Что учитывается при нормировании значений виброскорости. Гигиеническое нормирование вибрации

Гигиеническая оценка постоянной и непостоянной вибрации может производиться тремя методами:

частотным (спектральным) анализом нормируемого параметра;

интегральной оценкой по частоте нормируемого параметра;

интегральной оценкой с учетом времени вибрационного воздействия по эквивалентному (по энергии) уровню нормируемого параметра.

При частотном (спектральном) анализе нормируемыми параметрами вибрации являются измеряемые в октавных или третьоктавных полосах частот среднеквадратические значения виброскорости и виброускорения (или их логарифмические уровни (L V , L a )).

При интегральной оценке по частоте нормируемыми параметрами вибрации являются скорректированные значения виброскорости или виброускорения U (а также их логарифмические уровни L U ), которые оцениваются по формулам:

, (12.6)

где U i , L Ui  среднеквадратические значения виброскорости или виброускорения или их логарифмические уровни в i - й частотной полосе;

п  число октавных полос в нормируемом частотном диапазоне;

K i , L Ki  весовые коэффициенты для i -й частотной полосы соответственно для абсолютных значений или их логарифмических уровней. Значения весовых коэффициентов приведены в СН 2.2.4/2.1.8.566-96.

Интегральная оценка вибрации с учетом времени ее воздействия выполняется по последующим формулам:

,

, (12.7)

где U i  значения контролируемых параметров виброскорости (V, L V ),м/с, или виброускорения (a , L a ), м/с 2 , действующих в течение времени t i ;

t i  время действия вибрации в i -ом интервале, ч;

п  общее число интервалов действия вибрации;

 общее время действия вибрации, ч.

В СН 2.2.4/2.1.8.566-96 установлены предельно допустимые величины нормируемых параметров локальной и общей вибрации (табл.12.1).

12.5. Системы защиты от вибрации

В тех случаях, когда фактические значения гигиенических характеристик вибрации превышают допустимые значения, применяются системы защиты от вибрации.

Z = Z φ + Z ρ + Z τ + Z сиз.

Методы и средства защиты от вибрации по мощности Z φ : вибродемпфирование, виброгашение, виброизоляция.

Вибродемпфирование  это процесс уменьшения уровня вибраций путем превращения энергии механических колебаний системы в другие виды энергии. Увеличение потерь энергии в системе может быть достигнуто использованием конструктивных материалов с большим внутренним трением, нанесением слоя упруговязких материалов, обладающих большими потерями на внутреннее трение, использованием поверхностного трения или переводом механической колебательной энергии в энергию токов Фуко или электромагнитного поля.

В качестве демпфирующих материалов используют пластмассу, дерево, резину. С целью снижения вибрации начат выпуск ручного механизированного инструмента в корпусах из полимерных материалов. На многих видах оборудования внедряется постановка в подшипниковые узлы вибродемпфирующих втулок, что значительно снижает уровень вибраций. Использование пластмасс позволяет снизить уровень вибрации по виброскорости на 810 дБ. В том случае, когда применение полимерных покрытий в качестве конструктивных не представляется возможным, для снижения вибраций используют вибродемпфирующие покрытия, переводящих колебательную энергию покрытия в тепловую.

Таблица 12.1

Предельно допустимые значения нормируемого параметра по виброскорости (числитель, м/с10 –2)

и логарифмическому уровню виброскорости (знаменатель, дБ)

Действие жестких покрытий проявляется главным образом на низких и средних частотах, мягких  на высоких. В качестве жестких покрытий используются твердые пластмассы, битуминизированный войлок, а также различные полимерные смеси. В качестве мягких  мягкие пластмассы, материалы типа резины, пенопласты, поливинилхлоридные пластики. Хорошо демпфируют колебания смазочные материалы.

Под виброгашением понимают уменьшение уровня вибрации защищаемого объекта путем введения в систему дополнительных сопротивлений упругого или инерционного типа. Чаще всего виброгашение реализуется путем установки агрегатов на самостоятельные фундаменты. Иногда для небольших объектов между основанием и агрегатом устанавливают массивную опорную плиту. Используют также установку виброгасителей как дополнительную колебательную систему.

Виброгаситель жестко крепится на вибрирующем агрегате, поэтому в нем в каждый момент времени возбуждаются колебания, находящиеся в противофазе с колебаниями агрегата. Недостаток динамического виброгасителя  он действует только на своей резонансной частоте.

Виброгашение путем увеличения жесткости системы достигают изменением конструкции и, в частности, введением ребер жесткости, что способствует снижению амплитуды смещения отдельных точек и снижению уровня вибрации.

Виброизоляция  это уменьшение уровня вибрации защищаемого объекта путем уменьшения передачи колебаний этому объекту от источника колебаний.

Виброизоляция осуществляется посредством введения в колебательную систему дополнительной упругой связи, препятствующей передаче вибраций от источника колебаний к элементам конструкции или человеку. Виброизоляция достигается путем установки агрегатов на специальные упругие устройства (опоры), обладающие малой жесткостью.

Эффективность виброизоляции оценивается коэффициентом передачи, который имеет физический смысл отношения силы, действующей на основание при наличии упругой связи, к силе, действующей при жесткой связи. Чем это отношение меньше, тем лучше виброизоляция.

Коэффициент передачи (КП) может быть рассчитан по формуле:

, (12.8)

где f  частота возмущающей силы;

f 0 – собственная частота системы на виброизоляторах.

Оптимальное соотношение между f и f 0 равно 34.

Для виброизоляции машин с вертикальной возмущающей силой применяют виброизолирующие опоры трех типов: резиновые, пружинные и комбинированные.

Пружинные в отличие от резиновых могут применяться для изоляции как низких, так и высоких частот. Они дольше сохраняют постоянство упругих свойств во времени, хорошо противостоят действию масел и высокой температуры, относительно малогабаритны Резина используется для виброизоляции машин малой и средней массы (электродвигателей и т.п.). В виброизоляторах резина работает на сдвиг и (или) сжатие.

Методы и средства защиты от вибрации по расстоянию Z ρ .

Для защиты от вибрации лучше всего использовать системы дистанционного управления, автоматического контроля и сигнализации. Иногда снижение вибрации достигается оптимальным размещением технологического оборудования, машин и механизмов, рабочих мест.

Методы и средства защиты от вибрации по времени Z τ .

К средствам коллективной защиты временем относятся: регламентация рабочего времени, а также режима труда и отдыха работников.

Средства индивидуальной защиты Z сиз рук, ног и тела оператора от вибрации используются на производстве в случае необходимости. В качестве средств индивидуальной защиты (СИЗ) рук от вибрации применяются антивибрационные рукавицы. Основными требованиями, сформулированными в нормативной документации, являются: эффективность, которая регламентируется в частотном диапазоне 82000 Гц при фиксированной силе нажатия 50200 Н; максимальная толщина упругодемпфирующего материала 510мм. В зависимости от области применения средства защиты ног подразделяются на обувь, подметки и наколенники. В них используются специальные вибродемпфирующие материалы, которые ослабляют вибрацию в диапазоне частот 1190 Гц. Для защиты тела оператора используются нагрудники, пояса и специальные костюмы. Все виды защиты снижают вибрацию максимум на 10 дБ.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

Дайте определения следующим понятиям в чем их отличие: виброскорость, виброускорение, амплитуда виброскорости (виброускорения), уровень виброскорости (виброускорения).

В чем заключается специфическое действие вибрации на организм человека.

Какие параметры вибрации учитываются при нормировании вибрации.

В чем заключается вибродемфирирование, виброгашение и виброизоляция, чем они отличаются.

Каков максимальный уровень снижения вибрации возможен за счет использования индивидуальных средств защиты.

Различают техническое и гигиеническое нормирование вибрации.

Техническое нормирование вибрации устанавливает допустимые значения вибрационных характеристик для отдельных типов и групп машин и адресуется их создателям - конструкторам. Вибрационные характеристики служат критериями качества, надежности и безопасности самих машин.

Основу гигиенического нормирования вибрации составляют критерии здоровья человека при воздействии на него вибрации с учетом напряженности и тяжести труда. Вибрацию разграничивают на опасную и безопасную, научно обоснованные значения параметров которой составляют гигиенические нормы вибрации.

Основная цель нормирования вибрации на рабочихместах- это установление допустимых значений характеристик вибрации, которые при ежедневном систематическом воздействии в течение всего рабочего дня и в течение многих лет не могут вызвать существенных заболеваний организма человека и не мешают его нормальной трудовой деятельности.

Применение гигиенических норм дает возможность объективно оценивать условия труда на каждом рабочем месте, определять степень виброопасности, производить выбор методов и средств виброзащиты.

Основными документами, регламентирующими уровень вибрации на рабочих местах, являются ГОСТ 12.1.012-2004 “ССБТ. Вибрационная безопасность. Общие требования” и СН 2.2.4/2.1.8.566-96 “Производственная вибрация, вибрация в помещениях жилых и общественных зданий”.

Нормативные документы устанавливают три метода нормирования вибрации, воздействующей на человека в производственных условиях:

Нормируемыми параметрами по первому методу являются: среднеквадратические значения виброскорости и виброускорения, логарифмические уровни виброскорости и виброускорения. Нормы установлены для локальной вибрации в октавных полосах частот, а для общей вибрации - в октавных и третьоктавных полосах частот.

По второму методу нормируемыми параметрами являются корректированные значения контролируемого параметра (виброскорость, виброускорение), их уровни, измеряемые с помощью специальных фильтров или вычисляемые по результатам спектральных измерений.

При оценке вибрации с помощью дозы нормируемым параметром является эквивалентное корректированное значение виброскорости и виброускорения

Защита человека:

Снижение виброактивности машин (уменьшение силы Fm) достигается изменением технологического процесса, применением машин с такими кинематическими схемами, при которых динамические процессы, вызываемые ударами, резкими ускорениями и>т.п. были бы исключены или предельно снижены,

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

Вибродемпфирование (увеличение м) - это метод снижения вибрации путем усиления в конструкции.процессов внутреннего трения, рассеивающих колебательную энергию в результате необратимого преобразования ее в теплоту при деформациях возникающих в материалах, из которых изготовлена конструкция. Примером таки демпферов могут являться амортизаторы автомобилей, которые подавляют раскачку машины.

Виброгашение (увеличение т) осуществляют путем установки агрегатов на массивный фундамент. Этот способ нашел широкое применение при установке тяжелого оборудования (молотов, прессов, вентиляторов, насосов и т.п.).

Виброзащитные сидения, если оператор выполняет работу сидя. Виброзащитные кабины используют в тех случаях, когда на человека-оператора воздействует не только вибрация, но другие негативные факторы: шум, излучения, химические вещества и т.д.

Виброзащитные рукоятки предназначаются для защиты от локальной вибрации рук оператора.

В качестве средств индивидуальной защиты от вибрации используются: для рук - виброизолирующие рукавицы, перчатки, вкладыши и прокладки; для ног-виброизолирующая обувь, стельки, подметки.