Лабораторная работа № 6

"Исследование производственной вибрации" общие сведения и цели работы

При эксплуатации машин с движущимися исполнительными органами или рабочими телами зачастую возникают вибрации, которые при определенных условиях препятствуют нормальному течению технологического процесса, оказывают вредное воздействие на организм человека либо являются источником аварий. Если не принимать технических и профилактических мер, то под влиянием вибраций может развиться виброболезнь, при которой нарушается работа нервной и сердечно-сосудистой систем человека, опорно-двигательного аппарата и пр. В связи с этим борьба с вибрацией представляет одно из важнейших направлений безопасности жизнедеятельности.

Основные способы борьбы с вибрацией оборудования:

- повышение жесткости машин и их элементов;

- выбор рациональных режимов работы оборудования;

- тщательная балансировка движущихся звеньев кинематических цепей;

- применение виброизоляторов.

Последний способ является весьма эффективным, тем не менее, в ряде случаев оказывается, что виброизоляторы не всегда позволяют снизить уровень вибрации на заданную величину или до определенных значений.

В общем случае эффективность виброизоляторов можно охарактеризовать:

- вибропоглощающей способностью;

- эффективностью виброизоляции фундамента от машин;

- эффективностью гашения вибраций машины.

Кроме того, виброизоляторы можно оценивать и по тому, снижают они или нет уровень вибрации до определенного допустимого значения, предусмотренного санитарными нормами.

Цели лабораторной работы:

- изучение параметров вибрации оборудования и средств снижения вибрации;

- определение параметров вибрации на лабораторном стенде без виброизоляции;

- сравнение результатов измерений с нормируемыми величинами и вывод об условиях труда оператора;

- экспериментальная оценка эффективности пружинных виброизоляторов.

Теоретическая часть

Вибрация - это движение точек или механической системы, при котором происходит поочередное возрастание и убывание во времени значений, по крайней мере, одной координаты. Основными параметрами, характеризующими вибрацию, являются частота колебаний f, величина амплитуды смещения точек (вибросмещение) А, скорость перемещения точек (виброскорость) V, ускорение, с которым идет нарастание и убывание виброскорости (виброускорения) а.

В практике оценки вибрации используют также и относительные значения вибросмещения L_A, виброскорости L_V и виброускорения L_a в децибелах по отношению к их пороговым значениям:

,

где А₀  пороговое значение амплитуды, А₀ = 810^-12 м; V₀  пороговое значение виброскорости, V₀ = 510^-8 м/с; а₀  пороговое значение виброускорения, а₀ = 310^-4 м/с².

По воздействию на организм человека различают общую и локальную вибрацию. Общей вибрации организм подвергается под воздействием колебаний рабочего места (рабочей площадки, пола, сиденья). Общую вибрацию подразделяют на три категории:

транспортная вибрация (общая вибрация 1-й категории) воздействует на человека на рабочих местах самоходных и прицепных машин, транспортных средств при движении по местности и дорогам. К источникам транспортной вибрации относят сельскохозяйственные и промышленные тракторы, грузовые автомобили, снегоочистители и др;

транспортно-технологическая вибрация (общая вибрация 2-й категории) воздействует на человека на рабочих местах машин, передвигающихся по специально подготовленной поверхности производственных помещений, промышленных площадок. К источникам транспортно-технологической вибрации относят экскаваторы, краны про-мышленные, машины для загрузки мартеновских печей в металлургическом производстве, напольный производственный транспорт и др.;

технологическая вибрация (общая вибрация 3-й категории) воздействует на человека на рабочих местах стационарных машин или передается на рабочие места, не имеющие источников вибрации. К источникам технологической вибрации относят станки металло- и деревообрабатывающие, кузнечно-прессовое оборудование, литейные машины, вентиляторы и др.

Общую вибрацию 3-й категории по месту действия подразделяют на следующие типы:

- на постоянных рабочих местах производственных помещений (типа "а");

- на рабочих местах на складах, в столовых, бытовых, дежурных и других производственных помещениях, где нет машин  источников вибрации (типа "б");

- на рабочих местах в помещениях заводоуправления, конструкторских бюро, лабораторий, учебных пунктов, вычислительных центров, здравпунктов, конторских помещениях, рабочих комнатах и других помещениях для работников умственного труда (типа "в").

Источники возникновения локальных вибраций: ручные машины с двигателями, органы ручного управления машинами и оборудованием, ручные машины без двигателей, обрабатываемые детали.

Последствия воздействия вибрации зависят от ее вида, продолжительности и направления воздействия (рис. 1), частоты и амплитуды колебаний, а также от уровня шума, микроклиматических условий на рабочем месте и других сопутствующих факторов.

Гигиенические требования при работах с источниками вибрации регламентируют следующие документы:

СН 2.2.4/2.1.8.56696 «Санитарные нормы. Производственная вибрация, вибрация в помещениях жилых и общественных зданий»;

СанПиН 2.2.2.54096 «Гигиенические требования к ручным инструментам и организации работ»;

ГОСТ 12.1.01290. ССБТ «Вибрационная безопасность. Общие требования».

Гигиеническая оценка вибраций, воздействующая на человека, производится следующими методами:

частотным (спектральным) анализом нормируемого параметра;

интегральной оценкой по частоте нормируемого параметра;

интегральной оценкой с учетом времени вибрационного воздействия.

Нормируемый диапазон частот устанавливается:

- для локальной вибрации в виде октавных полос со среднегеометрическими частотами 8; 16; 31,5; 63; 125; 250; 500; 1000 Гц;

- для общей вибрации в виде октавных или 1/3 октавных полос со среднегеометрическими частотами 0,8; 1; 1,25; 1,6; 2,0; 2,5; 3,15; 4,0; 5,0; 6,3; 8,0; 10,0; 12,5; 16,0; 20,0; 25,0; 31,5; 40,0; 50,0; 63,0; 83,0 Гц.

При частотном (спектральном) анализе нормируемыми параметрами являются виброскорость V, виброускорение а или их логарифмические уровни L_V, L_а.

При интегральной оценке по частоте нормируемым параметром является корректированное значение виброскорости и виброускорения или их логарифмические уровни.

При интегральной оценке с учетом времени воздействия вибрации нормируемый параметр  это эквивалентное корректированное значение виброскорости или виброускорения или их логарифмический уровень.

Предельно допустимые величины нормируемых параметров производственной вибрации при длительности вибрационного воздействия 480 мин (8 ч) приведены в табл. 6.16.3.