Студопедия
Случайная страница | ТОМ-1 | ТОМ-2 | ТОМ-3
АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатика
ИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханика
ОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторика
СоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансы
ХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника

тема: производственная вибрация

Читайте также:
  1. I . ПРОИЗВОДСТВЕННАЯ ПРАКТИКА
  2. Вибрация
  3. Вибрациям — должное внимание
  4. ЗАДАНИЕ N 26 сообщить об ошибке Тема: Изучающее чтение с элементами аннотирования
  5. Как часто производственная бак лаборатория молочного завода должна контролировать качество заготовляемого молока по бактериологической обсемененности?
  6. Лекция 2. Производственная структура предприятия.
  7. Общая и производственная структура предприятия

Лекция №7

(Время: 6/6/2)

 

1. Источники вибрации на производстве. Физические характеристики вибрации.

2. Действие вибрации на организм человека.

3. Нормирование вибрации.

4. Методы и средства защиты от вибрации.

 

Вибрацияпредставляет собой механические колебательные движения, непосредственно передаваемые телу человека от оборудования и строительных конструкций , на которые оно установлено.

Источники вибрации – работающие машины и оборудование, в т.ч.:

— возвратно-поступательные движения системы (кривошипно-шатунные механизмы, ручные перфораторы, вибротрамбовки, агрегаты виброформования и т.д.);

— неуравновешенные вращающиеся массы (ручные электрические и пневматические шлифовальные машины, режущий инструмент станков, дрели);

— соударения деталей зубчатых закреплений, подшипниковых узлов;

— ударный инструмент (пневматические рубильные молотки и т.п.).

Во всех приведенных источниках вибрацию вызывает величина дисбаланса, приводящая к появлению неуравновешенных сил. Причиной дисбаланса может быть неоднородность материала вращающегося тела, несовпадение центра массы тела и оси вращения, деформация деталей от неравномерного нагрева при горячих и холодных посадках.

В общем случае вибрационные колебания не являются синусоидальными, т.е. имеют сложный характер, но могут быть разложены на бесконечное число гармонических колебаний и описаны рядом Фурье. А как гармоническое колебание вибрация характеризуется амплитудой А (м), колебательной скоростью V (м/с), ускорением а (м/с2), периодом колебания Т (с), частотой колебаний f (Гц).

Вибрации могут быть и непериодическими в виде отдельных беспорядочных одиночных толчков и ударов.

Классификация вибрацийпроизводится по целому ряду принципов:

1. По причине возникновения вибрации могут быть:

непреднамеренными, например из-за плохой балансировки и центровки вращающихся частей машины, пульсирующего движения жидкости;

преднамеренными, специально используемыми в технологических процессах (вибротехнологии уплотнения бетонной смеси, погружения свай и т.п.).

2. По способу передачи колебаний вибрацию подразделяют на:

общую вибрацию, передающуюся через опорные поверхности на тело сидящего или стоящего человека;

местную (локальную),передающуюся через руки человека.

3. По направлению действия вибрацию подразделяют на:

вертикальную (по оси X);

горизонтальную (по оси Y в сагиттальной плоскости), и горизонтальную (по оси Z, распространяющуюся во фронтальной плоскости).

Общую вибрациюпо источнику возникновения, возможности ее регулирования, нормирования и контроля в соответствии с ГОСТ 12.1.012-90 «Вибрационная безопасность, общие требования» - подразделяют на следующие категории:

Категория 1 – транспортная вибрация, воздействующая на оператора при работе самоходных и прицепных машин и транспортных средств при движении их по местности, причем оператор может в известных пределах регулировать воздействие вибрации.



Категория 2– транспортно-технологическая с ограниченной подвижностью при перемещении их по специально подготовленным основаниям, оператор иногда может регулировать воздействие вибрации.

Категория 3а– технологическая вибрация, воздействующая на оператора на рабочих местах стационарных машин или передающаяся на рабочие места, не имеющие источников вибрации.

Категория 3б – вибрация на рабочих местах работников умственного труда и персонала, не занимающегося физическим трудом. К ней относятся рабочие места на промышленных кранах, у станков металло- и деревообрабатывающих, кузнечно-прессового оборудования, литейных машин и другого стационарного технологического оборудования.

Спектр периодического колебательного процесса является дискретным, а случайного или кратковременного процесса – непрерывным. При суммировании нескольких периодических и случайных процессов получается смещенный спектр, см. рис. 1.

Загрузка...

 

 
 

Рис.1. Смещенный спектр вибрации

 
 

Непрерывный спектр вибрации разбирается на октавы. Среднегеометрическая частота октавы в октавных полосах частоты:

где f1; f2 – граничные частоты октавной полосы, нижняя и верхняя.

Параметры вибрации могут выражаться и третьоктавных полосах частот, тогда:

 
 

Среднегеометрические частоты октавных полос стандартизированы и составляют: 1; 2; 4; 16; 31,5; 63; 125; 250; 500 и 1000Гц.

Т.к. абсолютные значения параметров, характеризующих вибрацию (V, а), изменяются в очень широких пределах, используются понятия их логарифмических уровней (дБ), стандартизированные и в международном масштабе.

Уровень вибрации определяется по формуле:

 
 

где V – среднеквадратическое значение виброскорости, м/с;

V0 – опорная или пороговая виброскорость, м/с, численно равная 5*10-8.

 
 

Уровень виброускорения – по формуле:

где а0 – пороговое значение виброускорения, равное 3*10-4 м/с2.

Локальную вибрацию подразделяют также:

1. По источнику возникновения на:

— передающуюся от ручных машин с двигателем, ручного механизированного инструмента, органов ручного управления машин и оборудования;

— предающуюся от ручных инструментов (без двигателей), от обрабатываемых деталей;

2. По временной характеристике различают:

постоянную, для который контролируемый параметр виброскорости (V, м/с) за время наблюдения (1 мин) изменяется не более чем в 2 раза (уровень виброскорости - на 6 дБ);

непостоянную, подразделяющуюся в свою очередь на:

· колеблющуюся во времени;

· прерывистую;

· импульсную (с длительностью воздействия менее 1с).

3. По характеру спектра вибрации подразделяются на:

— узкополосные с превышением значений в смежных третьоктавных полосах частот более, чем на 1,5 дБ;

— широкополосную;

— низкочастотную (8; 16Гц - локальная, 1-4Гц – общая);

— среднечастотную (31,5; 63Гц – локальная, 8 и 16Гц – общая);

— высокочастотную (125, 250, 500 и 1000Гц – локальная, 31, 5, 63Гц – общая).

 

Выраженность ответных реакций организма человека на действие вибрации определяется не только энергией воздействия, но и свойствами человеческого тела как сложной колебательной системы. При появлении частот более 0,7 Гц возможны резонансные колебания в органах человека. Резонансные частоты тела человека - 6-9 Гц, в том числе для головы - 6 Гц, для желудка- 8 Гц, для других органов в пределах 25 Гц. Для глазных яблок, в результате чего возникают расстройства зрительного восприятия, неблагоприятны частоты 60-90 Гц. Резонанс может повредить и даже оторвать органы.

Низкочастотные колебания 1-100 Гц - толчки и тряска - при ускорении 10мм/с неощутимы, 1000 мм/с - вредны, а 4000 мм/с - непереносимы.

В целом действие вибрации на организм человека зависит от частоты и амплитуды колебаний, продолжительности воздействия (дозы), места приложения и направления оси воздействия, демпфирующих свойств тканей, явлений резонанса, сопутствующих факторов условий труда, в частности, микроклимата. Результатом воздействия вибрации на человеческий организм является развитие вибрационной болезни, профессионального заболевания, занимающего второе место в профпатологии после пылевых заболеваний. Лица, подвергающиеся воздействию вибрации, чаще болеют сердечно-сосудистыми, нервными и другими общесоматическими заболеваниями.

При действии на организмобщей вибрации страдает в первую очередь нервная система и анализаторы: вестибулярный, зрительный, тактильный. Отмечается вестибуловегетативная неустойчивость (головокружение, расстройства координации движений, симптомы укачивания), нарушение зрительной функции (сужение и выпадение отдельных участков полей зрения), снижение тактильной, болевой и вибрационной чувствительности, влияние на обменные процессы. При воздействии низкочастотной вибрации и толчков (1-8 Гц) характерны изменения в пояснично-крестцовом отделе позвоночника, жалобы на отсутствие аппетита, бессонницу, раздражительность, утомляемость, боли в области поясницы, желудке, конечностях. В целом это тоже вегетососудистые расстройства с периферическими нарушениями.

При действии на работающие конечности – руки - локальной вибрации (диапазон частот 35-250 Гц) поражения локализуются, главным образом, в конечностях. Механизм их появления связан со спазмом кровеносных сосудов кисти, предплечья, захватывая и сосуды сердца. Одновременно колебания действуют на нервную, мышечную и костную ткань. Проявлениями болезни являются парестезии (нарушения кожной чувствительности), похолодание конечностей, ломящие и тянущие боли, снижение мышечной силы, деформация и уменьшение подвижности суставов, остеопороз (пористость и ломкость костей) или костные разрастания.

В развитии болезненных проявлений имеет значение время непрерывного контакта и суммарное время воздействия за смену.

Усугубляют вредное воздействие вибрации на организм чрезмерные мышечные нагрузки, понижение температуры воздуха (тоже вызывает спазмы сосудов), шум, психоэмоциональный стресс. Вибрационная болезнь 3-й и 4-й стадии плохо поддаются лечению и инвалидизирует человека.

 

Санитарно-гигиеническое нормированиевибрации приведено в ГОСТ 12.1.012-90. ССБТ. '' Вибрационная безопасность. Общие требования''. и СанПиН 2.2.4/2.1.8.556-96 '' Производственная вибрация, вибрация в помещениях жилых и общественных зданий''. Нормативные документы устанавливают классификацию вибраций, методы гигиенической оценки, нормируемые параметры и их допустимые значения, режимы труда и отдыха лиц виброопасных профессий (локальная вибрация) требования к обеспечению вибробезопасности и вибрационным характеристикам машин.

Нормируемыми параметрами являются среднеквадратичные значения виброскорости (V, м/с), виброускорения (а, м/с2) или их логарифмические уровни (дБ).

Для общей вибрацииэти величины устанавливаются в октавных полосах частот со среднегеометрическим значениями 2, 4, 8, 32, 63 Гц (для транспортных вибраций добавляется полоса 1Гц). Для локальной вибрации – 16, 32, 63, 125, 250, 500, 1000 Гц. Нормы установлены для продолжительности смены 8 часов (480 мин).

Допускается интегральная оценка вибрации во всем частотном диапазоне, а также оценка по дозе с учетом времени воздействия. При регулярных перерывах во времени воздействия вибрации допустимые значения уровней вибрации корректируются (до 12дБ при длительности перерыва 40 мин в час).

 
 

Допустимое значение виброскорости в зависимости от длительности воздействия определяется по формуле:

где V480 - допускаемое значение нормируемой виброскорости для длительности воздействия вибрации – 480мин.

t – фактическое время воздействия вибрации.

Максимальное значение V1 для локальной вибрации не должно превышать значений, определяемых для t=30мин, а для общей – при t=10мин.

 

Предельно допустимые параметры вибраций (извлечение из ГОСТ),

приведены в таблице 1

Таблица 1

Вид вибрации, характер производственного помещения Допустимый уровень виброскорости (дБ), в октавных полосах со среднегеометрическими частотами (Гц) при воздействии 480мин
31,5
Общая транспортная вертикальная - - - -
Общая транспортная горизонтальная - - - -
Транспортно-технологическая - - - - -
Технологическая - - - - -
В производственных помещениях, где нет машин, генерирующих вибрацию - - - - -
В служебных помещениях, здравпунктах, конструкторских бюро, лабораториях - - - - -
Локальная - - -

 

Измеряют вибрацию в соответствии с требованиями стандарта СТ СЭВ-931-78 «Вибрация» с помощью отечественных приборов ВШВ-3М2 и ВИП-2 и импортных фирм «Robotron» (виброметр М-13000 с октавными и третьоктавными фильтрами) и «Брюль и Къер» (шумомер 2231 модель 4322).

Наибольшее распространение при измерениях получили щуп и различные датчики: индукционные, электромагнитные и пьезоэлектрические.

 

 

Методы и средства коллективной защиты от вибраций разделяют на 2 группы:

Первая группапредусматривает защиту работающего при контакте с вибрирующим объектом.

Вторая группапредусматривает защиту работающего путем исключения контакта с вибрирующим объектом. Это дистанционное управление, автоматический контроль и сигнализация, ограждение опасных зон.

Методы первой группыподразделяются на три вида мероприятий:

— воздействие на источник возбуждения вибраций;

— защита от вибраций на пути их распространения;

— защита с помощью СИЗ.

Воздействие на источник возбуждения вибраций достигается с помощью:

— динамического уравновешивания;

— антифазной синхронизации (отстройка от резонанса);

— изменение конструкции источника.

Защита от вибраций на путях распространениядостигается с помощью средств:

— виброизоляции машин или рабочих мест;

— виброгашения, в т.ч. динамического;

— вибродемпфирования.

Основным показателем, определяющим качество любого вида виброзащиты, является коэффициент эффективности виброзащиты. Коэффициент передачи КП или μ, представляющий собой отношение скорости (ускорения) защищаемого объекта после устройства виброзащиты (V0 , а0) к значению до введения виброзащиты (V, а):

μ= V0/ V= а0/ а, т.е. показывающий, какая доля динамической силы, возбуждаемой машиной F, передается на основание: μ= F0/ F.

 
 

При гармонических колебаниях:

где f– частота вынужденных колебаний установки, Гц;

f0 – частота собственных колебаний виброизолируемой установки, Гц.

Чем ниже собственная частота (f0) по сравнению с частотой вынужденной силы (f), тем выше эффективность виброзащиты, в частности виброизоляции. При f=f0 наступает резонанс, сопровождающийся резким возрастанием уровня вибраций (см. рис. 2).

Виброизоляция это метод защиты от вибраций введением в колебательную систему дополнительной упругой связи, препятствующей передаче вибраций от машины к основанию или другим элементам конструкций. Или же для ослабления передачи вибраций от вибрирующего основания человеку (т.н. пассивная виброизоляция рабочих мест).

Виброизоляция достигается установкой оборудования без фундаментов и анкерного крепления агрегатов непосредственно на упругих виброизолирующих опорах. Это удешевляет установку оборудования, снижает уровень шума, сопутствующего интенсивным вибрациям. Виброизолирующие опоры могут применяться и при наличии фундаментов: либо между агрегатом – источником вибрации и фундаментом, либо между фундаментом и грунтом.

Конструктивно могут быть использованы опорный вариант, подвесные стержни, подвесной вариант с шарнирным стержнем.

Для исключения передачи вибрации от фундаментов оборудования на сооружение устанавливают плавающие полы под вентиляционные камеры, а также акустические щели с прослойками из воздуха.

Виброизоляция предусматривается при прокладке воздуховодов вентиляционных систем внутри строительных конструкций и при креплении к последним. Для ограничения распространения колебаний по воздуховодам практикуется их разделение на отдельные участки с помощью гибких вставок.

В качестве виброизоляторов используются резиновые или пластмассовые прокладки, одиночные или составные цилиндрические пружины, комбинированные (пружинно-резиновые), стандартные изоляторы и пневматические виброизоляторы («воздушные подушки»)

Виброизоляция эффективна при f / f0 > √2=1,44. Система становится оптимальной при f / f0 = 3…4. Тогда μ=1/8…1/15 (0,125…0,066).

Для уменьшения вертикального направленных колебаний рекомендуется принимать μ=0,025…0,02. Резиновые виброизоляторы имеют μ=1/5…1/20, пружинные – μ=1/40…1/60.

Резиновые виброизоляторы более эффективны для высоких частот, пружинные – как на низких, так и на высоких частотах. Эффективность виброизоляции определяют по формуле:

 

 
 

Виброизоляция предусматривается также в конструкциях ручного механизированного инструмента.

 
 

Рис. 2. Зависимость коэффициента передачи от f / f0 для оценки эффективности виброизоляции: а – при использовании стальных пружинных виброизоляторов; б – при использовании резиновых виброизоляторов; в – область виброизоляции (заштриховано).

Виброгашение связано с введением в колебательную систему реактивных сопротивлений, что достигается увеличением массы или жесткости. С этой целью виброопасное оборудование, а также вентиляторы, насосы устанавливаются на опорные плиты и виброгасящие основания. Расчет фундаментов с увеличением эффективной жесткости ведется в соответствии с ГОСТ 12.4.093-80. Определение амплитуд вынужденных и собственных колебаний опорных плит и фундаментов производят в соответствии с указаниями СНиП II-19-79. (а<0,01…0,2 и даже 0,05мм). обычно масса фундамента в 3-4 раза превышает массу устанавливаемого на нем оборудования.

Динамические виброгасителипредставляют собой дополнительную колебательную систему, характеризуемую массой m и жесткостью q. Ее собственная частота должна быть настроена на основную гармонику агрегата f0.

 
 

Необходимо выполнить условие:

Виброгасители по принципу действия подразделяются на:

— динамические (пружинные, маятниковые, эксцентриковые);

— ударные (маятниковые, пружинные, плавающие).

       
   
 

Виброгаситель динамического типа (см. рис. 3) жестко крепится на агрегате, возбуждаемые в нем колебания находятся в противофазе с колебаниями агрегата. Эффективен при резонансном режиме.

Ударные вибросистемы действуют по принципу перехода кинетической энергии в энергию деформации, рассеивающуюся под действием сил трения.

Вибродемпфирование(вибропоглощение) –это процесс снижения вибрации путем превращения энергии механических колебаний в другие виды: тепловую, электрическую, электромагнитную.

В основу данного метода положено увеличение активных потерь в колебательных системах путем:

1) использования вибродемфилирующих мягких или жестких покрытий с толщиной равной 2-3 толщины защищаемой стенки для снижения вибраций, распространяющихся, например, по воздуховодам систем вентиляции, а также газопроводам компрессорных станций. К числу наиболее распространенных вибродемфилирующих покрытий относятся мастичные (мастика ВД, ВПМ, Антивибрит-М) и листовые (пенопласт, войлок, винипор, фольгоизол) материалы, а также – смазочные материалы;

2) изготовления конструкций материалов с большими внутренними потерями. К таким материалам относятся сплавы Cu-Ni, Ni-Ti, Ni-Co, сплавы марганца с содержанием 15-20% меди, пластмассы, дерево, твердая резина;

3) использование контактного трения двух материалов;

4) соединения элементов конструкций мягкой обмоткой.

Организационные мероприятия (защита временем).

Для работы с вибрирующим оборудованием рекомендуется специальный режим труда. Так, при работе с ручными материалами с m<10кг, F<196Н устанавливается предельная продолжительность контакта с источником вибрации (не более 2/3 смены, 20…30 минутные перерывы до и после обеда, продолжительностью не менее 40 мин), тепловые процедуры для конечностей, массаж, гимнастика, обязательные периодические медицинские осмотры, витаминопрофилактика, спецпитание.

Температура воздуха должна быть не ниже +160С, влажность – 40…60%, скорость движения воздуха – 0,3 м/с, т.к. холод усугубляет эффект воздействия вибрации.

Основанием для такого режима труда, является приложение 2 к СанПиН 2.2.2-540-96 «Гигиенические требования к ручным инструментам и организации работ».

При работе с вибрирующим оборудованием в рабочий цикл рекомендуется включать операции, не связанные с воздействием вибрации. При обнаружении признаков виброболезни рабочего до решения МСЭК необходимо перевести на другую работу, не связанную с вибрацией, значительным мышечным напряжением и с охлаждением рук.

Средства индивидуальной защиты (СИЗ) от вибраций:

— перчатки, рукавицы, вкладыши, прокладки по ГОСТ 12.4.010-75 «Средства индивидуальной защиты рук от вибрации. Общие технические требования». Зимой выдаются теплые рукавицы;

— спецобувь в виде сапог, полусапог, полуботинок с упругодемпфилирующим низом (для защиты от действия общей вибрации) по ГОСТ 12.4.024-76 «Обувь специальная виброзащитная».


Дата добавления: 2015-07-07; просмотров: 230 | Нарушение авторских прав


<== предыдущая страница | следующая страница ==>
Пропарочная камера с разным уровнем зон .| Тема: Ионизирующие излучения

mybiblioteka.su - 2015-2021 год. (0.022 сек.)