Производственная вибрация

Производственная вибрация

Вибрация- механические колебательные движения объекта, передаваемые человеческому телу или отдельным его частям при непосредственном контакте.

Источниками вибрации являются механизмы, машины, механизированный инструмент. Вибрации могут быть непреднамеренными( например: из-за плохой балансировки и центровки вращающихся частей машин и оборудования, пульсирующего движения жидкости и т.д.),а также специально используемыми в технологических процессах(отбойные молотки, вибропогружатели свай, оборудование для ускорения химических реакций и т.д.)

Классификация вибраций, воздействующих на человека:

1)По способу передачи на человека вибрация подразделяются на общую, передающуюся через опорные поверхности, и локальную (местную), передающуюся через руки человека. Основными параметрами, характеризующими вибрацию, является --частота колебаний f (Гц);

-скорость колебания v(см/с);

-амплитуда смещения А(см) при гармоническом колебательном движении, т.е. величина наибольшего отклонения от положения равновесия.

Скорость колебания находится в прямой зависимости от частоты колебаний и амплитуды смещения:

v = 2пfА = wА,

где: w - круговая частота, т.е. число полных колебаний, совершенных за время, равное 2пf сек

2)По источнику возникновения различают:

-транспортную, которая возникает в результате движения автомобилей по местности и дорогам и при их строительстве;

- транспортно-технологическую, которая возникает при работе машин, выполняющих технологическую операцию в стационарном положении или при перемещении по специально подготовленной части производственного помещения, промышленной площадки;

-технологическую, которая возникает при работе стационарных машин или передается на рабочие места не имеющих источников вибрации.Общую вибрацию категории 3 по месту действия подразделяют на следующие типы:

а)на постоянных рабочих местах производственных помещений предприятий,

б)на рабочих местах на складах, в столовых, бытовых и других производственных помещений,где нет машин, генерирующих вибрацию

в)на рабочих местах в помещениях заводоуправления,конструкторских бюро, лабораторий, учебных пунктов и других помещениях для работников умственного труда.

По физической природе вибрация, также как и шум, представляет собой колебательное движение материальных тел. Механические колебания, распространяющиеся через плотные среды с частотой колебаний до 16 гц, воспринимаются человеком как сотрясение, которое принято называть вибрацией. Параметры вибрации нормирует ГОСТ 12.1.012-78 "ССБТ. Вибрация. Общие требования безопасности".

3)По частотному составу вибрации выделяют:

- низкочастотные вибрации(менее 22,6Гц,с преобладанием максимальных уровней в октавных полосах частот 1-4 Гц для общих вибраций,8-16Гц-для локальных вибраций);

- среднечастотные (8-16 Гц- для общих вибраций;31,5-63 Гц- для локальных вибраций);

- высокочастотные вибрации(более 90 Гц.31,5-63 Гц для общих вибраций,125-1000Гц-для локальных вибраций).

4)По временным характеристикам вибрации выделяют:

- постоянные вибрации,для которых величина нормируемых параметров изменяется не более чем в 2 раза(на 6дБ)за время наблюдения;

- непостоянные вибрации, изменяющиеся по контролированным параметрам более чем в 2 раза(на 6 дБ) за время наблюдения не менее 10 минут при измерении с постоянной времени 1 секунда.

В свою очередь, непостоянные вибрации делятся на:

а)колеблющиеся во времени вибрации,для которых величина нормируемых параметров непрерывно изменяется во времени;

б)прерывистые вибрации, когда контакт человека с вибрацией прерывается, причем длительность интервалов, в течение которых имеет место контакт, составляет более 1 с;

в)импульсивные вибрации, состоящие из одного или нескольких вибрационных воздействий(например ударов),каждый длительностью менее 1 с.

5)По характеру спектра вибрации выделяют:

- узкополосные вибрации, у которых контролируемые параметры в 1/3 октавной полосе частот более чем на 15 дБ превышают значения в соседних 1/3 октавных полосах;

- широкополосные вибрации-с непрерывным спектром и шириной более одной октавы.

6)По направлению действия вибрацию подразделяют в соответствии с направлением осей ортогональной системы координат:

- локальную вибрацию подразделяют на действующую вдоль осей ортогональной системы координат Xл,Yл,Zл, где ось Xл параллельна оси места охвата источника вибрации(рукоятки, рулевого колеса, рычага управления и т.д.),ось Yл перпендикулярна ладони, а ось Zл лежит в плоскости, образованной осью Xл и направлением подачи или приложения силы(или осью предплечья, когда сила не прикладывается);

- общую вибрацию подразделяют на действующую вдоль осей ортогональной системы координатXo, Yo, Zo где Xo(от спины к груди)и Yo (от правого плеча к левому)-горизонтальные оси, направленные параллельно опорным поверхностям; Zo -вертикальная ось, перпендикулярная опорными поверхностям тела в местах его контакта с сиденьем, полом и т.д.

Для тела человека в положении сидя резонанс наступает при частоте 4-6 Гц, для головы 30 Гц, для глазных яблок 60-90 Гц. При этих частотах интенсивная вибрация может привести травматизации позвоночника и костной ткани, расстройству зрения, у женщин вызвать прежде: преждевременные роды. Колебания вызывают в тканях организма переменные механические напряжения. Изменения напряжения улавливаются множеством рецепторов трансформируются в энергию биоэлектрических биохимических процессов. Информация о действующей на человека вибрации воспринимается особым органом чувств —вестибулярным аппаратом.

Нормирование вибраций.

Цель нормирования вибраций - предотвращение функциональных расстройств и заболеваний, чрезмерного утомления и снижения работоспособности. В основе гигиенического нормирования лежат медицинские показания. Нормированием устанавливают допустимую суточную или недельную дозы, предупреждающие в условиях трудовой деятельности функциональные расстройства или заболевания работающих.

Для нормирования воздействия вибрации установлены четыре критерия: обеспечение комфорта, сохранение работоспособности, сохранение здоровья и обеспечение безопасности. В последнем случае используются предельно допустимые уровни для рабочих мест. Применительно к вибрациям существует техническое (распространяется на источник вибрации) и гигиеническое нормирование (определяет ПДУ вибрации на рабочих местах). Последнее ограничивает уровни вибрационной скорости и ускорения в октавных или третьоктавных полосах среднегеометрических частот. При гигиенической оценке вибраций нормируемыми параметрами являются средние квадратичные значения виброскорости (и их логарифмические уровни) или виброускорения как в пределах отдельных октав, так и третьеоктавных полос.

Для локальной вибрации нормы вводят ограничения только в пределах октавных полос. Например, когда устанавливают регулярные перерывы в течение рабочей смены при локальной вибрации, допустимые значения уровня виброскорости увеличивают. При интегральной оценке по частоте нормируемым параметром является корректированное значение контролируемого параметра вибрации, измеряемое при помощи специальных фильтров. Локальную вибрацию оценивают, используя среднее за время воздействия корректированное значение. Вибрацию, воздействующую на человека, нормируют для каждого установленного направления.

Гигиенические нормы вибрации при частотном (спектральном) анализе установлены для длительности воздействия 480 мин. Гигиенические нормы в логарифмических уровнях среднеквадратических значений виброскорости для общей локальной вибрации в зависимости от категории (1,2, За, б, в, г) приведены в ГОСТ 12.1.012-78; там же указаны нормы при интегральной оценке по частоте нормируемого параметра. Эти значения положены в основу норм СН 245-71 и требований в рамках ССБТ.

Методы и средства защиты от вибрации

Для защиты от вибрации применяют следующие методы: снижение виброактивности машин; отстройка от резонансных частот; вибродемпфирование; виброизоляция; виброгашение, а также индивидуальные средства защиты. Снижение виброактивности машин (уменьшение Fm) достигается изменением технологического процесса, применением машин с такими кинематическими схемами, при которых динамические процессы, вызываемые ударами, ускорениями и т. п. были бы исключены или предельно снижены, например, заменой клепки сваркой; хорошей динамической и статической балансировкой механизмов, смазкой и чистотой обработки взаимодействующих поверхностей; применением кинематических зацеплений пониженной виброактивности, например, шевронных и косозубых зубчатых колес вместо прямозубых; заменой подшипников качения на подшипники скольжения; применением конструкционных материалов с повышенным внутренним трением.

Отстройка от резонансных частот заключается в изменении режимов работы машины и соответственно частоты возмущающей вибросилы; собственной частоты колебаний машины путем изменения жесткости системы с например установкой ребер жесткости или изменения массы системы (например путем закрепления на машине дополнительных масс).

Вибродемпфирование - это метод снижения вибрации путем усиления в конструкции процессов трения, рассеивающих колебательную энергию в результате необратимого преобразования ее в теплоту при деформациях, возникающих в материалах, из которых изготовлена конструкция. Вибродемпфирование осуществляется нанесением на вибрирующие поверхности слоя упруговязких материалов, обладающих большими потерями на внутреннее трение,- мягких покрытий (резина, пенопласт ПХВ-9, мастика ВД17-59, мастика «Анти-вибрит») и жестких (листовые пластмассы, стеклоизол, гидроизол, листы алюминия); применением поверхностного трения (например, прилегающих друг к другу пластин, как у рессор); установкой специальных демпферов.

Виброгашение (увеличение массы системы) осуществляют путем установки агрегатов на массивный фундамент. Виброгашение наиболее эффективно при средних и высоких частотах вибрации. Этот способ нашел широкое применение при установке тяжелого оборудования (молотов, прессов, вентиляторов, насосов и т. п.).

Повышение жесткости системы, например путем установки ребер жесткости. Этот способ эффективен только при низких частотах вибрации.

Виброизоляция заключается в уменьшении передачи колебаний от источника к защищаемому объекту при помощи устройств, помещаемых между ними. Для виброизоляции чаще всего применяют виброизолирующие опоры типа упругих прокладок, пружин или их сочетания.

Эффективность виброизоляторов оценивают коэффициентом передачи КП, равным отношению амплитуды виброперемещения, виброскорости, виброускорения защищаемого объекта, или действующей на него силы к соответствующему параметру источника вибрации. Виброизоляция только в том случае снижает вибрацию, когда КП < 1. Чем меньше КП, тем эффективнее виброизоляция.

Профилактические меры по защите от вибраций заключаются в уменьшении их в источнике образования и на пути распространения, а также в применении индивидуальных средств защиты, проведении санитарных и организационных мероприятий.

Для повышения защитных свойств организма, работоспособности и трудовой активности следует использовать специальные комплексы производственной гимнастики, витаминную профилактику (два раза в год комплекс витаминов С, В, никотиновую кислоту), спецпитание.

Действие вибраций на организм человека

Действие вибраций на человека различно. Оно зависит от того, вовлечён ли в неё весь организм или часть, от частоты, силы и продолжительности и пр.Воздействие вибрации может ограничиться ощущением сотрясения (паллестезия) или привести к изменениям в нервной, сердечно-сосудистой, опорно-двигательной системах. При хроническом воздействии вибрации на человека в условиях производства возможно развитие профессионального заболевания - вибрационной болезни. Заболевание характеризуется стойкими патологическими нарушениями в сердечно-сосудистой и нервной системе, а также в опорно-двигательном аппарате и высокой инвалидизацией. В Российской Федерации вибрационная болезнь находится на одном из первых мест среди хронических профессиональных заболеваний. Но вибрация в небольшой степени и в небольших количествах оказывает положительное влияние на человека.

При частотах больше 5 Гц возможно повреждение отдельных частей и органов. При частоте колебаний от 1 до 10 Гц значение предельных (по ощущениям0 ускорений следующие:

10мм/с2-неощутимые,

40мм/с2-слабоощутимые,

400мм/с2-сильно ощутимые,

1000мм/с2-вредные,

4000мм/с2-непереносимые.

особенно вредны вибрации с вынужденной частотой, совпадающей с собственной частотой колебаний тела человека или его отдельные органов:

для тела человека-6..9Гц;

головы-6Гц;

желудка-8Гц;

другие органы- в пределах 25 Гц;

глазные яблоки-60..90Гц(расстройства зрительных восприятий).

ВЫВОДЫ

Влияние шума и вибрации на человека и его организм в последние десятилетия стало одной из актуальнейших проблем во всех странах мира. Шум воздействует на человека на производстве (имеются в виду промышленные предприятия и некоторые шумовые объекты), улице и в доме. Под влиянием интенсивного шума и вибрации наступают повышенная утомляемость и раздражительность, плохой сон, головная боль, ослабление памяти, внимания и остроты зрения, что ведет к снижению производительности труда (в среднем на 10-15 %) и часто является причиной травматизма. Вибрация и шум влияют на сердечнососудистую, эндокринную и нервную системы, нарушают координацию движений. Адаптация человека к шуму невозможна.

Дата добавления: 2015-08-28