Лекция Вибрация вибрация представляет собой процесс распространения механических колебаний в твердом теле



жүктеу 290.99 Kb.
Дата18.02.2019
өлшемі290.99 Kb.
түріЛекция


ИСТОЧНИК: Охрана труда в машиностроении: Учебник для машиностроительных вузов/Под общ.ред.Е.Я.Юдина,

2-е изд. – М.:Машиносмтроение,1983.-432 стр.
Лекция 5. Вибрация

ВИБРАЦИЯ представляет собой процесс распространения механических колебаний в твердом теле.
Причинами возникновения вибрации являются:

-  силовое возбуждение , вызываемое неуравновешенными и непостоянными во времени силами и моментами в механических /динамических/ системах

*при возвратно-поступательных движениях масс в кривошипно-шатунных

механизмах двигателей, компрессоров, ударников в пневматических

ручных машинах /отбойных молотках, перфораторах/ и т.п.;

*при вращении неуравновешенных масс, имеющих дисбаланс /ручные

шлифовальные машины, режущий инструмент станков и т.п./;

*при ударных взаимодействиях элементов и деталей /зубчатые зацепления,

подшипники, клепальный инструмент и т.п./;

 - кинематическое возбуждение , вызываемое колебаниями оснований (на-

пример, неравномерности пути, дорог при движении транспортных средств;

 - параметрическое возбуждение,  вызываемое изменением во времени пара-

метров системы (только в нестационарных системах, например, двигателях

внутреннего сгорания);

 - автоколебания , возникающие и поддерживаемые от источника энергии не-

колебательной природы (простейшим примером служат ЧАСЫ, чьи колебания

вызывает пружина).



Характеристиками вибрации служат:
- амплитуда  изменения параметра движения;

- частота  изменения амплитудного параметра.


В общем виде при рассмотрении ВИБРАЦИИ как вредного фактора усло-

вий труда будем говорить об ОБОБЩЕННОМ АМПЛИТУДНОМ параметре u, который может быть и СКОРОСТЬЮ v, и УСКОРЕНИЕМ a, и ПЕРЕМЕЩЕНИЕМ s.

Сейчас для нормирования вибрации ПРИНЯТО УСКОРЕНИЕ, м/с2 .

При синусоидальном (гармоническом) процессе колебаний тела вдоль

оси х зависимость ВИБРОСМЕЩЕНИЯ х от времени t имеет вид:

х = хm  sin ( ώt + φ),

где х m  - амплитуда виброперемещения,

  ώ - угловая частота (рад/с),

t - текущее время, с.

 φ начальная фаза виброперемещения.

  (В большинстве случаев начальная фаза в задачах охраны труда

 значения не имеет и может не учитываться)
Круговая (угловая ) частота связана с циклической частотой колебаний f:

 ώ = 2 π f.

Циклическая частота f связана с периодом колебаний Т соотношением: f = 1/Т.
Процессы вибрации применительно к вопросам охраны труда чаще все-

го характеризуются амплитудой ВИБРОСКОРОСТИ v = x', изменение которой во времени при гармонических колебаниях тоже представляет собой гармонический процесс и имеет вид (без учета фазы):

v = х m ώ cos  ώ t.

Соответственно, ВИБРОУСКОРЕНИЕ a = x'' также изменяется по гармо-

ническому закону:

a = - х m ώ 2 sin  ώ t.

Воздействие вибрации на человека (в том числе и в производственных условиях) определяется кинетической энергией колебательного процесса W, которая в самом общем виде движения тела массой m пропорциональна квадрату скорости движения v:



W = m v 2 /2.

Ориентируясь на параметр скорости и учитывая нестабильный характер амплитуд в реальных колебательных процессах в машинах и оборудовании,

в качестве АМПЛИТУДНОЙ характеристики ОБЫЧНО принято использо-

вать  среднеквадратические значения  ск  принятого параметра колебаний u (как в шуме для звукового давления р ск ).


Поскольку амплитудные параметры вибрации, воздействующей на че-

ловека, изменяются в очень широком диапазоне значений (до 16 порядков), для них используют ЛОГАРИФМИЧЕСКИЕ УРОВНИ, определяемые анало-

гично уровням звукового давления.


L = 10 lg (u 2/u О2) = 20 lg (u/ u О), дБ.
Исходным параметром при введении УРОВНЕЙ для вибрационных про-

цессов была виброскорость v в м/с.



Опорное значение параметра:

- для виброскорости о  = 5 . 10 -8  м/с

(что соответствует среднеквадратичной колебательной скорости при по-

роговом значении звукового давления  р о  = 2. 10-5  Па);

- для виброускорения a о  = 10 -6  м/с 2 .
Единицы УРОВНЕЙ виброскорости и виброускорения НЕ имеют специальных обозначений, но их, конечно же, НЕЛЬЗЯ  сравнивать  МЕЖДУ СОБОЙ.

Для виброперемещений, применяемых в основном при расчете строительных конструкций, УРОВНИ не используются.

Операции с уровнями виброскорости или уровнями виброускорения, и соотношения соответствующих им абсолютных значений виброскорости или виброускорения ТАКИЕ же, как для уровней звукового давления в ШУМЕ.
В частности, эффективность  L, дБ, применения средств снижения

вибрации (виброзащиты) выражается разностью уровней:


 ∆L = L до  - L после ,

где L до  - уровни вибрации ДО применения виброзащиты),дБ;

L после  - уровни вибрации ПОСЛЕ проведения мероприятий,дБ. Расшифровка значений уровней, входящих в формулу определения эф-

фективности виброзащиты


L до  - L после  = 20 lg u до  / u o  - 20 lg u  после  / u o  = 20 lg u до  / u  после ,
показывает, что ЭФФЕКТИВНОСТЬ виброзащиты (и вообще сравнение

логарифмических уровней, установленных относительно  одинаковых ОПОРНЫХ значений) НЕ зависит от принятых опорных значений.

Колебательный процесс распространения вибрации, как и звука, харак-

теризуется ЧАСТОТОЙ, измеряемой в герцах, Гц (1000 Гц = 1 кГц).


Частотный диапазон, в котором рассматриваются ВИБРАЦИОННЫЕ процессы на производстве, простирается от ДОЛЕЙ герц (0,7 Гц) до БОЛЕЕ чем 1 кГц (1400 Гц).

Поэтому для частотный диапазон ВИБРАЦИИ, так же как и ШУМА, разбива-

ют на  полосы частот :

октавные , у которых верхняя граничная частота в  равна УДВОЕННОЙ

нижней граничной частоте f н : в / н = 2;

Октавная полоса характеризуется (обозначается, называется)  среднегеометрической  частотой f с.г.:

______ __

fс.г. = V fв. f н = V 2 . fн

- третьОКТАВНЫЕ (1/3 ОКТАВНЫЕ) , у которых верхняя граничная час тота в и нижняя граничная частота н связаны соотношением:



3 __

в / н = V 2

а  среднегеометрическая  частота равна:



_____ 6 __

fс.г. = V fв. f н = V 2 . fн

Значения  граничных  и  среднегеометрических  частот СТАНДАРТНЫХ октавных полос взяты из ШУМА:


0,7- 1,4 - 2,8 - 5,6 - 11,2 - 22,5 - 45 – 90 – 180 – 355 – 710 - 1400

  1 2 4 8 16 31,5 63 125 250 500 1000


Зависимость среднеквадратичных значений синусоидальных составляющих

АМПЛИТУДНОГО параметра вибрации (или соответствующих им УРОВНЕЙ, например, виброскорости, в дБ) от ЧАСТОТЫ называется ЧАСТОТНЫМ СПЕКТРОМ  вибрации (или просто СПЕКТРОМ вибрации).

Как и в шуме спектры вибрации могут быть ДИСКРЕТНЫМИ, СПЛОШНЫМИ и СМЕШАННЫМИ.


 Воздействие вибрации на человека

Вибрация, воздействующая на работающего, классифицируется:



- по способу передачи на человека;

- по временным характеристикам;

- по направлению действия.

 По способу передачи на человека  различают

- ОБЩУЮ ВИБРАЦИЮ, которая передается через опорные поверхности на тело сидящего (через ягодицы) или стоящего (через стопы ног) человека.

- ЛОКАЛЬНУЮ ВИБРАЦИЮ, которая передается через руки работающего или участки тела, контактирующие с вибрирующими поверхностями столов.



ОБЩУЮ ВИБРАЦИЮ  по источнику возникновения  подразделяют на

3 категории:

-категория 1  - транспортная  вибрация, воздействующая на операторов подвижных самоходных и прицепных машин и транспортных средств при их движении по местности и дорогам (автомобили, трактора и т.п.);

-категория 2  -  транспортно-технологическая0 вибрация, воздействующая на операторов машин с ограниченной подвижностью, перемещающихся только по специально подготовленным поверхностям производственных поме-щений и промышленныхз площадок (краны, экскаваторы, напольные электрокары и т.п.)

-категория 3  -  технологическая  вибрация, воздействующая на человека на

рабочих местах  стационарных  машин и оборудования или передающаяся на рабочие места, не имеющие источников вибрации.

ОБЩАЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ВИБРАЦИЯ категории 3 подразделяется на 3 типа:

-тип а  - на постоянных рабочих местах по обслуживанию стационарных ма

шин и оборудования в производственных помещениях (все виды станочного оборудования, технологические линии и др.);

 -тип б - на рабочих местах на складах, в столовых, бытовых, дежурных и дру-

гих производственных помещений, где нет машин, генерирующих вибрацию;

 -тип в - на рабочих местах работников умственного труда и персонала, не

занимающегося физическим трудом.

По  временной характеристике  различают:

 - постоянную  вибрацию, у которой контролируемый параметр за время наб-

людения (не менее 1 мин) изменяется не более чем в 2 раза (на 6 дБ);

- непостоянную  вибрацию, у которой контролируемый параметр за время

наблюдения (не менее 1 мин) изменяется более чем в 2 раза (на 6 дБ).



НЕПОСТОЯННУЮ вибрацию подразделяют как и ШУМ на:

*колеблющуюся  во времени, для которой контролируемые параметры

непрерывно изменяются во времени;

*прерывистую , когда контакт оператора с вибрацией в процессе работы



прерывается, причем длительность контакта составляет более 1 с;

*импульсную , состоящую из одного или нескольких вибрационных воз-

действий (например, ударов), каждый длительностью менее 1 с.

По  направлению действия  вибрацию подразделяют в соответствии с



направлением осей базицентрической ортогональной системы координат, связанной с телом человека (антропометрической)  и установленной Международным и отечественным стандартами.

Для ОБЩЕЙ вибрации:

ось Z - ВЕРТИКАЛЬНАЯ (и вибрация - вертикальная), перпендикулярная к

опорной поверхности;

ось X - ГОРИЗОНТАЛЬНАЯ - от спины к груди;

ось Y - ГОРИЗОНТАЛЬНАЯ - от правого плеча к левому.


Для ЛОКАЛЬНОЙ вибрации:

ось X - совпадает или параллельна оси мест охвата источника вибрации

(рукоятки, ложемента и т.д.),

ось Z - лежит в плоскости, образованной осью Х и направлением подачи

или приложения силы, и направлена вдоль оси предплечья;

ось Y - направлена от ладони.


Направления базицентрической (антропометрической) системы координатных осей

при действии вибрации

Общая вибрация Локальная вибрация



Положение Положение стоя сидя

Реакции организма на вибрацию обуславливаются энергией воздействия

колебаний и биомеханическими свойствами человеческого тела как

сложной колебательной системы.

При действии вибрации даже малой мощности на определенных частотах выше 0,7 Гц из-за РЕЗОНАНСНЫХ явлений в организме возникают повышенные ответные реакции.



Резонанс человеческого тела и отдельных его органов наступает при СОВПАДЕНИИ собственных частот колебаний органов с частотами внешних возмущающих (возбуждающих) сил.

Резонансные частоты:

- тела человека в положении стоя 6-9 Гц,

в положении сидя 4-6 Гц,

- головы в положении стоя 6 Гц,

в положении сидя

при вертикальной вибрации - 20-30 Гц,

при горизонтальной - 1,5-2 Гц,

- желудка 8 Гц,

- сердца 4-6 Гц,

- глазных яблок 60 и 90 Гц,

- рука человека

в зависимости от углов сгиба 5-8 Гц и 20-40 Гц.

Поэтому особенности многих клинических проявлений нарушения функ-

ционирования систем и органов проявляется в зависимости от  спектрального

состава действующей вибрации и способов ее ПЕРЕДАЧИ.

ОБЩАЯ вибрация передается на ВСЁ тело сидящего или стоящего чело-

века-оператора и характеризуется диапазоном частот от 1 до 90 Гц.



ОБЩАЯ вибрация в первую очередь воздействует и вызывает изменения

- в центральной и вегетативной нервной системах,

- сердечно-сосудистой системе,

- обменных процессах,

- вестибулярном аппарате,

- зрительном анализаторе.

При длительном воздействии ОБЩЕЙ вибрации отмечают жалобы и нарушения со стороны:

- вестибулярного аппарата,(головокружения, расстройства координации движений, симптомы укачивания);

- зрительного анализатора (сужение и выпадение отдельных участков поля зрения, снижение остроты зрения (иногда до 40%), потемнение в глазах;

- опорно-двигательного аппарата ( пояснично-крестцовые радикулиты, остеохондрозы, люмбаго, ишиас).

Профессиональная  вибрационная болезнь от ОБЩЕЙ вибрации  регистрируется у:

- водителей транспорта (водителей автомобилей, трактористов, бульдозеристов),

- операторов транспортно-технологических машин (машинистов экскаваторов),

- рабочих, занятых виброуплотнением железобетонных конструкций.



ЛОКАЛЬНАЯ вибрация передается через руки человека -оператора и

действует в диапазоне частот от 5,5 Гц до 1400 Гц.

ЛОКАЛЬНАЯ вибрация в первую очередь воздействует и вызывает изме-

нения в руках.


ЛОКАЛЬНАЯ вибрация при длительном её воздействии вызывает у них:

- спазмы сосудов кисти и предплечья, нарушение крове снабжения верхних

конечностей, проявляющиеся в

* синдроме "БЕЛЫХ ПАЛЬЦЕВ",

- патологические изменения в нервных окончаниях, мышечных и костных тканях рук, проявляющиеся в

* снижении кожной чувствительности, отложении солей в суставах паль цев, деформации и уменьшении подвижности суставов;

- болезненные состояния, проявляются в

* ноющих, ломящих, тянущих болях в руках, особенно часто, по ночам.


Профессиональная  вибрационная болезнь от ЛОКАЛЬНОЙ вибрации регистрируется у:

- работающих с  РУЧНЫМИ МАШИНАМИ  (формовщиков, бурильщиков, клепальщиков, обрубщиков, лесорубов),

- заточников, рихтовщиков.
Развивается через 8-10-15 лет, может принимать достаточно тяжелые

и даже неизлечимые формы, ведет к временной и даже постоянной потере

трудоспособности (т.е. профессиональной ИНВАЛИДНОСТИ).
ВИБРАЦИОННАЯ БОЛЕЗНЬ (главным образом от ЛОКАЛЬНОЙ вибрации) занимает в структуре профзаболеваний ВТОРОЕ место после пневмоканиозов, а в отдельные годы и в некоторых отраслях - занимает ПЕРВОЕ место.
К факторам производственной среды,  усугубляющим  вредное воздействие

вибрации на организм, относятся в первую очередь – чрезмерные мышечные нагрузки (усилия), охлаждение рук и всего организма, увлажнение рук, а также высокоинтенсивный шум и психо-эмоциональный стресс.

Гигиеническое нормирование вибрации.

Показателями (в т.ч. нормируемыми параметрами) ВИБРАЦИИ в различных нормативных документах в принципе являются:

- спектры АМПЛИТУД среднеквадратических значений ВИБРОСКОРОСТИ  (в м/с) (и по их УРОВНЯМ, в дБ)  или ВИБРОУСКОРЕНЙ  (в м/с 2 )  (и по их УРОВНЯМ, в «других» дБ ) в  ОКТАВНЫХ полосах частот

для ОБЩЕЙ вибрации - в октавах 1, 2, 4, 8, 16, 31,5 и 63 Гц;

для ЛОКАЛЬ НОЙ вибрации- в октавах 8;16;31,5;63;125;250;500 и 1000 Гц.

корректированные (по частоте)  уровни ВИБРОСКОРОСТИ или ВИБРОУСКОРЕНИЯ (в «своих» дБ), которые являются одночисловой интегральной по частоте характеристикой.

- эквивалентные (по энергии) корректированные   3ВИБРОСКОРОСТИ или ВИБРОУСКОРЕНИЯ 0 (в дБ), которые представляют собой одночисловую  интегральую по времени  характеристику вибрации.


В Санитарных нормах СН 2.2.4/2.1.8.566-96 "Производственная вибрация,

вибрация в помещениях жилых и общественных зданий", которые формально до сих пор действуют, принято нормирование указанных параметров.

Допустимые спектры вибрации имеют одинаковый характер (как в шуме) . Но характер допустимого спектра для вертикальной и горизонтальной



вибрации категории 1 транспортной РАЗЛИЧЕН.

Для ОБЩЕЙ вибрации других категорий (2 и 3) характер допустимых спектров горизонтальной и вертикальной  вибрации ОДИНАКОВЫ , т.е. допустимые спектры для горизонтальной вибрации имеют такой же вид как и допустимые спектры вертикальной .

Совершенно самостоятельный характер, отличный от характера допустимого

спектра ОБЩЕЙ вибрации, имеет допустимый спектр ЛОКАЛЬНОЙ вибрации.

Естественно, что допустимые спектры ВИБРОСКОРОСТИ и ВИБРОУСКОРЕНИЯ также РАЗЛИЧАЮТСЯ.

Корректированные и равные им эквивалентные значения - для ОБЩЕЙ вибрации как по скорости, так и по ускорению установлены

равными МИНИМАЛЬНОМУ допустимому значению в СПЕКТРЕ.

- для ЛОКАЛЬНОЙ вибрации как по скорости, так и по ускорению установлены на 3 дБ (в 1,41раза) ВЫШЕ МИНИМАЛЬНОГО допустимого значения в СПЕКТРЕ.

Приведенные в СН 2.2.4/2.1.8.566-96 нормы вибрации иллюстрируются графиками, показанными на рисунках ниже.


В настоящее время приняты и вводятся в действие с 01.01.2017 Санитарно-эпидемиологические правила и нормативы СанПиН 2.2.4.3359-16 "Санитарно-эпидемиологические требования к физических факторов на рабочих местах", в разделе IV которых установлены нормы вибрации для рабочих мест.

По этим нормам гигиеническая оценка вибрации, воздействующей на человека, должна производиться методом интегральной оценки с учетом времени вибрационного воздействия ТОЛЬКО по эквивалентному корректированному виброускорению за рабочую смену, А(8)(в м/с2) (или его эквивалентному корректированному уровню, А(8) , в дБ, относительно опорного значения виброускорения a о  = 10 -6  м/с 2 ).

Коррекция измеряемых уровней виброускорения производится в третьоктавных полосах для различных принятых направлений для локальной вибрации (в диапазоне от 5,6 до 1400 Гц, с коэффициентом коррекции Wh), и для различных категорий общей вибрации (в диапазоне от 0,4 до 100 Гц, с коэффициентами Wk и Wd).



Частотная коррекция общей вибрации (по ГОСТ 31191.1-2004)

Частотная коррекция локальной вибрации (по ГОСТ 31192.1-2004)

Предельно допустимые значения и уровни производственной вибрации по СанПиН 2.2.4.3359-16 приведены в таблице ниже.



Вид вибрации

Категория вибрации

Направление действия

Коррекция

Нормативные эквивалентные корректированные значения и уровни виброускорения

м/с 2

дБ

Локальная




Хл, Yл, Zл

Wh

2,0

126

Общая

1

Zo

Wk

0,56

115

Хо, Yo,

Wd

0,40

112

2

Zo

Wk

0,28

109

Xo, Yo,

Wd

0,2

106



Zo

Wk

0,1

100

Xo, Yo,

Wd

0,071

97



Zo

Wk

0,04

92

Xo,Yo

Wd

0,028

89



Zo

Wk

0,014

83




Xo,Yo

Wd

0,0099

80

Примечание. Wh - фильтр частотной коррекции локальной вибрации по ГОСТ 31192.1-2004. Wd ( вертикальная вибрация), Wk (горизонтальная вибрация) - фильтры частотной коррекции общей вибрации по ГОСТ 31191.1-2004

 

Все нормативы вибрации установлены для 8 часов ее воздействия .

При воздействии постоянной ЛОКАЛЬНОЙ вибрации не полную рабочую смену допустимые значения нормируемого параметра [u t] определяют по формуле:

______

[u t]  = [u 480] V 480 / т


[u 480] - нома вибрационной нагрузки на оператора (допустимое значение

виброскорости, м/с, или виброускорения,м/с 2 ) для длительности

воздействия вибрации 480 мин(8 час);

Т - время воздействия вибрации, мин.

При Т<30 мин в качестве нормы принимается значение для Т = 30 мин.

Допускается в качестве характеристики НЕПОСТОЯННОЙ вибрации ис-

пользовать ДОЗУ вибрации.

ДОЗА вибрации ДВ - интегральная величина, характеризующая энергию

вибрации, воздействующую на человека за время его контакта с вибрацией,

и определяемая по формуле:

Т

Д = ∫ u к 2 (t) dt

0

u к (t) - текущее корректированное значение контролируемого параметра (виброскорости, м/с, или виброускорения, м/с 2 );

Т - время воздействия вибрации (контакта с вибрацией),ч.

Определять ДОЗУ вибрации и рассчитывать ее ДОПУСТИМОЕ значение:

ДВ = u экв 2.  t,

где u экв - эквивалентное значение параметра вибрации за время t.

При действии ЛОКАЛЬНОЙ вибрации при работе с ручными машинами в

соответствии с СанПиН 2.2.2.540-96 регламентируются также:

- сила нажатия, которая не должна превышать

*для одноручной машины - 100 Н;

*для двуручной - 200 Н.

- вес, приходящийся на руки, не должен превышать 100 Н.

Эти факторы обычно являются сопутствующими локальной вибрации и

вместе с охлаждением и увлажнением рук усугубляют ее негативное воз-

действие на организм.

  Техническое нормирования вибрации машин и оборудования предусматривает установление ВИБРАЦИОННЫХ ХАРАКТЕРИСТИК (ВХ) машин и оборудования в стандартах и технических условиях на них, для

- получения объективной характеристики способности машин излучать (ге-

нерировать) вибрацию в местах их установки;

- использования их в качестве исходных параметров для расчета на ста-

дии проектирования вибрации на рабочих местах с учетом всех факторов,

влияющих на передачу создаваемых машиной колебаний к операторам;

- выбора и расчета методов и средств снижения вибрации на путях ее

распространения;

- сравнения вибрационной активности, а значит и безопасности различных

машин, особенно одного типа и назначения.


ВХ является ВАЖНЕЙШЕЙ  технической  характеристикой машин наряду с

такими показателями, как мощность, производительность и т.п. и опредеяют их вибрационную безопасность. ВХ должна контролироваться при изготовлении машин, сдаче-приемке готовой продукции, а так же после ремонта.


ВХ имеют 2 вида:

ВХ-1- устанавливается для машин со встроенным рабочим местом, являющимся их

конструктивной частью (например, экскаватор), и источников локальной вибрации

(ручных машин);

- характеризуется параметрами, устанавливаемыми гигиеническими нормами вибрации

(октавными, часто - ТРЕТЬОКТАВНЫМИ спектрами и/или корректированными

значения виброскорости или виброускорения, но не эквивалентные значения и не



дозы, т.к. ВРЕМЯ не является объективной характеристикой машины.

ВХ-2 - устанавливается, как правило, для стационарных машин с внешним рабочим местом,

располагающимся около машины на перекрытиях, полах, фундаментах и т.п.

(например, станочное оборудование);

- характеризуется динамическими нагрузками в точках опирания стационарных

машин на несущие конструкции и фундаменты.

 Методы и средства КОНТРОЛЯ



Основные принципы виброизмерений:

- выбор и применение обеспечивающих нормируемый динамический (амплитудный) и



частотный диапазон систем - виброметров, анализаторов спектров (октавных и 1/3 -октавных фильтров), чувствительных элементов - датчиков- акселерометров,

интегрирующих цепочек для получения виброскорости;

- правильное размещение и крепление датчиков в местах контакта тела с вибрирующими

элементами машин или рабочими местами, в виде сидений или рабочих площадок.


Выбор и способ установки (крепления) датчика должен быть таким, чтобы собственная  частота датчика, установленного для измерений, была в корень из  2 , а лучше в 2 раза выше верхней частоты диапазона измерений:

для измерения  общей  вибрации - не менее 200 Гц,

для измерения  локальной  - не менее 1400 Гц.

Реально датчик должен быть как можно легче:

для измерения  общей  вибрации - не более 200 г,

для измерения  локальной  - не более 65 г.

Наиболее распространенный и дающий нужную точность измерений способ крепления датчиков - на резьбовой шпильке, применяют также специальные клеи, мастики, пасты (в том числе, даже пластилин).

Для измерений применяют также промежуточные элементы с навинченными на них датчиками, которые прижимаются рукой, телом, ягодицами, ногами к вибрирующей поверхности.

Датчики ориентируются в направлении оси измерений. Возможно применение 3-х компонентных датчиков, направленных вдоль 3-х координатных осей, что особенно актуально для измерений транспортной вибрации 1категории, РАЗЛИЧНО нормируемой в вертикальном и горизонтальном направлении. Обычно бывает достаточно измерять в одном направлении, которое известно как направление МАКСИМАЛЬНОЙ вибрации.
Имеются виброметры - шумомеры с октавными фильтрами:

- измеритель шума и вибрации ВШВ-003-М2 (Россия, г.Таганрог).

Активно распространяются интегрирующие приборы и дозиметры для измерения корректированных и эквивалентных значений виброскорости и/или виброускорений:

фирма"Брюль и Къер" (Дания) - портативные виброметр 2511,

интегрирующий портативный виброметр 2513

фирма Larson-Davis (США) - портативный интегрирующий шумо- вибро- анализатор,

- портативный анализатор спектров шума и вибраций.

 Измерение ВХ машин  производится теми же приборами.


Для контроля вибрации на рабочих местах и контроля ВХ машин важную роль играют УСЛОВИЯ ИСПЫТАНИЙ, которые должны максимально ИМИТИРОВАТЬ наиболее типичные условия эксплуатации машин (по способу установки, размещения, движения, режимам работы и т.п.).
ТИПОВЫЕ (или типичные) условия эксплуатации машин и воздействия вибрации на человека на рабочем месте, при которых должен проводиться контроль и оценка вибрации, должны выбираться

- или как ПРЕДСТАВИТЕЛЬНЫЕ,т.е. наиболее распространенные, чаще встречающиеся, соответствующие наиболее длительным режимам работы (эксплуатации),

- или как ПРЕДЕЛЬНЫЕ, воспроизводящие из числа  предусмотренных  технологическим процессом наиболее  неблагоприятные  по уровню действующей вибрации режимы работы или эксплуатации (например, при которых вибрация максимальна).
Для контроля ЛОКАЛЬНОЙ вибрации ручных машин (как при их изготовлении, так и в условиях эксплуатации) применяют ИСПЫТАТЕЛЬНЫЕ СТЕНДЫ, имитирующие,

- как типовой (наиболее представительный) режим работы и условия взаимодействия ручной

машины с обрабатываемым объектом,

- так и динамическую нагрузку на машину, создаваемому РУКАМИ оператора (воспроизводится входной механический импеданс рук в местах удержания машины и прикладываемое руками усилие нажатия).

При этом получаются достаточно ОБЪЕКТИВНЫЕ вибрационные характеристики ручных машин или условий их использования.

 Методы и средства ЗАЩИТЫ

Как и для шума, наиболее правильным, ЭФФЕКТИВНЫМ, а зачастую и единственно ВОЗМОЖНЫМ - является  снижение вибрации В ИСТОЧНИКЕ, что реализуется при конструировании машин и проектировании технологических процессов.

Здесь возможны два принципиальных направления:



  1. Замена процессов и оборудования, характеризующихся высокой ВИБРАЦИОННОЙ АКТИВНОСТЬЮ, на процессы и машины, в которых источники возбуждения отсутствуют или возмущающие силы существенно снижены, а также создание условий, при которых вибрация НЕ ПЕРЕДАЕТСЯ ЧЕЛОВЕКУ (отсутствует контакт):

Например:

(а)- исключение применения ДИНАМИЧЕСКИ неуравновешенных, УДАРНЫХ кинема-

тических схем, замена на БЕЗУДАРНЫЕ процессы:

* замена клепки - сваркой; ковки и штамповки - прессованием;

* замена подшипников качения - ударных - на подшипники скольжения - безударные;

* замена прямозубых шестерен косозубыми и шевронными;

* внедрение автоматизации формовки и зачистки в литейном производстве вместо ручной выбивки и обрубки и т.п.;

Важную роль играют, в частности,

- точность изготовления и чистота обработки динамических пар,

- обеспечиваемый при монтаже род посадки.

Так уровень виброскорости, в зависимости от качества опор подшипникового узла турбины при уменьшение гранности желоба внутреннего кольца подшипника может дать снижение до 5 дБ,  волнистости – до 3 дБ) , при замене посадки с зазором на посадку с натягом – до 4 Дб на низких скоростях и до 25 дБ на скоростях до 3000 об/мин.

Те же зависимости наблюдаются и для подшипниковых узлов металлорежущих станков.

(б) - балансировка вращающихся и поступательно движущихся частей машин и

В общем виде эксцентриситет  е тела массой m, вращающегося с угловой скоростью ώ  вызывает динамическую неуравновешенную силу F, равную F = m  ώ 2 е .

Устранение неуравновешенности вращающихся масс осуществляется балансировкой.

Статическую балансировку плоского колеса в условиях эксплуатации можно осуществить достаточно простым (практически, кустарным) способом добавки дополнительной массы.

Для ВАЛОВ необходимо применение специальных балансировочных машин.

(в) - применение дистанционного управления;

(г)- снижение кинематического возбуждения транспортных машин за счет

уменьшение неровностей профиля пути, повышение нивелирующей способности опорных элементов самоходных и транспортных машинах и др.

 (2) снижение ВИБРАЦИОННОЙ АКТИВНОСТИ применяемых машин и оборудования за счет

 (а)- отстройки от резонансных режимов в системе рациональным выбором масс и жесткостей колеблющейся системы (машины, систем установки и крепления), определяющих собственную частоту системы, а также скоростных режимов работы машины, определяющих частоту возбуждения;

 (б)- применение в качестве встроенных систем (1)отстройки от резонанса (2) виброизоляции, (3) динамического виброгашения, и (4) вибродемпфирования ( в том числе в виде применения специальных вибропоглотителей и конструкционных материалов с повышенным внутренним трением).

Виброизоляция и вибродемпфирование являются также основными средствами борьбы с вибрацией на пути ее РАСПРОСТРАНЕНИЯ от источника к рабочему месту.
Для защиты человека ( и машин, конструкций, зданий и сооружений) от вибрации, которую генерируют различные источники (станки и другое обрабатывающее оборудование, краны. вентиляторы, компрессоры, транспорт, и т.п.) применяются указанные способы снижения вибрации.

Для ОТСТРОЙКИ ОТ РЕЗОНАНСА (т.е. исключения совпадения собственной частоты источника и частоты возбуждения) или пытаются увести (увеличить) собственную частоту за зону частоты возбуждения, или уменьшить частоту возбуждения, чтобы она была НИЖЕ или ВЫШЕ собственной частоты. Когда машина вынуждена ПРОХОДИТЬ через частоту СОБСТВЕННЫХ КОЛЕБАНИЙ для снижения вибрации при РЕЗОНАНСЕ нужно УВЕЛИЧИВАТЬ АКТИВНОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ, вводя демпфирование (линейное или трение).


Метод, называемый ДИНАМИЧЕСКОЕ ВИБРОГАШЕНИЕ , обеспечивает уменьшение амплитуд вибрации защищаемого объекта за счет присоединения к нему дополнительной массы (виброгасителя)через упругую связь (например, закреплением на машине дополнительных масс, или прикреплением машины к фундаменту большой массы).

Если возможно подобрать собственную частоту виброгасителя так, что эта его собственная частота будет равна сохраняемой постоянной частоте возбуждения, то основной защищаемый объект останется неподвижным.

Мощные фундаменты применяются обычно при установке на них тяжелого оборудования (молотов, прессов, вентиляторов, насосов и т.п.).

Виброгашение наиболее  эффективно  применять на средних и высоких частотах в послерезонансной   области.
ВИБРОДЕМПФИРОВАНИЕ  может быть реализовано с помощью специальных жидкостных или воздушных цилиндрических демпферов, в которых создается сопротивление перетеканию жидкости или газа из одной полости в другую через специальные отверстия в поршнях (мембранах) - здесь сопротивление может быть пропорционально скорости колебаний.

ВИБРОПОГЛОЩЕНИЕ  снижает вибрацию за счет усиления в конструкции процессов внутреннего трения, рассеивающих виброэнергию в результате необратимого преобразования ее в теплоту при деформациях в материалах и в местах сочленения элементов конструкции (заклепок, резьб, мест посадок).

Увеличивают  вибропоглощение  нанесением на вибрирующие поверхности слоя упруговязких материалов  с большим внутренним трением:

*мягкие покрытия (резина, пенопласт ПХВ, специальные мастики)

*жесткие (листовые пластмассы, стеклоизол, гидроизол, листы алюминия).



Жесткие многослойные  покрытия используют в системах с НИЗКОЙ и СРЕДНЕЙ частотой вибрации, такие материалы (типа рессор) обеспечивают демпфирование за счет поверхностного трения между листами ;

Мягкие  покрытия используют при ВЫСОКОЙ частоте вибрации.

Несъемные покрытия - мастики на базе эпоксидных смол, съемные  покрытия - на основе изола (фольгоизол, гидроизол, стеклоизол и т.д.).

 ВИБРОИЗОЛЯЦИЯ заключается в УМЕНЬШЕНИИ передачи колебаний от источника к защищаемому объекту при помощи устройств, помещаемых между ними.

Основным конструктивным видом виброизоляции являются УПРУГИЕ ОПОРЫ, на которые устанавливается стационарное оборудование.)

УПРУГИЕ элементы представляют собой:

- прокладки из резины, второпластов и других упругих материалов,



- пружины различных типов(цилиндрические, конические, плоские и т.п.);

- комбинацию (сочетание) указанных элементов обоих видов.



Пружинные  виброизоляторы

ПРЕИМУЩЕСТВА   (перед  резиновыми ):

- обеспечивают изоляцию как на низких, так и на высоких частотах,

обеспечивая любую ДЕФОРМАЦИЮ, в т.ч. достаточно большую;

- дольше сохраняют постоянство упругих свойств во времени,

- хорошо противостоят действию масел и температуры,

- относительно малогабаритны.



НЕДОСТАТОК  пружин  состоит в том, что будучи спроектированы на низкую частоту, они могут пропускают  высокочастотные  колебания, т.к. материал пружин (сталь) имеет малые внутренние потери и их резонансные частоты оказываются в ЭТОМ диапазоне. (Тогда пружинные изоляторы рекомендуется устанавливать на резиновые прокладки).

Резины

НЕДОСТАТОК их в том, что резина практически несжимаема. Кусок резины податлив только в той мере, в какой он может раздаваться в стороны; если же расплющиваться ему некуда, или его боковая поверхность мала, то резина ведет себя как жёсткое тело, и никакой изоляции не происходит.

Поэтому резиновые или резино-металлические виброизоляторы необходимо сконструировать так, чтобы материал работал на сдвиг. При использовании стальных пружин с малым демпфированием (коэффициент  μпруж ≈ 0 ) амплитуды колебаний при резонансе выше, нежели при использовании резиновых виброизоляторов, у которых значительно более высокий коэффициент потерь μрез >> μпруж - за счет внутреннего трения).


ПНЕВМОГИДРАВЛИЧЕСКИЕ виброизоляторы обеспечивают супернизкие собственные частоты изолируемой системы, дают возможность создавать АКТИВНУЮ виброизоляцию, т.е. с регулируемыми параметрами.
 Средства индивидуальной защиты бывают следующих видов:

- для РУК -  виброизолирующие  рукавицы, перчатки, вкладыши и прокладки;

 - для НОГ (И ВСЕГО ТЕЛА) -  виброизолирующая  обувь, стельки, подметки.

Эффективность СИЗ очень МАЛА, особенно на более ВАЖНЫХ -НИЗКИХ - частотах. 
ЗАЩИТА ВРЕМЕНЕМ является важным средством борьбы с вредным воздействием вибрации (особенно ЛОКАЛЬНОЙ).

Защита временем  - снижение времени контакта с вибрацией, передающейся на руки, и организацию регулярных перерывов в ее воздействии, за которые происходит восстановление реакций организма.

Реализуется защита временем  через разработку и внедрение рациональных, отвечающих специальным схемам РЕЖИМОВ ТРУДА И ОТДЫХА.

При работе  ручными машинами, генерирующими ЛОКАЛЬНУЮ ВИБРАЦИЮ,

-  время контакта  с вибрацией не должно ПРЕВЫШАТЬ 2/3 смены,

- продолжительность НЕПРЕРЫВНОГО воздействия вибрации (включая микропаузы) не должна превышать 15-20 мин,

- необходимо предусматривать РЕГЛАМЕНТИРОВАННЫЕ ПЕРЕРЫВЫ в первой  и второй  полусменах длительностью соответственно 20 и 30 мин для специальных профилактических процедур (зарядка, массаж, ванночки для рук),



- обязательный ОБЕДЕННЫЙ перерыв в середине смены не менее 40 мин.

Обязательны РЕГУЛЯРНЫЕ (1 раз в год) периодические медицинские осмотры работников, подвергающихся воздействию вибрации.
Каталог: data -> ckfiles -> files
data -> Введение в науки о духе т
data -> Демонстрационный вариант
data -> V –viii кластар њсњн башќорт љЎљбиљтенљн интернет-олимпиада яуаптары
data -> Военно-технический и научный потенциал ирана
files -> Главное управление мчс россии по воронежской области
files -> Домашнее задание по м-3 (дз химия-задание), «Дать прогноз химической обстановки на определенное время после разрушения резервуара»
files -> Домашнее задание по м-3 (дз химия-задание), «Дать прогноз химической обстановки на определенное время после разрушения резервуара»
files -> Учебное пособие, часть 2, М.: Изд. Ооо


Достарыңызбен бөлісу:


©kzref.org 2019
әкімшілігінің қараңыз

    Басты бет