По каким параметрам нормируется вибрация. Гигиеническое нормирование вибрации

⁰

Нормирование вибрации

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”. В этих документах приведены предельно допустимые значения колебательной скорости, колебательного ускорения и их уровней в октавных и третьоктавных полосах частот для локальной и общей вибрации в зависимости от источника возникновения, направления действия.

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

1) частотным (спектральным) анализом нормируемого параметра;
2) интегральной оценкой по частоте нормируемого параметра;
3) дозой вибрации.

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, определяемое как корень квадратный из отношения дозы на время воздействия вибрации. Доза вибрации определяется как сумма произведения квадратов контролируемого параметра на время действия вибрации.

Дозовый метод позволяет быстро и надежно проводить оценку вибрации на рабочих местах работающих, определять предельное время работы даже в условиях трудно хронометрируемых режимов работы при действии нестационарной вибрации, оценивать вибронагруженность операторов в течение рабочей смены.

Предельно допустимые значения производственной локальной вибрации категории За на рабочих местах при длительности вибрационного воздействия 8 ч приведены в табл. 7.2 и 7.3.

Измерение и контроль вибрации на рабочих местах

Совокупность методов и средств для измерения величин, характеризующих колебания, называется виброметрией.

Измерение параметров вибрации регламентировано требованиями ГОСТ 12.1.012-2004. “ССБТ. Вибрационная безопасность. Общие требования”.

Таблица 7.2

Предельно допустимые значения производственной локальной вибрации

Среднегеометрические частоты октавных полос, Г ц	Предельно допустимые значения по осям Х л, У л, Ζ л
	виброускорения	виброскорости

Измерения выполняются приборами, прошедшими поверку в ФГУ “Российский центр испытаний и сертификации” (Ростест). Имеют право проводить замеры параметров вибрации организации, имеющие аккредитованные лаборатории.

Виброизмерительные приборы, использующиеся для измерения параметров вибрации: измеритель шума и вибрации ВШВ-003; виброметр 00042 фирмы “Роботрон”; измеритель вибрации М-1300; виброметр 2515 фирмы “Брюль и Къер”; вибродозиметр ВД-01; цифровые виброметры SVAN 946, SVAN 947. Применяются индивидуальные дозиметры, использующие неэлектронные принципы регистрации дозы вибрации (оптико-механические, электрохимические, эффект контактной электризации и др.).

Таблица 7.3

Предельно допустимые значения вибрации рабочих мест категории За

Среднегеометрические частоты полос, Гц	Предельно допустимое значение по осям Х 0 , У 0 , Z 0
	виброускорения	виброскорости




















Корректированные и эквивалентные корректированные значения и их уровни

Санитарные нормы параметров вибрации приведены в ГОСТ 12.1.012-90 "Вибрационная безопасность" и СН 2.2.4/2.1.8.566-96 "Про-изводственная вибрация, вибрация в помещениях жилых и общественных зданий".

Нормируемыми параметрами вибрации являются спектральные и корректированные по частоте средние квадратические значения виброускорения , виброскорости и их логарифмические уровни , (табл. П.3-П.8).

При нормировании параметров вибрации учитываются следующие факторы.

1. Вид вибрации (общая, локальная, вертикальная, горизонтальная).

3. Временная характеристика вибрации (постоянная, непостоянная). При непостоянной вибрации нормой вибрационной нагрузки на оператора являются одночисловые эквивалентные корректированные значения контролируемых параметров.

4. Нормируемый диапазон частот:

· для локальной вибрации в виде октавных полос со среднегеометрическими частотами 8, 16, 31.5, 63, 125, 250, 500, 1000 Гц;

· для общей вибрации – октавных полос со среднегеометрическими частотами 1, 2, 4, 8, 16, 31.5, 63 Гц;

· для общей вибрации – 1/3 октавных полос со среднегеометрическими частотами от 0.8 до 80 Гц.

5. Длительность действия вибрации. При длительности действия вибрации менее 8 ч. (480 мин.) допустимые значения виброускорения и виброскорости определяются по формулам:

, (7)

, (8)

где , – допустимые значения виброускорения и виброскорости при длительности действия в течение 8 ч. (по ГОСТ 12.1.012-90, СН 2.2.4/2.1.8.566-96);

Т – фактическое время воздействия вибрации, мин.

Допустимые значения уровней виброскорости и виброускорения с учетом длительности действия определяются по формулам (5-6) или по табл. П.9, П.10 и формулам (9-10):

, (9)

, (10)

где , – допустимые значения уровней виброускорения, виброскорости при длительности воздействия в течение 8 часов по ГОСТ 12.1.012-90, СН 2.2.4/2.1.8.566-96.

Причины возникновения вибрации

1. Неуравновешенные силовые воздействия, источниками которых могут быть детали и узлы оборудования, имеющие возвратно-поступательное движение (кривошипно-шатунные механизмы, вибротрамбовки, лесопильные рамы, фанерострогальные станки и т.п.).

2. Неуравновешенные вращающиеся массы (ручной электрический и пневматический инструмент, режущий инструмент станков, электродвигатели, вентиляторы и т.п.).

3. Соударение деталей узлов в процессе работы оборудования (зубчатые соединения, подшипниковые узлы и т.п.).

4. Взаимодействие рабочих органов оборудования с обрабатываемым материалом (режущие инструменты металло- и деревообрабатывающих станков, грейферы грузоподъемных кранов, лесозаготовительных машин, ковши, отвалы, ножи строительно-дорожных машин и т.п.).

5. Кинематическое возбуждение вибрации при движении машин и механизмов по неровной опорной поверхности (автомобили, электро- и автопогрузчики, трактора, лесозаготовительные машины, тягачи, строительно-дорожные машины, наземный транспорт и т.п.).

6. Гидроаэродинамические воздействия, возникающие при работе оборудования (гидроприводы, пневмоприводы, вентиляторы и т.п.).

7. Износ оборудования, некачественные сборка узлов, монтаж оборудования.

Методы обеспечения вибробезопасности

ГОСТ 12.1.012-90 "Вибрационная безопасность" предусматривает технические и организационные методы защиты от вибрации. Наиболее эффективны технические методы, которые в свою очередь подразделяются на методы, уменьшающие параметры вибрации в источнике ее возбуждения, и методы защиты от вибрации на путях ее распространения.

К основным методам, уменьшающим параметры вибрации в источнике ее возбуждения, относятся следующие.

1. При проектировании:

· изменение конструктивных элементов источника возбуждения, обеспечивающее их безударное взаимодействие (замена прямозубых шестерен на косозубые, шевронные; замена кулачковых и кривошипных механизмов равномерновращающимися, механизмами с гидроприводами; применение на станках ножевых валов с винтообразной режущей кромкой и т.п.);

· изменение характера возбуждающих воздействий;

· выбор режима работы оборудования (например, изменение частоты колебаний);

· замена возвратно-поступательных движений вращательными;

· замена подшипников качения на подшипники скольжения;

· отстройка от режима резонанса изменением массы и жесткости оборудования или установлением нового рабочего режима.

2. При изготовлении деталей:

· использование материалов в соответствии с Техническими условиями;

· повышение класса точности обработки, соблюдение допусков;

· термическая обработка в соответствии с установленными режимами.

3. При сборке узлов, оборудования:

· качественная центровка приводного и приводимого механизмов;

· качественная балансировка вращающихся масс;

· обеспечение необходимой жесткости соединения.

4. При монтаже стационарного оборудования:

· обеспечение соответствия массы и конструкции фундамента величине усилий, возникающих при работе оборудования;

· установка оборудования на виброизолирующее основание;

· качественное крепление оборудования к фундаменту.

5. При эксплуатации оборудования – своевременное и качественное техобслуживание:

· смазка сопряженных деталей;

· замена изношенных деталей;

· обеспечение необходимой жесткости соединений.

К основным методам защиты от вибрации на путях ее распространения относятся следующие:

1. Виброизоляция. Этот способ защиты заключается в уменьшении передачи колебаний от источника возбуждения оборудования защищаемому объекту (основанию, рабочему месту, строительной конструкции) при помощи устройств, помещаемых между ними (виброизоляторов, пружин, упругих прокладок). Эффективность виброизоляции определяется коэффициентом передачи КП, который рассчитывается по формуле:

, (11)

где , , – амплитуда виброперемещения, виброскорость, виброускорение на рабочем месте;

, , – амплитуда виброперемещения, виброскорость, виброускорение на рабочем месте при использовании виброзащитного модуля.

Эффективность виброизоляции в децибелах определяют по формуле:

. (12)

Эффективность виброизоляции в процентах определяют по формуле:

%, (13)

где – среднее квадратическое значение виброскорости до применения виброзащиты, м/с; – среднее квадратическое значение виброскорости после применения виброзащиты, м/с.

2. Динамическое виброгашение. Динамическое гашение вибрации осуществляют путем установки оборудования на фундамент с определенной массой или применением динамических виброгасителей. Динамические виброгасители представляют собой дополнительную колебательную систему, собственная частота которой настроена на основную частоту колебаний оборудования, вибрация которого снижается. Подбором массы и жесткости виброгасителя обеспечивается выполнение условия . Виброгаситель жестко крепится на вибрирующем оборудовании, поэтому в нем в каждый момент времени возбуждаются колебания, находящиеся в противофазе с колебаниями оборудования.

3. Вибродемпфирование (вибропоглощение). Это процесс уменьшения уровня вибрации защищаемого объекта путем превращения энергии механических колебаний данной колеблющейся системы в тепловую энергию.

Уменьшение параметров вибрации может осуществляться:

· использованием в качестве конструкционных материалов с большим внутренним трением (сплавы на основе меди, никеля, кобальта, марганца с содержанием меди, магниевые сплавы, твердые пластмассы, прессованная древесина, твердая резина);

· нанесением на вибрирующие поверхности упруго вязких материалов, обладающих большими потерями на внутреннее трение (жесткие, мягкие, комбинированные вибродемпфирующие покрытия);

· применением поверхностного трения (например, при колебаниях изгиба двух скрепленных и плотно прилегающих друг к другу пластин).

При кинематическом возбуждении вибрации применяются следующие методы по ее снижению:

· изменение конструкции элементов оборудования;

· уменьшение неровностей пути перемещения самоходных и транспортных машин;

· повышение амортизирующей способности опорных элементов самоходных и транспортных машин.

Эффективными способами защиты работающих от действия вибрации являются дистанционное управление, автоматизация производственных процессов.

Если техническими методами невозможно снизить уровень вибрации до гигиенических норм, рекомендуется использование средств индивидуальной защиты: виброзащитных рукавиц, перчаток, виброзащитной обуви.

К организационным методам защиты от вибрации относятся следующие:

· Нормирование параметров вибрации.

· Контроль за уровнем вибрации на рабочих местах.

· Организация рационального режима труда и отдыха.

· Исключение контакта работающих с вибрирующими элементами.

· Выбор оборудования с наименьшими параметрами вибрации.

· Своевременное техобслуживание оборудования.

· Профилактическое лечение.

· Обеспечение санитарно-бытовыми помещениями и устройствами (ручными, ножными ваннами и т.п.).

ПРАКТИЧЕСКАЯ часть

Работа состоит из экспериментальной и расчетной частей. В экспериментальной части нужно сделать оценку условий труда по вибрации, выполнив измерения фактических параметров вибрации и сравнив их с допустимыми. В расчетной части должны быть решены задачи. Исходные данные для расчетов представлены в табл. П.11.

Описание экспериментальной установки

Экспериментальная установка представлена на рис. 3.

Рис. 3. Схема экспериментальной установки для измерения параметров вибрации

Установка включает в свой состав: вибростенд 1, генератор электрических сигналов 2, измеритель шума и вибрации 3, объект виброизоля-
ции 4 (имитирующий рабочее место) с вибродатчиком, виброзащитный модуль 5.

Источником вибрации является вибростенд, имитирующий производственное оборудование, приборы, инструменты, генерирующие вибрацию. Вибростенд имеет электромагнитную систему возбуждения вибрации. Электрический сигнал подается на катушку возбуждения генератором сигналов 2 (рис. 4). Генератор позволяет формировать электрический сигнал большой мощности в широком диапазоне частот. Катушка возбуждения обеспечивает перемещение стола вибростенда с определенными частотой и амплитудой, что позволяет регулировать параметры создаваемой вибрации.

Внешний вид генератора сигналов представлен на рисунке 4.

Объект виброизоляции (рабочее место) представляет собой устройство, которое обеспечивает установку пластинки с вибродатчиком с целью измерения параметров вибрации. Массу объекта виброизоляции можно изменять за счет установки на нем дополнительных металлических пластин, входящих в его состав.

Виброзащитный модуль, назначением которого является уменьшение параметров вибрации, передающейся на рабочее место, представляет собой устройство, состоящее из двух параллельных пластин, между которыми установлены виброизоляторы или виброизолирующая прокладка. В качестве виброизоляторов применяются витые пружины с различным диаметром проволоки или плоские пружины, расположенные между пластинами, имеющими различную массу. В качестве виброизолирующей прокладки используется пенополиуретан.

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)

вибрации

Координатные

Среднегеометрические частоты полос, Гц

Локальная

3, 5

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.

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.

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.

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.

Лекция 10

ПРОИЗВОДСТВЕННАЯ ВИБРАЦИЯ

План лекции:

1. Классификация производственных вибраций.

2. Воздействие вибрации на здоровье человека.

3. Нормирование производственных вибраций.

4. Способы снижения производственно вибрации.

Классификация производственных вибраций

Вибрация – это малые механические колебания, возникающие в упругих телах под воздействием переменных сил. Все виды техники, имеющие движущиеся узлы, транспорт – создают механические колебания. Увеличение быстродействия и мощности техники привело к резкому повышению уровня вибрации.

Человек ощущает вибрацию в диапазоне от долей до 1000 Гц. Вибрация более высокой частоты воспринимается как тепловое ощущение

Воздействие вибрации на человека классифицируется:

По способу передачи вибрации на человека,

По направлению действия вибрации.

По временной характеристике вибрации.

По способу передачи колебаний на человека различают общую, передающуюся через опорные поверхности на все тело, и локальную, передающуюся на руки или ноги человека.

По направлению действия вибрации подразделяют в соответствии с направлением ортогональных осей координатX о, Y о,Z о для общей вибрации и X л, Y л, Z л для локальной вибрации.

По временной характеристике различают постоянную вибрацию (контролируемый параметр за время наблюдения изменяется не более чем в 2 раза) и непостоянную вибрацию.

Основные параметры вибрации: амплитуда колебания (м) – величина наибольшего отклонения колеблющейся точки от положения равновесия, период колебания (с) – время между двумя последовательно одинаковыми состояниями системы, частота (Гц), связанная с периодом известным соотношением, виброскорость (м/с), виброускорение (м 2 /с)

Воздействие вибрации на здоровье человека.

Общая вибрация более опасна, чем локальная, так как она вызывает сотрясение всего организма. Вначале появляются головные боли, нарушения сна, утомляемость. При длительном воздействии вибрации развивается вибрационная болезнь: нарушается деятельность нервной системы, сосудов, органов зрения, слуха, вестибулярного аппарата, возникают головокружение, сонливость, заболевания желудка (т.к. под действием вибрации усиливается выделение желудочного сока), идет разрушающее поражение суставов.

Особенно опасна общая вибрация при совпадении частот внешних воздействий с собственными частотами колебаний органов человека (явление резонанса), т.к. амплитуды колебаний резко возрастают и может быть механическое повреждение этих органов. Для органов брюшной полости и грудной клетки собственные частоты лежат в пределах 6-9 Гц, для головы – 25-30 Гц, для глаз – 60-90 Гц.

Общая вибрация с частотой менее 0,7 Гц не приводит к вибрационной болезни. Следствием такой вибрации является морская болезнь, вызванная нарушением нормальной деятельности вестибулярного аппарата.

Общей вибрации подвергаются машинисты электропоездов, водители землеройной и сельскохозяйственной техники, операторы насосных и компрессорных станций, энергетических установок.

Локальная вибрация вызывает ухудшение кровоснабжения рук и, как следствие, отложение солей, деформацию и снижение подвижности суставов. Более всего страдают кистевой, локтевой и плечевой суставы, но, кроме того, воздействие идет на весь организм: появляются боли в области сердца и пояснице. Локальной вибрации подвергаются работающие с ручным механизированным инструментом. При воздействии вибрации низкой частоты заболевание возникает через 8-10 лет, при воздействии высокочастотной вибрации (выше 125 Гц) – через 5 и менее лет.

Нормирование производственных вибраций

Различают гигиеническое и техническое нормирование вибраций. Гигиенические нормативы – ограничивают параметры вибрации рабочих мест и поверхности контакта с руками работающих, исходя из физиологических требований, исключающих возможность возникновения вибрационной болезни. Технические – ограничивают параметры вибрации не только с учетом указанных требований, но и исходя из достижимого на сегодняшний день для данного типа оборудования уровня вибрации.

Гигиенические нормативы вибрационной нагрузки на рабочих местах устанавливаются в ГОСТ 12.1.012-90 «ССБТ. Вибрационная безопасность. Общие требования», санитарные нормы СН 2.2.4/2.1.8.556 – 96 «Производственная вибрация, вибрация в помещениях жилых и общественных зданий». Документы устанавливают классификацию вибраций, методы гигиенической оценки, нормируемые параметры и их допустимые значения, режимы труда лиц виброопасных профессий, требования к обеспечению вибробезопасности и к вибрационным характеристикам машин.

При гигиенической оценке вибраций нормируемыми параметрами являются средние квадратичные значения виброскорости или виброускорения. Но, поскольку абсолютные значения виброскорости изменяются в очень широких пределах, на практике используется логарифмический уровень виброскорости:

L v =20lg V/ V o (дБ)

где V- измеренное значение виброскорости, м/с,

V o =5 *10 -8 м/с – наименьшее значение виброскорости, которое начинает ощущать человек.

Спектр частот вибрации разбивается на октавные полосы со среднегеометрическими частотами:

Для общей вибрации 1,2,4,8,16, 31,5.63.

Для локальной 1,2,4,8,16, 31,5, 63,125,250,500,1000.

Вибрация, воздействующая на человека, нормируется отдельно в каждой октавной полосе отдельно для общей и локальной вибрации.

Общую вибрациюнормируется с учетом свойств источника ее возникновения и делится на категории:

Категория 1 -транспортная вибрация, воздействующая на оператора на рабочих местах самоходных и прицепных машин и транспортных средств при их движении по местности, агрофону и дорогам, в том числе при их строительстве;

Категория 2 -транспортно-технологическая вибрация, воздействующая на человека-оператора на рабочих местах машин с ограниченной подвижностью при перемещении их по специально подготовленным поверхностям производственных помещений, промышленных площадок и горных выработок;

Нормируемыми параметрами вибрационной нагрузки являются средние квадратичные значения виброскорости и их логарифмические уровни для локальных вибраций в октавных полосах частот, для общей вибрации в октавных или треть октавных полосах

Гигиенические нормы вибраций по ГОСТ 10.1.012-90

Таблица 8.1.

Вид вибрации	Допустимый уровень виброскорости, дБ, в октавных полосах со среднегеометрическими частотами, Гц
			31,5
Общая транспортная:
вертикальная				-	-	-	-
горизонтальная				-	-	-	-
Транспортно-технологическая "				-	-	-	-
Технологическая	_			-	-	-	-
В производственных помещениях, где нет машин, генерирующих вибрацию	_			-	-	-	-
В служебных помещениях, здравпунктах, конструкторских бюро, лабораториях				-	-	-	-
Локальная вибрация		-