5. Защита от производственной вибрации

Проблема возникла в связи с бурным развитием механизации и автоматизации производственных процессов, увеличением скоростей на стационарных и транспортных установках, широким внедрением пневматического и электрифицированного инструмента, а так же оборудования робототехники.

По отрицательному воздействию на человека производственная вибрация прочно занимает второе место после электрической опасности, вызывая при большой интенсивности и в определенной области частот сотрясение мозга, разрыв тканей, нарушение сердечной деятельности и нервной системы. Кроме того, локальная вибрация рук может вызывать отрицательные необратимые явления (особенно при охлаждении), мышечные и костные деформации, нарушение кровообращения, чувствительности кожи. В результате может наступить профессиональное трудно излечимое заболевание - виброболезнь.

5.1. Источники и основные параметры производственной вибрации.

Причины производственной вибрации - неуравновешенные силовые воздействия механизмов.

Основными источниками вибрации являются:

• вращающиеся роторы тепловых и электрических машин;

• возвратно-поступательные узлы и механизмы. К ним относятся, например: поршни, кривошипные узлы, ползуны тепловых машин или соленоиды электромагнитных устройств;

• ударные механизмы. К ним относятся в основном: зубчатые передачи, муфты сцепления (кулачковые, пальцевые), а так же подшипники скольжения из-за наличия в них технологических зазоров.

  Основные параметры вибрации:

• Амплитуда смещения А_m , м, максимальное смещение колеблющейся точки от положения равновесия.

• Амплитуда виброскорости V_m, м/с, - максимальная скорость колеблющейся точки.

• Уровень виброскорости L_v, дБ, - гигиенический параметр вибрации. Вводится для сравнения с пороговым значением V₀.

(5.1)

среднеквадратичное (действующее на человека) значение виброскорости на

практике определяемое прибором, измеряющим вибрацию, м/с.

где V_m1, V_m2, V_m3 - мгновенные значения амплитуд виброскорости за время усреднения, установленное в аппаратуре виброприбора; n - число мгновенных значений виброскорости.

V₀=5*10^-8 м/с - пороговое значение виброскорости. Стандартизованная международная величина.

• Амплитуда виброускорения а_m, м/с²,

• Уровень виброускорения :

__

а_m - среднеквадратичное значение виброускорения, м/с²,

а₀ - пороговое значение виброускорения. а₀ =3^.10^-4, м/с²

• Период колебательного процесса Т, с.

• Частота вращения n , об/мин.

• Циклическая частота колебаний ¦, с^-1,Гц , ¦=1/Т.

• Угловая частота w = 2p¦ рад/с, Гц.

5.2. Нормирование вибрации

Производственная вибрация подразделяется на техническую - это вибрация самого оборудования, и гигиеническую - это вибрация опорных поверхностей рабочих мест, фундаментов оборудования, кабин транспортных машин, ручек управления и инструмента, воздействующая непосредственно на человека.

Гигиеническая вибрация действует на человека в виде общей вибрации на весь организм и локальной вибрации, действующей главным образом на руки человека.

В свою очередь общая вибрация подразделяется на:

• транспортную, которая возникает в салоне или кабине машины при работе двигателя;

• транспортно-технологическую, которая возникает в кабине управления при работе грузоподъемных машин, выполняющих технологические операции в стационарном положении.

• технологическую, которая возникает при работе стационарных машин, станков, насосных агрегатов и другого оборудования.

В соответствии с ГОСТ 12.1.012-90 ССБТ "Вибрационная безопасность.Общие требования." производится следующее нормирование гигиенической вибрации.

Весь нормируемый частотный диапазон вибрации заключен в 11^ти октавных полюсах со следующими среднегеометрическими значениями - ¦_ср:

Таблица 5.1

¦ср, Гц	1	2	4	8	16	31,5	63	125	250	500	1000
¦1, Гц	0,8	1,4	2,8	5,6	11,2	22,4	45	90	180	335	710
¦2, Гц	1,4	2,8	5,6	11,2	22,4	45	90	180	335	710	1400

Частотные полосы (спектры) сформированы по принципу ¦_ср1/¦_ср2 = 2, и начиная с 8-ой полосы третий знак сделан кратным 5 или 0.Среднегеометрическая частота ¦_ср в каждой полосе определена по формуле :

_____

¦_ср=Ö¦_1*¦₂ , где ¦₁ и ¦₂ - граничные частоты, при этом отношение ¦₁/¦₂ = 2;

При больших частотах ¦>1400Гц любая вибрация действует отрицательно на человека и не нормируется ( не допускается ).

Гигиеническое нормирование - это допустимый уровень виброскорости U_m, воздействующий на человека при общей и локальной вибрациях.

Полоса с частотой ¦_СР=63 Гц считается базовой, при этом вибрации в других полосах сравнивают с вибрацией в базовой полосе. Из рисунков видно, что наибольшую опасность представляет общая вибрация, действующая на весь организм, т.к. допустимая область общей вибрации и по абсолютным значениям уровней виброскорости и по площади занимаемой на графике, значительно меньше тех же параметров в локальной вибрации. Некоторые критические величины вибрации, действующие на человека: f=0.7 Гц - морская болезнь, f-=6...9 Гц - резонанс внутренних органов, f=25 Гц - резонанс головы человека.

По направлению действия на человека различают вибрацию вертикальную, действующую вдоль тела по позвоночнику - ось Z, горизонтальную, действующую перпендикулярно грудной клетке - ось Х, и горизонтальную, действующую по плечевому поясу - ось Y. Наибольшую опасность представляет вибрация, действующая по оси Y по плечевому поясу, например, в кабинах транспортных машин, в которых вибрация распространяется в горизонтальном направлении по осям X и Y. При локальной вибрации, действующей на руки при работе, например, с пневмомолотком, ось Z совмещается с направлением усилия работающего (например сверху вниз), а ось X совмещается с осью обхвата рукой рукоятки, ось Y в этом случае не нужна.