7 Расчет параметров локальной вибрации

Вибрация – это сложный колебательный процесс, возникающий при периодическом смещении центра тяжести тела или системы тел от положения равновесия, а также при периодическом изменении формы тела, которую оно имело в статическом положении. Вибрация возникает при работе машин и механизмов, инструментов, имеющих неуравновешенные вращающиеся или совершающие возвратно-поступательные движения узлы и детали.

По способу передачи на человека вибрации подразделяются на общую, передающуюся через опорные поверхности на тело человека, и локальную, передающуюся через руки человека.

Систематическое воздействие локальной вибрации вызывает вибрационную болезнь (неврит) с потерей трудоспособности. Общая вибрация оказывает неблагоприятное воздействие на нервную и сердечно-сосудистую системы, вызывает нарушение опорно-двигательного аппарата, желудочно-кишечного тракта.

Общую вибрацию по источнику ее возникновения подразделяют на:

- транспортную, которая возникает в результате движения машин по местности, агрофонам и дорогам (в том числе при их строительстве);

- транспортно-техническую, которая возникает при работе машин, выполняющих технологическую операцию в стационарном положении и (или) помещении со специально подготовленной части производственного помещения.

- техническую, которая возникает при работе стационарных машин или передается на рабочие места, не имеющие источников вибрации.

По направлению действия вибрацию подразделяют на действующую вдоль осей ортогональной системы координат для общей вибрации и действующую вдоль ортогональной системы координат. Вибрационная нагрузка на человека нормируется для каждого направления действия вибрации.

По временной характеристике различаются:

- постоянная вибрация, для которой спектральный или коррекционный по частоте контролируемый параметр за время наблюдения изменяется не более чем в 2 раза (на 6 дБ);

- непостоянная вибрация, для которой эти параметры за время наблюдения изменяются более чем в 2 раза.

Показателями вибрационной нагрузки на оператора являются виброускорение, виброскорость, диапазон частот, время воздействия вибрации.

Вибрация оказывает отрицательное воздействие на организм человека и может привести к нарушению деятельности различных функций организма, заболеванию центральной нервной системы, появлению головной боли, поражению органов слуха и т.п. Вредное влияние вибрации оказывается при достижении определенных пределов амплитуды и частоты. Сильно ощущение вибрации наблюдается при частотах от 3 до 100 Гц и при амплитудах от 0,6 до 0,003 мм и являются вредными.

Наиболее вредные частоты:

- для всего тела 6 Гц;

- для внутренних органов 8 Гц;

- для головы 25 Гц;

- для центральной нервной системы 250 Гц.

При амплитудах колебания менее 0,02 мм и частотах более 15 Гц основное влияние оказывает виброскорость.

Для обеспечения вибрационной безопасности труда разработан комплекс мероприятий и средств защиты. Основными составляющими этого комплекса являются технические методы и средства борьбы с вибрацией в источнике ее возникновения и на путях ее распространения к рабочему месту, а также организационные мероприятия.

Технические методы и средства борьбы с вибрацией главным образом направлены на изменение ее интенсивности, воздействующей на человека. При этом критерием эффективности служит степень достижения нормативов вибрации, установленных для рабочих мест.

По организационному признаку методы виброзащиты подразделяются на коллективную и индивидуальную виброзащиту.

По отношению к источнику возбуждения вибрации методы коллективной защиты подразделяются на методы, снижающие параметры вибрации:

- воздействием на источник возбуждения;

- на путях ее распространения от источника возбуждения.

По виду реализации методы, снижающие передачу вибрации при контакте оператора с вибрирующим объектом, предусматривают:

- использование дополнительных устройств, встраиваемых в конструкцию машины и в строительные конструкции (виброизоляция, динамическое виброгашение);

- изменение конструктивных элементов машин и строительных конструкций;

- использование демпфирующих покрытий;

- антифазную синхронизацию двух или нескольких источников возбуждения вибрации.

К средствам индивидуальной защиты рук от воздействия вибрация относятся виброзащитные рукавицы или перчатки, а также прокладки или пластины, снабженные креплениями для руки. Эти средства следует использовать при работе с ручным механизированным, электрическим и пневматическим инструментом.

Расчет параметров локальной вибрации

Даны значения скорости вибрации в октавных полосах частот, измеренные на рукоятке бензомоторной пилы. Необходимо определить уровни скорости вибрации в децибелах для каждой октавной полосы и общий уровень вибрации. Сравнить полученные значения с нормативными. Вычислить эффективность вибродемпфирующего покрытия.

1 Зная значения скоростей вибраций для октавных полос, определить уровень скорости N_υ по формуле:

(18),

где N_υ - уровень скорости вибрации, дБ:

υ₀ – нулевой порог, υ₀ =5∙10^-8 мс^-1.

2 Определить общий уровень вибрации путем последовательного сложения уровней вибрации в соответствии с правилом сложения величин, выраженных в децибелах.

3 Определить степень превышения уровней вибрации над нормативными значениями (по табл. А.15). Определить, в какой из октавных полос находится основная резонансная частота бензиномоторной пилы (где уровень скорости вибрации наибольший).

4 Вычислить, на сколько децибел снизится уровень колебательной скорости на рукоятке бензиномоторной пилы при покрытии ее вибродемпфирующим материалом, по формуле:

(19),

где ∆N – эффективность вибродемпфирования, дБ;

η₁ – коэффициент потерь вибрирующей поверхности до нанесения вибропоглощающего покрытия (для стали η₁ = 0,01);

η_∑ - то же, при наличии вибропоглощающего покрытия.

5 Найти уровень скорости вибрации рукоятки бензиномоторной пилы на резонансной частоте при наличии вибродемпфирующего покрытия по формуле:

N_в = N₀ - ∆N (20),

где N₀ – уровень скорости вибрации на резонансной частоте до нанесения вибропоглощающего покрытия, дБ;

∆N – эффективность вибропоглощающего покрытия, дБ. (для стали η₁= 0,01)

Результаты расчетов представлены графически и в таблице 3.

Таблица 3 – Форма представления расчетов

Величина	Активные полосы частот, Гц								Общий уровень дБ
	16	32	63	125	250	500	1000	2000
V,-1 мс	4*10-3	3*10-3	12*10-3	38*10-3	48*10-3	35*10-3	15*10-3	10*10-3	0.035
NV, дБ	98	96	108	118	120	117	110	86	117
NVN, дБ	120	117	114	111	108	105	102	99
NV- NVN	85	83	95	105	107	104	97	73

Рисунок 6 – Графическое представление результатов расчетов: 1 – уровни скорости вибрации, дБ; 2 – уровни колебательной скорости, дБ; 3 – уровень скорости вибрации рукоятки бензиномоторной пилы на резонансной частоте при наличии вибродемпфирующего покрытия, дБ.

Произведенные расчеты позволяют сделать вывод о том, что вибродемпфирующее покрытие с коэффициентом потерь вибрирующей поверхности 0,035 позволяет снизить уровень скорости вибрации рукоятки бензопилы до допустимого уровня.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В процессе выполнения данной расчетно-графической работы были выполнены соответствующие расчеты и получены следующие результаты:

- при расчете бокового естественного освещения для производственного помещения было установлено, что так как зрительная работа относится к VI и не имеет высокой точности, то рассчитанное количество окон (4) будет достаточно для выполнения работ;

- расчет внутреннего искусственного освещения производственного помещения показал, что в данном помещении необходимо 15 светильников;

- определен уровень звукового давления шума при работе двух бензомоторных пил, установлено его превышение над допустимым уровнем. Подобрано средство индивидуальной защиты – наушники ВЦНИИОТ-2М–, которые позволяют снизить уровень звукового давления до допустимых значений в соответствии с ГОСТ 12.1.003-83;

- определили уровни скорости вибрации в децибелах для каждой октавной полосы и уровень вибрации. Сравнили полученные значения с нормативными. Вычислили эффективность вибродемпфирующего покрытия. Произведенные расчеты позволяют сделать вывод о том, что вибродемпфирующее покрытие с коэффициентом потерь вибрирующей поверхности 0,035 позволяет снизить уровень скорости вибрации рукоятки бензопилы до допустимого уровня.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1 Безопасность жизнедеятельности: Методические указания к выполнению расчетно-графической работы студентами V курса, обучающимися по направлению 656200 «Лесное хозяйство и ландшафтное строительство» [Текст] / сост. Р.В. Корытко, ГОС. инженер.- технол. акад.– Брянск, 2006. – 17 с.

2 Борисова, Н.Н. Анализ производственного шума [Текст]: Методические указания к лабораторной работе / Н.Н. Борисова. – Л., ЛТА, 1987. – 49 с.

3 ГОСТ 17770-72. Машины ручные. Допустимые уровни вибрации.

4 ГОСТ 12.1.003-76. ССБТ. Шум. Общие требования безопасности.

5 Обливин, В.Н. Безопасность жизнедеятельности в лесопромышленном производстве и лесном хозяйстве [Текст]: Учебник / В.Н. Обливин, Л.И. Никитин, А.А. Гуревич, под общей редакцией А.Ф. Щербаков. – Изд. 2-е, стериотипное. – М.: МГУЛ, 2001. – 500 с.: ил.

6 Русак, О. Н. Охрана труда в лесной и деревообрабатывающей про­мышленности [Текст] / О.Н. Русак. – Л., ЛТА, 1978. - 83 с.

7 СНпП 11-4-79. Нормы проектирования. Естественное и искусствен­ное освещение. М., Стройиздат, 1980.

8 СНиП П-12-77. Нормы проектирования. Защита от шума. М.. Стройиздат, 1978.

32