1. .Физические характеристики вибраций

Вибрация – колебательное движение точки или механической системы при которых происходит поочередное возрастание и убывание во времени значений, по крайней мере, одной координаты.

По способу возбуждения механические колебания могут быть: вынужденными и свободными.

Колебания характеризуются амплитудными значениями смещения х (м); виброскорости v (м/с); виброускорения а (м/с)²; а также их логарифмическими уровнями. Например: уровень виброскорости , дБ; уровень виброускорения , дБ; где v, a – среднеквадратичные скорость и ускорение, усредненные за определенный период времени; v₀, a₀ – опорное или пороговое значение.

Частота вынужденных колебаний: f=n/60, Гц, n – число оборотов в минуту.

Частота собственных колебаний, Гц:

,

где к – жесткость системы, Н;

m – масса, кг.

Спектр вибрации – зависимость L_v и L_a от среднегеометрической частоты октавной или 1/3 ктавной полосы частот. Стандартный ряд значений среднегеометрических частот октавных полос: 1; 2 4; 8; 16;31,5; 63; 125; 250; 500; 1000.

2. Нормирование вибраций

По способу передачи на организм человека различают вибрацию общую, вызываемую колебаниями опорной поверхности (сиденья или пол) и локальную (местная), которая передается на руки рабочего (дрель, бензопила, отбойный молоток).

Воздействие общих вибраций приводит к расстройству вестибулярного аппарата, центральной нервной системы, сердечно-сосудистой системы, системы пищеварения.

Местные вибрации приводят к нарушению периферического кровообращения, побеление, онемении пальцев, в конечном счете может быть гангрена.

При нормировании общих вибраций их подразделяют по источнику возникновения на:

- транспортные

- транспортно-технологические

- технологические

Вибрацию подразделяют по направлению действия - вдоль оси x, y, z. Нормируемый диапазон общих вибраций составляет от 1 до 63 Гц.

Нормы устанавливают с учетом времени действия вибрации:

- постоянные для которых уровень виброскорости или виброускорения измеряется не более чем в 2 раза за 1 минуту наблюдения;

- непостоянные вибрации подразделяют на:

- колеблющиеся во времени, уровни которых изменяются непрерывно;

- прерывистые, когда прерывается контакт оператора систем в процессе работы. Причем длительность контакта составляет более 1 секунды;

- импульсные, состоящие из нескольких вибрационных воздействий каждый длительностью менее 1 секунды.

Нормируемыми параметрами общих вибраций с учетом всех перечисленных факторов является: смещение, виброскорость, виброускорение, уровни L_v, L_a в децибелах для каждого среднегеометрического значения октавных и 1/3 октавных полос.

При нормировании местных вибраций производится по тем же параметрам по осям x, y, z в октавных полосах диапазона частот от 1 до 1000 Гц.

3.3. Защита от вибраций

1. Средства, воздействующие на источник возникновения:

1.1 Динамическое уравновешивание вращающихся элементов путем статической и динамической балансировки.

2.1 Выбор кинематических схем, при которых ударные нагрузки и резкие ускорения исключены.

3.1 Изменение характера, возмущающих воздействий (применить ременный привод вместо зубчатого).

4.1 Уменьшение технологических допусков при изготовлении и сборке деталей для уменьшения зазоров и возникающих в них динамических нагрузок, увеличения точности центровки и соосности сопрягаемых деталей.

4.2 Отстройка от режима резонанса за счет изменения жесткости и массы.

2. Средства воздействия на пути распространения: применение виброгасящих оснований, на которых жестко крепится источник вибрации. Конструктивно виброгасящие основания выполняются в виде железобетонных плит, по периметру которых устраиваются акустический шов, заправляемый легкими и упругими материалами.

3. Д инамические виброгасители уменьшают параметры вибрации за счет присоединения дополнительной системы колебаний с массой m и жесткостью q

Этот способ применяется в том случае, если надо снизить вибрацию только на одной частоте.

4. Виброизоляция – это введение упругой связи в колебательную систему. Реализуется путем установки вибрирующего оборудования на виброизоляторы. Они бывают резиновые – используются при числе оборотов двигателя n ≥1800 об/мин. Пружинные виброизоляторы используются при n ≤ 1800 об/мин. Виброизоляторы комбинированного типа. Рессоры, пневматические виброизоляторы.

Эффективность виброизоляции оценивается коэффициентом передачи КП, который показывает какая часть динамической силы от оборудования передается на основание

,

где f₀- собственная частота виброизмерительной системы,

f - частота вынуждающей силы f=n/60

Для обеспечения эффективности виброизоляции КП = 1/8 ÷ 1/16. Эффективность виброизоляции

5. Вибропоглощение (вибродемпфирование).

6. Средства индивидуальной защиты (перчатки, наколенники, нагрудники, налокотники, обувь).

4.1 Микроклимат производственных помещений

Микроклимат – климат внутренней среды помещения, определяется параметрами: температура, относительная влажность, скорость движения воздуха, атмосферное давление. Все эти параметры оказывают на человека комплексное воздействие.

Например, увеличение подвижности воздуха усиливает эффект пониженной температуры и ослабляет тепловое воздействие. Повышение влажности ухудшает самочуствие как при пониженной, так и при повышенной температуре.

Уравнение теплового баланса организма с окружающей средой: Q=Q_изл+Q_к+Q_в+Q_исп

Q_изл – теплоотдача излучением, 45%;

Q_к – теплоотдача конвекцией, 25%;

Q_в – потери на нагрев выдыхаемого воздуха, 5%;

Q_исп – теплоотдача испарением 25%.

Правая часть уравнения – пути передачи теплоты организмом человека в окружающую воздушную среду. Они зависят от величины того или иного параметра микроклимата.

Терморегуляция организма – способность человека поддерживать температуру тела постоянной вне зависимости от тяжести выполняемой работы и условий окружающей среды.

Человек способен выдержать изменение атмосферного давления в диапазоне 550-950 мм рт.ст.

Нормирование параметров микроклимата производят по ГОСТ 12.1.005-88. Нормы устанавливаются с учетом следующих факторов:

- период года – определяется по среднесуточной температуре воздуха (среднее значение минимальной ночной и максимальной дневной температуры за сутки); если среднесуточная температура более 10^о С – теплый период года, если менее 10 – холодный.

- по энергозатратам при выполнении работ, они подразделяются на 3 категории:

1) работы легкой тяжести (до 172 Дж);

2) с энергозатратами, связанными с ходьбой и переносом тяжестей до 10 кг (172-293Дж);

3) тяжелые физические работы (выше 293 Дж).

- характеристика помещения по количеству выделяемого тепла. Помещение с избыточным теплом характеризуются тепловыделениями свыше 23,2 Дж/с·м³.

Устанавливаются оптимальные и допустимые нормы. Оптимальными считаются такие сочетания параметров микроклимата, которые при длительных и систематических воздействиях на человека обеспечивают нормальное функционирование организма без напряжения реакции терморегуляции. Создают ощущение теплового комфорта и тем самым благоприятствуют высокой работоспособности.

Допустимыми являются параметры микроклимата, вызывающие быстрообратимые изменения функционального состояния организма и напряжения реакции терморегуляции, не выходящие за пределы приспособительных возможностей организма. Возможны временные дискомфортные ощущения и некоторое снижение работоспособности, однако нарушения здоровья не происходит.