Методы борьбы с вибрацией

Резонансные частоты мало зависят от индивидуальных особенностей людей, так как основной подсистемой, реагирующей на колебания, являются органы брюшной полости, вибрирующие  в одной фазе. Резонанс внутренних органов наступает при частоте  З...3,5 Гц, а при 4...8 Гц они смещаются.

Если  вибрация действует в горизонтальной плоскости по оси, перпендикулярной позвоночнику, то резонансная частота  тела обусловлена сгибанием позвоночника и жесткостью тазобедренных суставов.

Область резонанса для головы сидящего человека соответствует 20…30 Гц. В этом диапазоне  амплитуда виброускорения головы может  втрое превышать амплитуду колебаний плеч.

Качество  зрительного восприятия предметов  значительно ухудшается при частоте 60…70 Гц, что соответствует резонансу  глазных яблок.

Исследователи Японии установили, что характер профессии  определяет некоторые особенности действия вибрации.

Например, у шоферов грузовых машин широко распространены желудочные заболевания, у водителей трелевочных тракторов  на лесозаготовках – радикулиты, у  пилотов, особенно работающих на вертолетах, наблюдается снижение остроты зрения. Нарушения нервной и сердечнососудистой деятельности у летчиков возникают  в 4 раза чаще, чем у представителей других профессий. Особенно опасна толчкообразная вибрация большой амплитуды, вызывающая микротравмы внутренних тканей и  органов с последующими их реактивными изменениями.

Весьма  негативно также сказывается  на всех обменных процессах человеческого  организма низкочастотная вибрация.

Безопасность  трудовой деятельности человека при  наличии вибрационных воздействий  регламентируется специальным нормативным  документом, но совершенно исключить  вибрации из жизнедеятельности людей, по- видимому не удастся никогда.

Поэтому следует стремиться к всемирному ослаблению их действия как на стадии проектирования, так и на стадии эксплуотации техники.

Чтобы человек  не испытывал болевых ощущений и  мог продолжать работать допустимое нормативами время с ростом частоты вибраций амплитуда их колебаний должна быть сокращена.

 

 

3. Нормирование и средства оценки вибраций

 

Нормирование. 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.

Вибрацию  классифицируют по следующим признакам: по способу воздействия на человека - общая и локальная; по источнику  возникновения - транспортная (при движении машин), транспортно-технологическая (при  совмещении движения с технологическим  процессом, например при косьбе или  обмолоте самоходным комбайном, рытье  траншей экскаватором и т. п.) и  технологическая (при работе стационарных машин, например насосных агрегатов);по частоте колебаний - низкочастотная (менее 22,6 Гц), среднечастотная (22,6...90 Гц) и высокочастотная (более 90 Гц); характеру  спектра - узко- и широкополосная; времени  действия - постоянная и непостоянная; последнюю, в свою очередь, делят  на колеблющуюся во времени, прерывистую  и импульсную.

Нормы вибрации установлены для трех взаимно  перпендикулярных направлений вдоль  осей ортогональной системы координат. При измерении и оценке общей  вибрации необходимо помнить, что ось X расположена в направлении от спины к груди человека, ось Y- от правого плеча к левому, ось Z- вертикально вдоль туловища. При  измерении локальной вибрации следует  учитывать, что ось Z нaпpaвлeнa вдоль  ручного инструмента, а оси Х Y- перпендикулярно к ней.

Стандартом  установлены нормы отдельно для  транспортной вибрации (категория 1), транспортно-технологической (категория 2) и технологической (категория 3); причем нормы для третьей категории  подразделены на подкатегории: За - для  вибрации, действующей на постоянных рабочих местах производственных помещений; 3б - на рабочих местах складов, бытовых, дежурных и подсобных помещений, в которых отсутствуют генерирующие вибрацию машины; Зв -в помещениях для работников умственного труда.

Средства  оценки. Вибрации измеряют виброметрами типов НВА-1 и ИШВ-1. Аппаратура НВА-1 в комплекте с пьезометрическими  датчиками Д-19, Д-22, Д-26 позволяет  определять низкочастотную виброскорость  и виброускорения. Виброизмерительный комплекс представляет собой измерительный  преобразователь (датчик), усилитель, полосовые  фильтры и регистрирующий прибор. Контролируемые параметры - действующие  значения виброскорости, ускорения  или их уровней (дБ) в октавных полосах  частот. Параметры вибрации определяют в том направлении, где колебательная  скорость наибольшая.

 

 

4. Основные методы 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

Основные  методы защиты от вибрации делятся  на две группы:

снижение  вибрации в источнике ее возникновения ;

уменьшение  параметров вибрации по пути ее распространения  от источника.

вибрация человек защита нормирование

4.1 Снижение вибрации в источнике ее возникновения

 

Для того чтобы снизить вибрацию в источнике  ее возникновения, необходимо уменьшить  действующие в системе переменные силы, что достигается заменой  динамических технологических процессов  статическими (например, ковку и  штамповку рекомендуется заменять прессованием, операцию ударной правки-вальцовкой, пневматическую клепку- сваркой и  т.д.) рекомендуется также тщательно  выбирать режимы работы оборудования, чтобы вибрация была минимальной. Большой  эффект дает тщательная балансировка вращающихся механизмов, применение специальных редукторов с низким уровнем вибрации и другие мероприятия. Важно чтобы соответствующие  частоты вибрации агрегата или установки  не совпадали с частотами переменных сил, вызывающих вибрацию. В противном  случае может возникнуть резонанс, который увеличит амплитуду колебаний (виброперемещение) устройства, что может привести к его поломке или разрушению. Исключить резонансные режимы работы оборудования и тем самым снизить уровень вибрации можно либо путем изменения массы и жестокости вибрирующей системы, либо установлением нового режима работы агрегата.

 

4.2 Уменьшение параметров вибрации по пути ее распространения от источника

 

Защита  от вибрации вибродемпфированием (вибропоглощение) проедставляет собой превращение  энергии механических колебаний  системы в тепловую, это достигается  использованием в конструкциях вибрирующих  агрегатов специальных материалов ( например, сплавов систем медь-никель, никель-титан, титан-кобальт), применением  двухслойных материалов типа сталь-алюминий, сталь-медь. Хорошей вибродемпфирующей  способностью обладают и традиционные материалы: пластмассы, дерево, резина. Значительный эффект достигается при  нанесении на колеблющиеся детали вибропоглощающих покрытий- различных упруговязких материалов, таких, как пластмасса или резина, а также различных мастик. Известными вибропоглощающими мастиками являются так называемые «Антивибриты» ( «Антивибрит-2», «Антивибрит-3» ), изготавливаемые на основе эпоксидных смол.

Виброгашение  или динамическое гашение, колебаний  достигается в первую очередь  установкой вибрирующих машин и  механизмов на прочные массивные  фундаменты. Массу фундамента рассчитывают таким образом, чтобы амплитуда  колебаний его подошвы была в  пределах 0,1-0,2 мм, а для особо важных сооружений – 0,005 мм. Если какой-либо агрегат колеблется с определенной частотой, то снизить его вибрацию можно установкой на агрегат динамического виброносителя – самостоятельной колебательной системы, обладающей массой m и жесткостью q. Для вибрации защищаемого агрегата частота его колебаний f и частота колебаний виброгасителя f₀ .

Закрепленный  жестко на защищаемом агрегате виброгаситель  колеблется в противофазе с основной установкой, в результате чего снижается  уровень вибрации. Однако он действует на определенной (фиксированной) частоте колебаний, соответствующей резонансному режиму работы. При изменении частоты колебаний основной установки резонанс между ней и виброгасителем пропадает, что резко снижает эффективность работы последнего.

Достаточно  эффективный способ защиты – виброизоляция, которая заключается в уменьшении передачи колебания от вибрирующего устройства к защищаемому объекту  помещением между ними упругих устройств. Эти устройства называются виброизоляторами. Эффективность виброизоляторов  характеризуется коэффициентом  передачи (КП), который рассчитывается по следующей формуле:

 

КП=F _{m осн}/F _{m Маш} ³

 

где F _{m осн} -амплитуда силы, передаваемой на несущую конструкцию;

F _{m Маш} - амплитуда переменной силы, создаваемой вибрирующим агрегатом.

В качестве виброизоляторов используют пружинные  опоры либо упругие прокладки  из резины, пробки и т.д. возможно использования  сочетания этих устройств ( комбинированные  виброизоляторы). Для уменьшения вибрации ручного инструмента его ручки  выполняются с использованием упругих  элементов – виброизоляторов, снижающих  уровень вибрации. Рассмотренные  выше методы защиты от вибрации относятся  к коллективным методам защиты. К  средствам индивидуальной защиты относятся  специальные рукавицы, перчатки и  прокладки. Для защиты ног используют виброзащитную обувь, снабженную прокладками  из упругодемпфирующих материалов ( пластмассы, резины или войлока )с целью профилактики вибрационной болезни персонала, работающего  с вибрирующим оборудованием.

Длительность  работы с вибрирующим инструментом не должна превышать 2/3 рабочей смены. Операции распределяют между работниками  так, чтобы продолжительность непрерывного действия вибрации, включая микропаузы, не превышала 15...20 мин. Рекомендуется делать перерывы на 20 мин через 1...2ч после начала смены и на 30 мин через 2 ч после обеда.

Во время  перерывов следует выполнять  специальный комплекс гимнастических упражнений и гидропроцедуры - ванночки при температуре воды 38 °С, а также  самомассаж конечностей.Если вибрация машины превышает допустимое значение, то время контакта работающего с  этой машиной ограничивают.

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.

 

 

Заключение

 

В этой курсовой работе мы рассмотрели, что вибрация-это  колебательное механическое движение точки или системы при котором  происходит поочередное возрастание, и убывание во времени значений хотя бы одной координаты.

Вибрацию  классифицируют по следующим признакам: по способу воздействия на человека - общая и локальная; по источнику  возникновения - транспортная (при движении машин), транспортно-технологическая (при  совмещении движения с технологическим  процессом, например при косьбе или  обмолоте самоходным комбайном, рытье  траншей экскаватором и т. п.) и  технологическая (при работе стационарных машин, например насосных агрегатов);по частоте колебаний - низкочастотная (менее 22,6 Гц), среднечастотная (22,6...90 Гц) и высокочастотная (более 90 Гц); характеру  спектра - узко- и широкополосная; времени  действия - постоянная и непостоянная; последнюю, в свою очередь, делят  на колеблющуюся во времени, прерывистую  и импульсную