Тема 2.5. Вібрація

1. Причини виникнення вібрації і її дія на людину.

2. Заходи по зниженню вібрації машин і обладнання.

3. Засоби індивідуального захисту від вібрації і профілактичні заходи по попередженню її шкідливої дії.

1. Причиною виникнення вібрації є неурівноважені сили, що виникають при роботі машин і механізмів. В одних випадках джерелами вібрації є зворотно-поступальний рух деталей (кривошипно-шатунний механізм в двигунах, компресорах, бойок в ручних перфораторах, спеціальні вібраційні механізми), в інших випадках - неурівноважені маси, що обертаються (ручні, електричні і пневматичні шліфувальні машини та ін). Іноді вібрація виникає при ударах деталей одна об одну (зубчасті передачі, з’єднувальні муфти та ін). Наявність дисбалансу в усіх випадках приводить до появи неурівноважених відцентрових сил, що викликають вібрацію. Причиною дисбалансу може бути неоднорідність матеріалу тіла, що обертається, неспівпадіння центру маси тіла з віссю обертання та ін.

Розрізняють загальну та локальну (місцеву) вібрацію. Загальна вібрація викликає струс всього організму, місцева втягує в коливальний рух окремі частини тіла.

Під дію загальної вібрації попадають транспортні робітники, оператори компресорних і насосних станцій та ін. Локальна вібрація діє на працівників, які мають справу з електричними і пневматичними інструментами. Загальна вібрація з частотою менше 0,7 Гц хоч і неприємна, але не призводить до вібраційної хвороби. Наслідком такої дії може бути морська хвороба, що виникає через порушення нормальної діяльності органів рівноваги.

Різні внутрішні органи і окремі частини тіла (наприклад, голову чи серце) можна розглядати як коливальні системи з зосередженою масою, з'єднані між собою "пружинами" з певними пружними властивостями. Очевидно, що така система має ряд резонансів, частоти яких залежать також від положення тіла. Резонанс на частотах 4-6 Гц відповідає коливанням плечового поясу, бедер, голови відносно тулуба. Для більшості внутрішніх органів власні частоти знаходяться в межах 6-9 Гц. Коливання робочих місць з такими частотами дуже небезпечне, тому що може викликати механічні пошкодження і навіть розрив цих органів.

Систематична дія загальної вібрації в резонансній або білярезонансній частоті може стати причиною вібраційної хвороби - стійких порушень фізіологічних функцій організму, зумовлених дією вібрації на ЦНС. Ці порушення проявляються у виді головних болів, запаморочення, поганого сну, зниженої працездатності, поганого самопочуття, порушень серцевої діяльності.

Локальна вібрація викликає спазми судин, які, починаючи з кінцевих фаланг пальців, розповсюджуються на всю кисть, передпліччя і охоплюють судини серця. В результаті порушується периферійне кровопостачання. Одночасно спостерігається дія вібрації на нервові закінчення, м’язові і кісткові тканини, що виражається в порушенні чутливості шкіри, окостенінні сухожиль м’язів, болях і відкладах солей в суглобах кистей рук і пальців, що призводить до деформації і зменшення рухомості суглобів. Всі вказані зміни підсилюються в холодний період і зменшуються в теплий. Одночасно спостерігаються порушення діяльності ЦНС, як і при загальній вібрації.

Віброхвороба відноситься до групи профзахворювань, ефективне лікування яких можливе лише в ранніх стадіях, причому відновлення порушених функцій протікає дуже повільно, а в особливо тяжких випадках в організмі виникають незворотні зміни, що призводять до інвалідності.

2. До основних методів боротьби з вібрацією відносяться:

• зниження вібрації в джерелі її виникнення;

• відстройка від режиму резонансу;

• вібродемпферування;

• віброгасіння;

• віброізоляція;

Зниження вібрації в джерелі її виникнення. При конструюванні машин і проектуванні технологічних процесів перевагу слід віддавати таким кінематичним і технологічним схемам, при яких динамічні процеси, що викликані ударами, різкими прискореннями були б по можливості виключені або максимально знижені. Слід замінювати прямозубі передачі на більш досконалі. Незбалансовані маси, що обертаються - балансують.

Відстройка від режиму резонансу. Для ослаблення вібрацій велике значення має виключення резонансних режимів, тобто відстройка власних частот коливання агрегата від частоти сили, що їх викликає. Проводиться методом дослідження.

Вібродемпферування - зменшення рівня вібрації шляхом перетворення енергії механічних коливань в інші види енергії. Для цього використовуються конструкційні матеріали з великим внутрішнім тертям, з яких виробляють окремі деталі механізму, корпуси, застосовують їх для покриття поверхонь деталей і корпусів. До таких матеріалів відносяться пластмаси, дерево, гума.

Віброгасіння - зменшення рівня вібрації шляхом введення систем, що гасять, сприймають на себе коливання. Найчастіше віброгасіння реалізується шляхом встановлення агрегатів на самостійні фундаменти. На трубопроводах проводять гасіння вібрацій за допомогою буферних ємностей для перетворення пульсуючого потоку газу в рівномірний.

Віброізоляція - зменшення рівня вібрації об’єкта, який захищають, шляхом зменшення передачі коливань цьому об’єкту від джерела коливань. Для цього в коливальну систему вводять додатковий пружний зв’язок, що

зменшує передачу коливань від машини. Віброізолятори можуть бути гумові, пружинні і комбіновані.

3. При роботі з ручним механізованим електричним і пневматичним інструментом застосовуються засоби індивідуального захисту рук. До них відносяться вироби типу рукавиць а також віброзахисні прокладки або пластини, що мають кріплення до руки.

Застосовується віброзахисне взуття.

Для профілактики вібраційної хвороби рекомендується проводити комплекс фізіотерапевтичних заходів (водних процедур, масажу, лікувальної гімнастики, ультрафіолетове опромінення). Рекомендується включати в робочий цикл операції, що не пов’язані з вібрацією, або організовувати 10-15-хвилинні перерви після кожної години роботи. В зимовий час робітників потрібно забезпечувати теплими рукавицями.