Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Производственный шум и вибрация. Учебное пособие
.pdf
ВИБРАЦИЯ
1.ПОНЯТИЕ ВИБРАЦИЯ
Вибрация представляет собой механические колебания твердого
тела вокруг положения равновесия (ГОСТ 12.1.012-90 «Вибрационная
безопасность. Общие требования»).
Действие вибрации определяется передачей человеку
механической энергии от источника колебаний. Вибрация с физической
точки зрения относится к колебательным процессам, происходящим в
механических системах, при которых материальное тело через
определенные промежутки времени проходит одно и тоже устойчивое
положение.
О вибрации также говорят в более узком смысле, подразумевая
механические колебания, оказывающие ощутимое влияние на человека.
В этом случае подразумевается частотный диапазон 1,6-1000 Гц.
Понятие вибрация тесно связано с понятиями шум, инфразвук, звук.
2. ЕДИНИЦЫ ИЗМЕРЕНИЯ
Основные параметры, характеризующие вибрацию:
1) Амплитуда (А), т.е. на какое расстояние отклоняется
вибрирующая поверхность или ручной инструмент от положения
равновесия (максимальное перемещение колеблющейся точки), м;
2) Скорость перемещения (колебательная скорость) (V), м/с;
2
3) Ускорение перемещения (колебаний) (W), м/с
21
;
4) Период колебаний Т, с;
5) Частота колебаний f, Гц (число колебаний в секунду).
Учитывая, что при любом колебательном движении непрерывно
изменяется скорость и ускорение (наибольшие на осевой линии
колебания и наименьшие в крайних позициях), вибрацию оценивают по
скорости и ускорению.
3. КЛАССИФИКАЦИЯ ВИБРАЦИИ
По способу передачи различают следующие виды вибрации:
- общую вибрацию, передающуюся через опорные поверхности на
тело сидящего или стоящего человека;
- локальную вибрацию, передающуюся через руки или ноги
человека, а также через предплечья, контактирующие с вибрирующими
поверхностями.
22
По направлению действия вибрацию различают на:
- действующую по трем осям, трехмерная вибрация;
- действующую по двум осям, двумерная вибрация;
- действующую по одной оси, одномерная вибрация.
В зависимости от источника возникновения различают
следующие виды вибраций:
- локальная вибрация, передающаяся человеку от ручного
механизированного (с двигателями) инструмента;
- локальная вибрация, передающаяся человеку от ручного
немеханизированного инструмента;
- общая вибрация 1 категории — транспортная вибрация,
воздействующая на человека на рабочих местах транспортных средств,
движущихся по местности, дорогам. Например: тракторы, грузовые
автомобили, скутеры, мотоциклы, мопеды;
- общая вибрация 2 категории — транспортно-технологическая
вибрация, воздействующая на человека на рабочих местах машин,
перемещающихся по специально подготовленным поверхностям
производственных помещений и т. п. Например: краны, напольный
производственный транспорт;
- общая вибрация 3 категории — технологическая вибрация,
воздействующая на человека на рабочих местах стационарных машин
или передающаяся на рабочие места, не имеющих источников
вибрации. Например: станки, литейные машины.
- общая вибрация в жилых помещениях и общественных зданиях
от внешних источников. Например: вибрация от проходящего трамвая.
23
- общая вибрация в жилых помещениях и общественных зданиях
от внутренних источников. Например: лифты, холодильники.
По источнику возникновения классифицируют только
общую вибрацию, подразделяя ее на следующие категории:
- транспортная, воздействующая на операторов подвижных
машин и транспортных средств при их движении по местности,
агрофонам и дорогам (в том числе при их строительстве);
- транспортно-технологическая, воздействующая на операторов
машин с ограниченным перемещением только по специально
подготовленным поверхностям производственных помещений,
промышленных площадок или горных выработок;
- технологическая, воздействующая на операторов стационарных
машин или передающаяся на рабочие места, не имеющие источников
вибрации.
По характеру спектра вибрации подразделяют на:
- узкополосную (в одной октаве);
- широкополосную (во всех октавных полосах частот).
По частотным характеристикам вибрация подразделяется на:
- низкочастотную 1-16 Гц;
- среднечастотную 31,5-63;
- высокочастотную более 63 Гц.
По временным характеристикам вибрации выделяют:
постоянные вибрации, для которых величина нормируемых
параметров изменяется не более чем в 2 раза (на 6дБ) за время
наблюдения;
непостоянные вибрации, для которых величина нормируемых
параметров изменяется не менее чем в 2 раза (на 6дБ) за время
наблюдения не менее 10 мин. при измерении с постоянной времени 1с.
24
Непостоянные вибрации подразделяются:
колеблющиеся во времени, для которых величина нормируемых
параметров непрерывно изменяется во времени;
прерывистые, когда контакт человека с вибрацией прерывается,
причем длительность интервалов, в течение которых имеет место
контакт, составляет более 1с;
импульсные, состоящие из одного или нескольких вибрационных
воздействий (например, ударов), каждый длительностью менее 1с.
4. ВЛИЯНИЕ ВИБРАЦИИ НА ЧЕЛОВЕКА
При изучении действия вибрации на организм человека нужно
учитывать, что колебательные процессы присущи живому организму
прежде всего потому, что они в нем постоянно протекают. Внутренние
органы можно рассматривать как колебательные системы с упругими
связями. Их собственные частоты лежат в диапазоне 3-6 Гц. При
воздействии на человека внешних колебаний таких частот происходит
возникновение резонансных явлений во внутренних органах, способных
вызвать травмы, разрыв артерий, летальный исход. Собственные
частоты колебаний тела в положении лежа составляют 3-6 Гц, стоя — 512 Гц, грудной клетки — 5- 8 Гц. Воздействие на человека вибраций
таких частот угнетает центральную нервную систему, вызывая чувство
тревоги и страха.
Воздействие производственной вибрации на человека вызывает
изменения как физиологического, так и функционального состояния
организма человека. Изменения в функциональном состоянии
организма проявляются в повышении утомляемости, увеличении
времени двигательной и зрительной реакции, нарушении
вестибулярных реакций и координации движений. Все это ведет к
25
снижению производительности труда. Изменения в физиологическом
состоянии организма — в развитии нервных заболеваний, нарушении
функций сердечно-сосудистой системы, нарушении функций опорнодвигательного аппарата, поражении мышечных тканей и суставов,
нарушении функций органов внутренней секреции. Все это приводит к
возникновению вибрационной болезни.
Диапазон величин потери
вибрационной чувствительности, дБ
Рекомендуемая оценка
результатов измерения
От – 12,5 до - 5 Обостренная чувствительность
От –5 до 10 В пределах нормы
От 10 до 15 Умеренно снижена
От 15 до 25 Заметно снижена
Свыше 25 Значительно снижена
В последнее время принято различать три формы вибрационной
болезни: периферическую — возникающую от воздействия вибрации на
руки (спазмы периферических сосудов, приступы побеления пальцев
рук на холоде, ослабление подвижности и боль в руках в покое и ночное
время, потеря чувствительности пальцев, гипертрофия мышц);
церебральную — от преимущественного воздействия вибрации на весь
организм человека (общемозговые сосудистые нарушения и поражение
головного мозга); смешанную — при совместном воздействии общей и
локальной вибрации.
Вредность вибрации усугубляется одновременным воздействием
на работающих пониженной температуры воздуха рабочей зоны,
повышенного уровня шума, охлаждения рук рабочего при работе с
ручными машинами, запыленности воздуха, неудобной позы и др.
26
5.НОРМИРОВАНИЕ ВИБРАЦИИ
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 рабочих местах – 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:
1) частотным (спектральным) анализом нормируемого параметра;
27
2) интегральной оценкой по частоте нормируемого параметра;
3) дозой вибрации.
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.
6. ЗАЩИТА ОТ ВИБРАЦИИ
Снижение степени вибрации происходит несколькими методами:
-уменьшение виброактивности;
-отстройка резонансных частот;
-вибродемпфирование;
-виброгашение;
-повышение жесткости системы;
-виброизоляция;
28
-использование средств индивидуальной защиты.
Для снижения виброактивности процессы в установках и
приборах, вызываемые толчками, должны быть исключены или
максимально уменьшены. Изменение режимов работы прибора,
изменение его массы или жесткости относятся к методу отстройки
резонансных частот.
Виброгашение используется в тяжелых конструкциях, а для
виброизоляции устанавливают пружины и резиновые виброизоляторы.
Вибродемпфирование – процесс, суть которого заключается в
получении тепловой энергии посредством виброгашения. Для этого на
прибор наносят материал, который обладает большими потерями на
трение.
Для повышения жесткости системы устанавливают ребра
жесткости, этот метод используется при низких и средних частотах.
Основной целью данных методов является установка допустимого
уровня вибрации, не оказывающего негативного влияния на организм
человека и не провоцирующего болезни.
В качестве средств индивидуальной защиты от вибрации для рук и
ног используются защитные перчатки, рукавицы, прокладки, вкладыши,
защитная обувь, стельки и подметки.
29
Виброизоляционные элементы одежды отличаются от обычных
наличием упругодемпфирующим элементом. Их изготавливают из
поролона, пенопласта или губчатой резины. Для защиты рук от
вибрации также применяют рукавицы с эластично-трубчатыми
элементами.
Трубчатые элементы крепятся накладками перпендикулярно оси
рукавицы или вставляются в накладной карман.
Виброзащитная обувь изготавливается в виде сапог, ботинок,
полусапог и полуботинок и оснащена подошвой или вкладышем из
упругодемпфирующего вещества.
Применение всех средств индивидуальной защиты от вибрации
снижает ее деструктивное воздействие на организм.
7. ПРИБОРЫ КОНТРОЛЯ
Самый главный признак – что умеет измерять прибор
Виброметр – это прибор для измерения параметров вибрации:
виброускорения, виброскорости, виброперемещения и частоты
колебаний.
Виброметры имеют внутренний датчик вибрации, встроенный в
корпус прибора или внешний датчик, подключённый к прибору
проводом. Внутренний датчик – это компактность прибора, а внешний
датчик позволяет измерить вибрацию в труднодоступных местах.
Виды приборов можно разделить по нескольким признакам.
Виброметры – измеряют только интегральное значение вибрации
(одно число). Самое популярное – виброскорости, так как существуют
30
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]