Материал: Мищенко О.А

221

сяцев, после начала ее воздействия.

При вибрационной болезни, связанной с воздействием общей вибрации, появляются головные боли, ощущение шума и тяжести в голове, головокружение и слабость, быстрая утомляемость, раздражительность и плохой сон, потеря аппетита и тошнота, склонность к обморочным состояниям. Возможны так же повышение температуры тела, вестибулярные нарушения, расстройство центральной нервной системы, резкая потеря веса. Могут иметь место микросимптомы очагового поражения больших полушарий мозга, спинного мозга, изменения со стороны нервной периферической системы и опорно-двигательного аппарата [4].

6.2. Классификация, нормирование и контроль параметров вибрации

Вибрация, воздействующая на человека, классифицируется СН

2.2.4/2.1.8.556-96 [7]:

1.По источнику возникновения: транспортная, возникающая при движении машин; транспортно-технологическая – при работе машин, выполняющих технологические операции в стационарном положении и при их перемещении по специально подготовленной части производственного помещения, промышленной площадке; технологическая – создаваемая стационарным оборудованием (тип «а») или передаваемая на рабочие места, не имеющие источников генерации вибрации(тип «б»), а также на рабочих местах работников умственного труда (тип «в»).

2.По временным характеристикам – постоянная и непостоянная

вибрация:

–постоянная – за период наблюдения(не менее 1 мин) величина

нормируемых параметров изменяется не более чем 2в раза (уровни Lv и

La не более чем на 6 дБ);

– непостоянная – величина нормируемых параметров изменяется более чем в 2 раза за время наблюдения не менее 1 мин (уровни Lv и La более чем на6 дБ), которая в свою очередь подразделяется: прерывистую

(контакт человека с вибрацией прерывается, причем длительность интервалов, в течение которых имеет место контакт, составляет более 1 с)

и импульсную – состоящую из одного или нескольких воздействий (колебаний) каждый из которых длительностью не менее 1 с.

3.По воздействию на работающегоразличают общую вибрацию,

предаваемую через опорные поверхности на тело стоящего или сидящего человека, и локальную вибрацию, предаваемую главным образом через руки.

4.По направлению: вертикальная – колебания вдоль осиZ0 ; гори-

зонтальная – вдоль оси X 0 , направленной перпендикулярно спине или груди, а также оси Y0 , направленной от плеча к плечу; пространственная

–одновременно изменяются три координаты.

5.По характеру спектра выделяют: узкополосные вибрации, у которых контролируемые параметры в одной из третьоктавных полос более

222

чем на 15 дБ превышают значения в соседних третьоктавных частотных полосах; широкополосные – спектр которых шире одной октавы.

6.По спектру частот – низкочастотные, среднечастотные и высокочастотные:

–низкочастотные – с преобладанием максимальных уровней в октавных полосах частот 1-4 Гц для общей и 8-16 Гц – локальной вибрации;

–среднечастотные – максимальные уровни колебаний преобладают в октавных полосах 8-16 Гц для общей и 31,5-63 Гц для локальной вибрации;

–высокочастотные – максимальные уровни колебаний преобладают в октавных полосах 31,5-63 Гц для общей и 125-1000 Гц для локальных вибраций.

7.По наличию в оборудовании или инструменте источника виб-

рации: активная (первичная) и пассивная (вторичная).

В реальных условиях часто имеет место сочетание всех вышеперечисленных видов вибрации.

Нормирование вибрации осуществляется поСН 2.2.4/2.1.8.556–96

[7]согласно данного норматива устанавливают параметры и уровни производственной вибрации. Общие требования к обеспечению вибрационной безопасности на производстве, транспорте, в строительстве, горных и других работах, связанных с неблагоприятным воздействием вибрации на человека установлены ГОСТ 12.1.012–2004 [1].

Гигиеническая оценка осуществляется: частотным (спектральным)

анализом нормируемого параметра, интегральными оценками по частоте нормируемого параметра и учету времени вибрационного воздей-

ствия по эквивалентному (по энергии) уровню нормируемого параметра. При нормировании параметров вибрации учитываются следующие факторы:

1) вид вибрации (общая, локальная, вертикальная или горизонтальная);

2)категория общей вибрации(транспортная, транспортно-техно- логическая, технологическая 3а, 3б, 3в);

3)временная характеристика вибрации (постоянная или непостоян-

ная). При непостоянной вибрации нормой вибрационной нагрузки на оператора является одночисловые эквивалентные корректированные значения контролируемых параметров;

4)нормируемый диапазон частот:

–для локальной вибрации в виде октавных полос со среднегеомет-

рическими частотами – 8,0; 16,0; 31,5; 63; 125; 250; 500; 1000 Гц;

–общей вибрации в виде октавных полос со среднегеометрическими частотами – 1,0; 2,0; 4,0; 5,0; 8,0; 12,5; 16,0; 31,5; 63,0 Гц.

–общей вибрации в виде третьоктавных 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

223

виброскорости определяются по формулам:

где a480 , v480 – допустимые значения виброускорения и виброскорости при длительности воздействия в течение8 ч (по [7]); T – фактическое время воздействия вибрации, мин.

Допустимые значения уровней виброускорения и виброскорости с учетом длительности воздействия определяются по формулам:

Вибрацию измеряют в соответствии с требованиями ГОСТ313192006 [3]. В настоящее время для измерения вибрации используют отечественные приборы: шумомер ВШВ 003-М2 – для измерения и частотного анализа параметров шума и вибрации, шумовиброинтегратор ШВИЛ-01 – для измерений эквивалентных уровней непостоянного шума и локальной вибрации, вибромер ВВМ-201 – для измерения параметров вибрации, ШВИЛ-01-ДМ – для измерения инфразвука, общей, транспортной, технологической и коммунальной вибрации, а также импортные приборы – виброметр М-1300, снабженный октавными и третьоктавными фильтрами (фирма Robotron) и шумомер 2231 модель 4322 в комплекте с подушкой для измерения общей вибрации (фирма Брюль и Кьер).

6.3.Причины возникновения вибрации и мероприятия по обеспечению вибробезопасности

К причинам возникновения вибраций относятся [6]:

–неуравновешенные силовые воздействия, источниками которых могут быть детали или узлы оборудования, имеющие возвратнопоступательное движение;

–соударение деталей в процессе работы оборудования(зубчатые соединения, подшипниковые узлы);

–взаимодействие рабочих органов оборудования с обрабатываемым материалом;

–кинематическое возбуждение вибрации при движении машин и механизмов по неровной опорной поверхности (автомобили, трактора);

–гидроаэродинамические воздействия, возникающие при работе оборудования (гидроприводы, пневмоприводы);

–износ оборудования, некачественная сборка узлов, монтаж оборудования.

Вибробезопасные условия труда обеспечиваютсяиндивидуаль-

ными (виброизолирующие рукоятки, рукавицы и спецобувь), коллектив-

ными, гигиеническими и лечебно-профилактическими мероприятиями

224

(специальные комплексы производственной гимнастики, витаминная профилактику, спецпитание, внедрение рационального режима труда и отдыха, регламентированные перерывы, ограничение времени контакта с вибрационным оборудованием, периодические медосмотры).

Коллективные методы защиты

А. Основные методы уменьшения параметров вибрации в источнике

еевозбуждения [5]:

–изменение конструктивных элементов источника возбуждения, обеспечивающее их безударное взаимодействие(замена прямозубых ше-

стерен на косозубые, шевронные и т. п.), а также характера возбуждаю-

щих воздействий;

–выбор режима работы оборудования(изменение частоты колеба-

ний);

- замена возвратно-поступательных движений на вращательные и подшипников качения на подшипники скольжения;

–отстройка от режима резонанса изменением массы и жесткости оборудования или установление нового режима работы;

–контроль за качеством изготовления деталей, сборки узлов и оборудования, его монтажом и состоянием в процессе эксплуатации.

Б. К основным методам защиты от вибрации напутях ее распро-

странения относятся:

1. Виброизоляция – уменьшение передачи колебаний от источника возбуждения к защищаемому объекту (основанию рабочего места, строительной конструкции) при помощи устройств, помещаемых между ними

(виброизоляторы, пружины, упругие прокладки) [2].

Эффективность виброизоляции определяется коэффициентом передачи K П (коэффициентом амортизации К А ), т. е. отношением амплитуды виброперемещения, виброскорости, виброускорения защищаемого объекта или действующей на него силы к амплитуде той же величины источника возбуждения при гармонической вибрации.

Следовательно, чем ниже собственная частота по сравнению с часто-

становится меньше единицы, т. к. система оказывает вынуждающей силе все большее инерциальное сопротивление, вследствие этого передача вибраций через виброизоляцию уменьшается.

Обычно эффективность виброизоляции определяется в децибелах по

225

Из приведенных формул видно, что эффективность виброзащиты увеличивается с увеличением массы виброизолятора и частоты вибрации, что на практике может привести к удорожанию установки или к большей подвижности по отдельным степеням свободы. Для выработки компромисса между экономическими и техническими требованиями к виброизоляции приняли оптимальным соотношение между частотой возбуждения и соб-

ственной частотой колебаний системы, равное f = 3 ¸ 4 . f0

2.Вибродемпферирование (вибропоглощение) – это процесс уменьше-

ния уровня вибрации защищаемого объекта путем превращения энергии механических колебаний в другие виды энергии(тепловую, электрическую, электромагнитную). Это реализуется в тех случаях, когда конструкция выполнена из материалов с большими внутренними потерями– на вибрирующую поверхность наносятся вибропоглощающие материалы или используется контактное трение двух материалов или конструкции соединяются через сердечники электромагнитов с замкнутой обмоткой и .т п. Применение этих материалов способствует снижению вибраций оснований фундаментов оборудования по виброскорости в широкой полосе средних и высоких частот на

8-10 дБ.

3.Динамическое виброгашение является одним из способов увеличения реактивного сопротивления колебательных систем, осуществляемое путем установки оборудования на фундамент с определенной массой или применением динамических виброгасителей. Динамические виброгасители представляют собой дополнительную колебательную систему, собственная частота которой f0 настроена на основную частоту f колебаний оборудо-

вания, вибрация которого снижается. Подбором массы и жесткости виброгасителя достигается выполнение условия f = f0 . Виброгаситель жестко крепится на вибрирующем оборудовании, поэтому в нем в каждый момент времени возбуждаются колебания, находящиеся в противофазе с колебаниями оборудования. Их недостатком является то, что он действует только при определенной частоте, соответствующей его резонансному режиму колебания.

4. Антифазная синхронизация – это исключение резонансных режимов работы, т. е. отстройка собственных частот агрегатов и их отдельных узлов и деталей от частоты вынужденной силы. Резонансные режимы при работе технологического оборудования устраняются либо изменением характеристик системы (массы или жесткости), либо установлением нового рабочего режима (отстройка от резонансного значения угловой частоты вынужденной силы). Так же уменьшение параметров вибрации может до-

стигаться использованием в качестве конструкционных материалов с