4. Краткие теоретические сведения

Вибрациями называются механические колебания материальных частиц, характеризующиеся периодичностью изменения параметров. Вибрации оказывают вредные воздействия на организм человека, обусловливая возникновение профессиональных заболеваний и снижение производительности труда.

Низкочастотные колебания до 20 Гц, если их воздействие систематическое, могут вызвать вибрационную болезнь. В этом случае страдает центральная нервная система, появляются головные боли, нарушение сна, утомляемость, отклонение в работе внутренних органов.

Вибрационная характеристика - количественный показатель вибрационной активности машины, устанавливаемый и контролируемый для оценки ее технических свойств с позиции обеспечения вибрационной безопасности труда.Степень вредности и опасности условий труда при воздействии на работающих вибрации (общей или локальной) устанавливается с учетом ее временных характеристик.

В зависимости от изменения во времени вибрация бывает постоянной и непостоянной.

Постоянная вибрация – вибрация, величина нормируемых параметров которой изменяется не более чем в 2 раза (на 6 дБ) за время наблюдения.

Непостоянная вибрация – вибрация, величина нормируемых параметров которой изменяется не менее чем в 2 раза (на 6 дБ) за время наблюдения.

По способу передачи на человека различают общую и локальную вибрацию.

По направлению действия вибрацию подразделяют в соответствии с направлением осей ортогональной системы координат.

Для общей вибрации направление осей Хо, Yo, Zo и их связь с телом человека показаны на рисунке 1а. Ось Zo - вертикальная, перпендикулярная к опорной поверхности, ось Хо - горизонтальная от спины к груди; ось Yo - горизонтальная от правого плеча к левому.

а) Общая вибрация

При охвате цилиндрических, торцевых и близких к ним поверхностей

При охвате сферических поверхностей

б) Локальная вибрация

Рис. 1. Направление координатных осей при действии вибрации

Для локальной вибрации направление осей Хл, Yл, Zл и их связь с рукой человека показаны на рисунке 1 б. Ось Xл - совпадает или параллельна оси места охвата источника вибрации (рукоятки, ложемента, рулевого колеса, рычага управления, обрабатываемого изделия, удерживаемого в руках). Ось Zл лежит в плоскости, образованной осью Xл и направлением подачи или приложения силы, и направлена вдоль оси предплечья. Ось Yл направлена от ладони.

Величина вибраций характеризуется амплитудой, частотой колебаний, скоростью и ускорением колебательного движения.

Амплитуда А упругих колебаний - наибольшее смещение точки колеблющегося звена от положения равновесного состояния.

Частота колебаний показывает число колебаний тела или точки в секунду. Измеряется частота в герцах.

Для защиты работающих от вредного воздействия вибраций используется большое количество методов и средств. Борьба с вибрациями на предприятиях осуществляется при конструировании технологических процессов, строительстве производственных помещений, а также в период эксплуатации машин, механизмов, инструмента.

Методы и средства вибрационной защиты классифицируются по ГОСТ 12.1.012-90.

К конструктивным и технологическим мероприятиям в борьбе с колебаниями в машиностроении относятся совершенствование кинематических схем, применение безударного воздействия деталей, плавное обтекание преград воздушными потоками, изменение жесткости или массы элементов конструкции машин для уменьшения амплитуды колебаний и устранения резонансных явлений, применение материалов, обладающих способностью поглощать колебательную энергию, использование прокладок, затрудняющих передачу колебаний от одной детали к другим.

Необходимо заменять возвратно-поступательное движение деталей агрегатов – вращательным, ковку, штамповку – прессованием.

Следует предусматривать минимальные допуски в сочленениях и тщательную балансировку трущихся деталей, агрегаты, вызывающие колебания, устанавливают на амортизаторы или на фундаменты, виброизолированные от конструкций зданий. Для уменьшения колебаний применяют амортизаторы и упругие прокладки, отделяющие вибрирующие машины и оборудование от строительных конструкций.

Для индивидуальной защиты от вибраций применяют рукавицы и перчатки (защита рук) со специальными вкладышами и прокладками, специальную обувь, наколенники – для зашиты ног оператора, нагрудники, пояса, специальные костюмы – для защиты тела оператора.