой М 2 - виброизолятор с упругостью с и коэффициентом сопротивления; 3 - объект вибрирующий, массой М2

Рис.7 Виброизолирующий черенок: 1 - черенок 2 - пружина, 3 - подшипник 4 - корпус

Упругие элементы, вводимые в колеблющуюся систему (виброизоляторы, амортизаторы), могут быть пружинные, резиновые, гидравлические, пневматические и комбинированные (рис.8):

Рис.8 Виброизоляционные амортизаторы:

а - ребристая резина; б - пружинный амортизатор, запрессован в резиновую массу; в - комбинированный (пружинно-резиновый) амортизатор

Комплекс лечебно-профилактических мероприятий защиты от вибрации предусматривает: предварительный и периодические медицинские осмотры; запрет допуска к вибрационным работам лиц моложе 18 лет и имеющих противопоказания в состоянии здоровья; лечебную гимнастику и массаж рук, специальные режимы труда и отдыха. Так, если допустимое суммарное время действия локальной вибрации больше необходимого технологического времени работы за смену, то оно должно произвольно распределяться в пределах рабочей смены с соблюдением двух регламентированных перерывов (первый - 20 мин через 1-2 часа от начала работы, второй - 30 мин через 2 ч после обеденного перерыва) и обеденного перерыва не менее 40 хв.

Средства индивидуальной защиты (СИЗ) от вибрации по месту контакта работника с виброизолирующим объектом, делятся на: СИЗ для рук (рукавицы, перчатки, прокладки) СИЗ для ног (специальная обувь, подметки, ковры, наколенники) СИЗ для тела (нагрудники, пояса, специальные костюмы).