17

Федеральное агентство по образованию Российской Федерации

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

Тульский государственный университет

КАФЕДРА АЭРОЛОГИИ, ОХРАНЫ ТРУДА И ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ

ПРОИЗВОДСТВЕННАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ

Лабораторная работа №5

Исследование вибрации оборудования и эффективности средств защиты

Методические указания для студентов

Тула 2007

1. ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ

Цель работы: исследование параметров вибрации оборудования и эффективности средств защиты.

Задачи работы:рассчитать эффективность пружинных амортизаторов, измерить уровень вибрации оборудования, определить соответствие уровня вибрации нормативным значениям, оценить эффективность защиты от вибрации.

2. Основные теоретические положения

2.1.Воздействие вибрации на организм человека. Классификация вибрации

Вибрация -это механические колебания упругих тел, характеризующихся периодичностью изменения параметров. Вибрация возникает при неправильной балансировке валов, при работе машин ударного действия и т. д.

По способу передачи на человека различают общую и локальную вибрацию. Общая вибрация передается через опорные поверхности на тело сидящего или стоящего человека. Локальная вибраия передается через руки человека. Вибрация, воздействующая на ноги сидящего человека и на предплечья, контактирующие с вибрирующими поверхностями рабочих столов, может быть отнесена к локальной вибрации.

По направлению действия подразделяется в соответствии с направлением осей ортогональной системы координат x,y,z(рисунок 2.1).

Общей вибрации подвергаются машинисты электровозов, операторы мощных энергетических установок, насосных и компрессорных станций, кузнецы, водители сельскохозяйственной и землеройной техники и т.п. Она вызывает сотрясение всего организма и может повлечь за собой существенные нарушения его функций, а при большой интенсивности и в определенной области частот –разрыв тканей, нарушение сердечной деятельности, нервной системы и т.д.

Локальной вибрации подвергаются люди, работающие с ручным механизированным инструментом. Вибрация вовлекает в колебательное движение отдельные части тела и может привести к нарушению чувствительной кожи, окостенению сухожилий мышц, боли и отложению солей в суставах кистей рук и пальцев, деформациям и уменьшению подвижности суставов.

Длительное воздействие вибраций может привести к трудноизлечимой вибрационной болезни - стойкому нарушению физиологических функций организма. Особенно вредны вибрации с частотой 5…30 Гц, близкой к собственным частотам органов человеческого тела.

По временной характеристике вибрация различается на постоянную и непостоянную: постоянная вибрация, для которой контролируемый параметр за время наблюдения изменяется не более чем в 2 раза (на 5 дБ); непостоянная, для которой параметры изменяются более чем в 2 раза (на 5 дБ).

Рисунок 2.1 - Схемы воздействия вибрации на человека

а) – общая, б) – локальная

2.2. Показатели вибрационной нагрузки и нормирование вибрации

Показателями вибрационной нагрузки на человека являются: виброускорение, виброскорость, диапазон частот и время воздействия вибрации.

Для измерения и сравнения различных видов вибраций весь спектр частот разбивается на октавные полосы шириной от f_ниждо f_верх, причем

f_{верх .}/f_ниж = 2,

f_ср.г = (f_верх*f_ниж)^1/2,

где f_верх– верхняя граница октавной полосы, Гц;

f_ниж – нижняя граница октавной полосы, Гц;

f_ср.г – среднегеометрическая частота, Гц.

Среднегеометрические частоты f_ср.гхарактеризуют октавные полосы в целом, они стандартизированы. Для общей вибрации используются частоты 1; 2; 4; 8; 16; 31.5; 63 Гц, а для локальной 1, 2, 4, 8, 16, 31.5, 63, 125, 250, 500, 1000 Гц.

Измерение виброскорости производится на каждой октавной полосе. Учитывая, что абсолютные значения виброскорости изменяются в очень широких пределах, на практике чаще используется уровень виброскорости

(3.1)

где Lv – уровень виброскорости, дБ;

– измеренное (истинное) среднеквадратичное значение виброскорости,м/c;

₀– пороговое значение виброскорости, м/с.

Пороговое значение виброскорости ₀ = 510^-8м/с – это наименьшее значение виброскорости, которое начинает ощущать человек.

Значения нормируемых параметров вибрации приведены в ГОСТ 12.1.012-90 [1]. Следует отметить, что для общей вибрации нормы вибрационной нагрузки установлены по категориям вибраций (таблице 2.1):

1 - Транспортная вибрация, воздействующая на операторов подвижных самоходных и прицепных машин и транспортных средств при их движении по местности и дорогам, в том числе при их строительстве;

2 - Транспортно-технологическая вибрация, воздействующая на операторов машин с ограниченной подвижностью, перемещающихся только по специально подготовленным поверхностям производственных помещений, промышленных площадок и горных выработок;

3а - Технологическая вибрация, воздействующая на операторов стационарных машин и оборудования и передающаяся на рабочие места, не имеющие источников вибрации;

3б - Технологическая вибрация в производственных помещениях, где нет генерирующих вибрацию машин;

3в - Вибрация на рабочих местах работников умственного труда и персонала, не занимающаяся физическим трудом.

Таблица 2.1- Нормативные значения уровней виброскорости L_v, дБ, общей

вибрации при длительности ее воздействия 8 часов

Категория вибрации и критерий оценки	Направление воздействия вибрации	Октавные полосы со среднегеометрическими частотами fср.г., Гц
		1	2	4	8	16	31.5	63
Категория 1 Безопасность	Z0 X0,Y0	132 122	123 117	114 116	108 116	107 116	107 116	107 116
Граница снижения производительности труда
Категория 2	X0,Y0	–	117	108	102	101	101	101
Категория 3а	X0,Y0	–	108	99	93	92	92	92
Категория 3б	X0,Y0	–	110	31	85	84	84	84
Категория 3в Комфорт	X0,Y0	–	91	82	75	75	75	75