Среди достаточно большого количества вредных и опасных факторов, воздействующих на человека, есть такие, с которыми человек сталкивается ежедневно. К таким факторам относятся виброакустические, в число которых входит вибрация. Эксплуатация современных машин и оборудования сопровождается значительным уровнем виброакустических факторов.
Источниками вибрации в жилых и общественных зданиях являются инженерное и санитарно-техническое оборудование, а также промышленные установки и транспорт (метрополитен мелкого заложения, тяжелые грузовые автомобили, железнодорожные поезда, трамваи), создающие при работе большие динамические нагрузки, которые вызывают распространение вибрации в грунте и строительных конструкциях зданий. Вибрации часто являются также причиной возникновения шума в помещениях зданий.
Следовательно, с вибрацией мы встречаемся на рабочих местах в производственных помещениях, на транспорте (автомобили, электрички, метро и пр.), в быту и поэтому необходимо представлять особенности ее вредного воздействия на организм человека, методы и средства защиты от нее.
С точки зрения безопасности труда виброакустические факторы, и в частности, вибрация являются одними из наиболее распространенных вредных производственных факторов. Они занимают 2-ое и 3-е место среди всех профзаболеваний. В быту более 30% населения больших городов живут в условиях виброакустического дискомфорта. Поэтому требуется усиление экспертизы соответствующих разделов проектной документации на строительство и реконструкцию объектов в части проверки достаточности предусмотренных виброзащитных мероприятий и обеспечения соблюдения требований санитарных нормативов к допустимому вибрационному воздействию.
Вопросы вибрации являются смежными с проблемой уровня шума, но вибрационное воздействие может быть вызвано и иными источниками, нежели шумовое воздействие, как и пути распространения вибраций (следовательно и методы борьбы с ними), могут отличаться от методов борьбы с шумом. Это влечет за собой необходимость самостоятельного регулирования решения проблемы защиты от вредных воздействий вибрации.
1. Вибрация
Вибрация — вид механических колебаний, возникающих при передаче телу механической энергии от источника колебаний. Согласно ГОСТ 2434680 «Вибрация. Термины и определения» вибрацией называют движение точки или механической системы, при котором происходит поочередное возрастание и убывание во времени значений, по крайней мере, одной координаты.
Влияние на человека опасных вредных факторов производственной среды
Производственная среда , и факторы трудового процесса составляют в совокупности условия работы. На здоровье человека, его жизнеспособность и жизнедеятельность большое влияние имеют опасные и вредные факторы. Опасность — это следствие такого действия некоторых ...
Вибрация как фактор производственной среды встречается в различных процессах строительного производства. Она используется в ряде технологических процессов: при виброуплотнении, формовании, прессовании, вибрационном бурении, рыхлении, вибротранспортировке и т.д.
Вибрацией сопровождается работа стационарных и передвижных машин, механизмов и агрегатов, в основу действия которых положено вращательное и возвратно-поступательное движение.
В условиях городской среды интенсивным источником вибраций являются рельсовый городской транспорт (трамвай, метрополитен), железнодорожный транспорт, инженерно-техническое оборудование зданий (лифты, насосные установки), система отопления, канализации, мусоропроводов. К виброопасному оборудованию относятся клепальные, рубильные, отбойные молотки, бетоноломы, трамбовки, вибраторы, дрели, шлифовальные машины, электропилы и др. Воздействие вибрации усугубляется интенсивным шумом, возникающим при работе этих машин.
2. Классификация вибраций, воздействующих на человека
Воздействие вибрации на человека классифицируют:
- по способу передачи колебаний;
- по направлению действия вибрации;
- по характеру спектра;
- по частотному составу.
По способу передачи на человека различают:
− общую вибрацию, передающуюся через опорные поверхности на тело человека.
По ГОСТ 31191.1-2004 «Вибрация и удар. Измерение общей вибрации и оценка ее воздействия на человека. Часть 1. Общие требования» общая вибрация характеризуется как передаваемая через опорные поверхности на ноги (положение стоя), на ноги, ягодицы и спину (положение сидя) и на все тело в целом (положение лежа), которая может наблюдаться, например, на транспортных средствах, в зданиях и поблизости от работающего оборудования.
− локальную вибрацию, передающуюся через руки человека.
По ГОСТ 31192.1-2004. (ИСО 5349-1:2001) «Вибрация. Измерение локальной вибрации и оценка ее воздействия на человека. Часть 1. Общие требования» Локальную вибрацию следует измерять в направлении осей ортогональной системы координат, как показано на рис.1.2.
1) локальную вибрацию передающуюся человеку:
- от ручного механизированного инструмента (с двигателями), органов ручного управления машинами и оборудованием;
- от ручного немеханизированного инструмента (без двигателей), например, рихтовочных молотков разных моделей и обрабатываемых деталей;
2) общую вибрацию:
- 1 категории − транспортную вибрацию, воздействующую на человека на рабочих местах самоходных и прицепных машин, транспортных средств при движении по местности, агрофонам и дорогам (в том числе при их строительстве).
- 2 категории − транспортно-технологическую вибрацию, воздействующую на человека на рабочих местах машин, перемещающихся по специально подготовленным поверхностям производственных помещений, промышленных площадок, горных выработок.
- 3 категории − технологическую вибрацию, воздействующую на человека на рабочих местах стационарных машин или передающуюся на рабочие места, не имеющие источников вибрации.
К источникам технологической вибрации относят: станки металло- и деревообрабатывающие, кузнечно-прессовое оборудование, литейные машины, электрические машины, стационарные электрические установки, насосные агрегаты и вентиляторы, оборудование для бурения скважин, буровые станки, оборудование промышленности стройматериалов (кроме бетоноукладчиков) и др.
Природа вибрации и современные методы вибродиагностики электрических машин
... силы электромагнитного, механического и аэродинамического происхождения. Природа вибрации электромагнитного происхождения является общей для машин всех типов (среди которых асинхронные электродвигатели имеют наиболее сложный вид электромагнитного поля). Своеобразие ...
- общую вибрацию в жилых помещениях и общественных зданиях от внешних источников (городского рельсового транспорта и автотранспорта;
- промышленных предприятий, бетономешалок, дробилок, строительных машин и др.);
— общую вибрацию в жилых помещениях и общественных зданиях от внутренних источников: инженерно-технического оборудования зданий и бытовых приборов (лифты, вентиляционные системы, насосные, пылесосы, холодильники, стиральные машины и т.п.), а также встроенных предприятий торговли (холодильное оборудование), котельных и т.д.
По характеру спектра вибрации выделяют:
- узкополосные вибрации, у которых контролируемые параметры в одной 1/3 октавной полосе частот более чем на 15дБ превышают значения в соседних 1/3 октавных полосах;
- широкополосные вибрации − с непрерывным спектром шириной более одной октавы.
По частотному составу вибрации выделяют:
- низкочастотные вибрации (с преобладанием максимальных уровней в октавных полосах частот 1 − 4Гц для общих вибраций, 8 − 16Гц − для локальных вибраций);
- среднечастотные вибрации (8 − 16Гц − для общих вибраций, 31,5 − 63Гц − для локальных вибраций);
- высокочастотные вибрации (31,5 − 63Гц − для общих вибраций, 125 − 1000Гц − для локальных вибраций).
По временным характеристикам вибрации выделяют:
- постоянные вибрации, для которых величина нормируемых параметров изменяется не более чем в 2 раза (на 6дБ) за время наблюдения;
— непостоянные вибрации, для которых величина нормируемых параметров изменяется не менее чем в 2 раза (на 6дБ) за время наблюдения не менее 10мин. при измерении с постоянной времени 1с.
3. Характеристика основных параметров вибрации
Основными параметрами вибрации в случае синусоидальных колебаний являются:
- амплитуда виброперемещения ???????? , мм;
- амплитуда виброскорости ???????? , мм/с;
- амплитуда виброускорения ???????? , мм/с^2;
- частота вынужденных колебаний ???? , Гц
4. Воздействие вибрации на организм человека
Негативное воздействие вибрации, проявляющееся в виде развития различных патологий, стоит на втором месте (после пылевых) среди профессиональных заболеваний. При воздействии вибрации тело человека рассматривается как сочетание масс с упругими элементами, имеющими собственные частоты, которые для плечевого пояса, бедер и головы относительно опорной поверхности (положение «стоя») составляют 4 ~ 6Гц, головы относительно плеч (положение «сидя») − 25 − 30Гц. Для большинства внутренних органов собственные частоты лежат в диапазоне 6 − 9Гц. Однако, развитие вибрационных патологий зависит не только от частоты, но и амплитуды колебаний, продолжительности воздействия, места приложения и направления оси вибрационного воздействия, демпфирующих свойств тканей, явлений резонанса и других условий. При этом существенное значение имеет индивидуальная чувствительность. Вредное действие вибрации усиливают шум, охлаждение, переутомление, значительное мышечное напряжение, алкогольное опьянение и др.
При действии на организм общей вибрации страдает в первую очередь нервная система и анализаторы: вестибулярный, зрительный, тактильный. Эти нарушения вызывают головные боли, головокружения, нарушения сна, снижение работоспособности, ухудшение самочувствия, нарушения сердечной деятельности, расстройство зрения, онемение и отечность пальцев рук, заболевание суставов, снижение чувствительности. Общая низкочастотная вибрация оказывает влияние на обменные процессы, проявляющиеся изменением углеводного, белкового, ферментного, витаминного и холестеринового обменов, биохимических показателей крови.
Вибрация, ее влияние на организм. Вибрационная болезнь и ее предупреждение
... снижением вибрационного восприятия при вибрационной болезни нарушается болевая, тактильная и температурная чувствительность. Это объясняется тем, что спинномозговые, таламические и корковые центры вибрационной чувствительности у человека по ... колебаниям, в положении лёжа - к горизонтальным. Частота вибрации определяет не только характер изменения тонуса сосудов, но и нарушение вибрационной ...
У женщин, подвергающихся длительному воздействию общей вибрации, отмечается повышенная частота гинекологических заболеваний, самопроизвольных абортов, преждевременных родов. Низкочастотная вибрация вызывает у женщин нарушение кровообращения органов малого таза. Общая вибрация с частотой менее 0,7Гц, определяемая как качка, хотя и неприятна, но не приводит к вибрационной болезни. Следствием такой вибрации является морская болезнь, вызванная нарушением нормальной деятельности вестибулярного аппарата по причине резонансных явлений.
При частоте колебаний рабочих мест, близкой к собственным частотам внутренних органов, возможны механические повреждения или даже разрывы. Низкочастотная общая вибрация, вызывая длительную травматизацию межпозвоночных дисков и костной ткани, смещение органов брюшной полости, изменения моторики гладкой мускулатуры желудка и кишечника, может приводить к болевым ощущениям в области поясницы, возникновению и прогрессированию дегенеративных изменений позвоночника, заболеваний хроническим пояснично−крестцовым радикулитом, хроническим гастритом.
Особенно опасна толчкообразная вибрация, вызывающая микротравмы различных тканей с последующими изменениями.
Систематическое воздействие общих вибраций, характеризующихся высоким уровнем виброскорости, приводит к вибрационной болезни, которая характеризуется нарушениями физиологических функций организма, связанными с поражением центральной нервной системы. Эти нарушения вызывают головные боли, головокружения, нарушения сна, снижение работоспособности, ухудшение самочувствия, нарушения сердечной деятельности.
Локальной вибрации подвергаются главным образом люди, работающие с ручным механизированным инструментом. Локальная вибрация вызывает спазмы сосудов кисти, предплечий, нарушая снабжение конечностей кровью. Особенно чувствительными к действию локальной вибрации являются отделы симпатической нервной системы, регулирующие тонус периферических сосудов. Доказано, что направленность сосудистых нарушений определяется, в первую очередь, параметрами воздействующей вибрации. Область частот 35 − 250Гц наиболее опасна в отношении развития спазма сосудов.
Например, ручные машины, вибрация которых имеет максимальные уровни энергии в низких частотах (до 35Гц), вызывают вибрационную патологию с преимущественным поражением нервно-15 мышечного и опорно − двигательного аппарата. При работе с ручными машинами, вибрация которых имеет максимальный уровень энергии в высокочастотной области спектра (выше 125Гц), возникают сосудистые расстройства с наклонностью к спазму периферических сосудов.
При воздействии вибрации низкой частоты заболевание возникает че рез 8 − 10 лет (формовщики, бурильщики), при воздействии высокочастотной вибрации − через 5 и менее лет (шлифовщики, рихтовщики).
Влияние вибрации на организм. Вибрация как производственная вредность
... Наиболее опасны производственные вибрации равные или близкие к частоте колебания человеческого ... вибрация. 2. Раскрыть метод измерения вибрации. 3. Определить методы защиты от вибрации. 1 ВИБРАЦИЯ ВИБРАЦИЯ (от лат. vibratio - колебание), механические колебания ... Колебания механических тел с частотой менее 20 Гц воспринимаются как вибрация, более 20Гц - как вибрация и звук. Под воздействием вибрации ...
При воздействии вестибулярных раздражителей, к которым относится вибрация, нарушаются восприятие и оценка времени, снижается скорость переработки информации. В ряде работ показано, что низкочастотная вибрация вызывает нарушение координации движения, причем наиболее выраженные изменения отмечаются при частотах 4 − 11Гц.
При увеличении интенсивности колебаний и длительности их воздействия возникают изменения, приводящие в ряде случаев к развитию профессиональной патологии — вибрационной болезни.
Гигиенические нормы, установленные в нормативных документах, ограничивают параметры вибрации рабочих мест и поверхности контакта с руками работающих исходя из физиологических требований, исключающих возможность возникновения вибрационной болезни.
Например, оценка степени вредности вибрации ручных машин производится по спектру виброскорости в диапазоне частот 11 − 2800 Гц. Для каждой октавной полосы в пределах указанных частот устанавливают предельно допустимые значения среднеквадратичной величины виброскорости и ее уровни относительно порогового значения, равного 5
- 10 ~ 8м/с.
Масса вибрирующего оборудования или его частей, удерживаемых руками, не должна превышать 10кг, а усилие нажима − 20кг.
Общая вибрация нормируется с учетом свойств источника ее возникновения.
Высокие требования предъявляют при нормировании технологических вибраций в помещениях для умственного труда (дирекция, диспетчерская, бухгалтерия и т. п.).
Гигиенические нормы вибрации установлены для рабочего дня длительностью 8ч (табл. 1.).
Санитарные нормы устанавливают предельно допустимые величины вибрации в производственных помещениях предприятий (табл. 2).
Таблица 1.
Влияние вибрации на организм человека Амплитуда колебаний Частота вибрации, Гц Результат воздействия
вибрации, мм на человека
До 0,015 Различная Не влияет на организм
0,016-0,050 40-50 Нервное возбуждение с
депрессией
0,051-0,100 40-50 Изменение в ЦНС,
сердце и органах слуха
0,101-0,300 50-150 Возможное заболевание
0,101-0,300 150-250 Вызывает виброболезнь
Таблица 2. Допустимые величины вибрации в производственных помещениях
предприятий Амплитуда Частота Скорость Ускорение колебаний вибрации, Гц колебательных колебательных вибрации, мм движений, см/с движений,
см/с^2 0,6-0,4 До 3 1,12-0,76 22-14 0,4-0,15 3-5 0,76-0,46 14-15 0,15-0,05 5-8 0,46-0,25 15-13 0,05-0,03 8-15 0,25-0,28 13-27 0,03-0,009 15-30 0,28-0,17 27-32 0,009-0,007 30-50 0,17-0,22 32-70 0,007-0,005 50-75 0,22-0,23 70-112 0,005-0,003 75-100 0,23-0,19 112-120 *1,5-2 45-55 1,5-2,5 25-40
5. Методы снижения воздействия вибрации
Основные технические меры борьбы с вибрацией:
- устранение или снижение вибрации в источнике возникновения
(устранение или снижение ???????? );
- вибродемпфирование;
- динамическое гашение вибрации.
Устранение или снижение вибрации в источнике возникновения должны быть реализованы еще на стадии конструирования машин и проектирования технологических процессов. При этом особое внимание должно быть уделено исключению или максимальному сокращению динамических процессов, вызванных ударами, резкими ускорениями.
Диагностирование синхронного двигателя по виброаккустическим параметрам
... колебаний имеет большую величину только на одной или двух частотах. Все определяется конструкцией машины, т.е. количеством полюсов и зубцов. Основные отличия вибрации синхронных машин от асинхронных двигателей ... основных вида систем мониторинга и диагностики машин по вибрации: Переносные системы Стендовые системы ... оказывающих влияние на вибрацию двигателей и генераторов, можно выделить дефекты ...
Ослабление вибрации в источнике ее возникновения производится за счет уменьшения действующих в системе переменных сил. Такое уменьшение переменных возможно при замене динамических процессов статическими, при тщательной балансировке вращающихся частей и др.
При наличии контакта с вибрирующим объектом передачу вибрации можно уменьшить, используя дистанционное управление, автоматический контроль и сигнализацию ограждения. Эти методы должны полностью исключить контакт оператора с вибрирующим объектом.
Вибродемпфирование основано на уменьшении уровня вибрации путем преобразования энергии механических колебаний в тепловую. Оно может быть достигнуто:
- использованием в качестве конструкционных материалов с большим
внутренним трением;
- нанесением на вибрирующие поверхности упруговязких материалов;
- применением поверхностного трения.
Эффективным видом демпфирующих устройств являются гасители колебаний, работающие по принципу антирезонанса, возникающего в системах с двумя степенями свободы. Принцип действия антирезонанса состоит в том, что одна из масс системы остается в состоянии покоя при действии на нее гармонического возмущения определенной частоты. Наибольший эффект динамических гасителей наблюдается при применении их в условиях резонансных режимов колебаний. На рис.1. приводятся различные типы гасителей вибраций.
Динамическое виброгашение осуществляют установкой машин и агрегатов на фундаменты, массу которых рассчитывают так, чтобы амплитуда колебаний подошвы фундамента не превышала 0,1 − 0,2мм, а для отдельных сооружений − 0,005мм.
Возможно использование виброгасителей, которые представляют собой колебательную систему, собственная частота которой настроена на основную частоту колебаний данного объекта. Виброгаситель жестко крепится на вибрирующем объекте и потому в нем возникают колебания, находящиеся в противофазе с колебаниями этого объекта.
Рис.1. Гасители вибраций: а- пружинного типа; б- с резиновой прокладкой; в- виброизолирующая опора; г- разрез амортизатора типа АКСС; д- виброизоляция кожуха
редуктора.
Вибропоглощение заключается в нанесении на вибрирующую поверхность упруговязких материалов, обладающих большим внутренним трением (резина, пластики, вибропоглощающие мастики).
Ослабление вибрации достигается за счет поглощения энергии колебаний в упруговязких материалах.
Вибропоглощающие покрытия эффективны при условии, если толщина слоя равна нескольким длинам волн колебаний изгиба.
Вибропоглощающие покрытия наносят в местах максимальных амплитуд вибраций, которые определяют на основании исследования виброскорости в различных точках конструкции.
Толщина вибропоглощающего слоя обычно в 2 − 3 раза больше толщины покрываемой конструкции.
В тех случаях, когда перечисленные выше меры защиты оказываются недостаточно эффективными и не удается снизить уровень вибрации до допустимых значений, используют виброизоляцию.
Виброизоляция основана на уменьшении передачи колебаний от источника возникновения защищаемому объекту с помощью устройств, помещаемых между ними. Между источником колебаний и защищаемым объектом появляется упругая связь, ослабляющая уровень вибрации. В качестве таких упругих элементов могут быть использованы виброизоляторы в виде пружин, рессор, резиновых прокладок и т.д.
Датчики управления двигателем автомобиля
... числе по потреблению автомобильных датчиков. Системы управления двигателем и трансмиссией, включая датчики, микроконтроллеры, ИС контроля питания, составляют приблизительно треть всей электроники автомобиля. Причем количество датчиков Powerdrivetrain относительно общего числа ... Но мне, автору этого реферата очень смешно и печально читать публикации с фразами, например «Гибридный привод Lexus - ...
Установка машины на виброизоляторы (амортизаторы) уменьшает передачу вибраций на основание и, следовательно, уменьшает вредные вибрации рабочих мест.
Виброизоляция называется активной, если она применяется для уменьшения вибраций от источника возбуждения (машины) на поддерживающую конструкцию.
Наиболее эффективным методом создания вибробезопасных условий является разработка активной виброизоляции, уменьшающей динамические нагрузки, передаваемые от вибрирующих установок на поддерживающие конструкции. Схема активной виброизоляции представлена на рис.2. Виброизоляция может быть двух вариантов: опорной и подвесной. При опорной виброизоляции виброизоляторы располагаются под корпусом изолируемой машины или под жестким фундаментным блоком. При подвесной виброизоляции изолируемый объект подвешивается на виброизоляторах, закрепленных выше подошвы фундамента.
Рис.2. Схема активной виброизоляции:
- М- упругозакреплённая машина; К- общий коэффициент жесткости
пружин; h- коэффициент деформирования.
Пассивная виброизоляция применяется, если требуется защитить виброизолируемый объект от колебаний поддерживающего основания.
Пассивная виброизоляция применяется для защиты людей, находящихся в зоне распространения вибрации. Чаще всего пассивная изоляция устраивается в виде массивной плиты, имеющей контакт с вибрирующим основанием через другие амортизаторы. Расчет такой изоляции сводится к подбору соотношения между массой плиты и коэффициентом жесткости упругих опор, при котором колебания плиты доводятся до значений более низких, чем колебания основания (под коэффициентом жесткости упругих, опор (кг/см) имеется ввиду величина усилия (кг), при котором осадка упругих опор равна 1см).
Виброизоляция — это единственный способ уменьшить вибрацию, передающуюся на руки от ручного механизированного инструмента.
На рис.3 показана изоляция виброударной площадки. Примеры пассивной изоляции рабочих мест показаны на рис. 4.
Рис.3.Виброизолированный фундамент виброударной площадки:
1- амортизаторы крышки; 2- стаканы; 3- крышка; 4- вибрирующая
машина; 6-стенки; 7- подвижный блок.
Рис.4. Схемы виброизоляции рабочего места:
- а- рабочее место оператора;
- б- рабочее место на уровне пола;
1-виброизолирующая железобетонная плита; 2- виброизоляторы;
3-виброизолируемая машина; 4- фундамент виброплощадки.
При воздействии на работающих локальной вибрации используется также метод защиты временем. Он заключается в том, что при использовании виброопасных ручных инструментов работы следует производить в соответствии с разработанными режимами труда, согласно которым суммарное время контакта с вибрацией в течение рабочей смены устанавливается в зависимости от величины превышения санитарных норм СН 2.2.4/2.1.8.566-96 «Производственная вибрация, вибрация в помещениях жилых и общественных зданий» (табл.3.).
Таблица 3.
Допустимое суммарное за смену время действия локальной
вибрации
Допустимое Превышение предельно допустимого уровня суммарное время
Забойные двигатели
... забойных двигателей: турбинные забойные двигатели (турбобуры) различного конструктивного исполнения; винтовые забойные двигатели; турбинно-винтовые забойные двигатели. 1.1 Принцип действия и особенности основных видов забойных двигателей 1.1.1 Винтовые забойные двигатели ... винтовые зубья. Выбор эластомера (обычно это резина) в качестве материала обкладки статора определяется следующими ...
(ПДУ) локальной вибрации воздействия
локальной вибрации
дБ раз за смену, мин
1 1,1 381
2 1,25 302
3 1,4 240
4 1,6 191
5 1,8 151
6 2,0 120
7 2,25 95
8 2,5 76
9 2,8 60
10 3,2 48
11 3,6 38
12 4,0 30
6. Средства индивидуальной защиты от вибрации
При работе с ручным механизированным и пневматическим инструментом применяются средства индивидуальной защиты рук от вибрирующих объектов, указанные в ГОСТ 12.4.002-97. ССБТ. «Средства защиты рук от вибрации. Технические требования и методы испытаний».
Средства защиты рук допускается изготовлять различных конструкций с защитными прокладками, усилительными накладками и подкладками различной формы и местом расположения (рис.5.).
Для изготовления оснований и накладок изделий используются ткани, трикотажные полотна, искусственные и натуральные кожи. Защитные прокладки выполняются из упругодемпфирующих материалов.
Рис.5. Виды средств защиты рук по ГОСТ 12.4.002-97:
- а- рукавица;
- б- перчатка трехпалая;
- в- перчатка пятипалая;
- г- рукавица с полимерным латексным покрытием;
- д- полуперчатка;
- е- полурукавица.
Показателем защитных свойств изделий является коэффициент эффективности вибрационной защиты (коэффициент эффективности) или его логарифмический уровень (эффективность).
Защитные свойства изделий устанавливаются в диапазоне нормирования локальной вибрации на частотах 8; 16; 31,5; 63; 125; 250; 1000Гц.
Допускается устанавливать показатели защитных свойств конкретных типов изделий в сокращенном частотном диапазоне, исключая верхние или нижние значения указанных частот (например, начиная только с частоты 31,5Гц или 63Гц и т.д., или только до частоты 250Гц или 500Гц и т.д.).
Основным конструктивным параметром изделия, для которого устанавливаются значения показателей защитных свойств, является толщина ладонной части (упругодемпфирующей прокладки и других материалов), максимальная толщина которой с защитной прокладкой не должна превышать 8мм.
Для изоляции рабочих от вибрирующего пола применяют резиновойлочные маты; антивибрационные площадки; виброизолирующую обувь, стельки, подметки по ГОСТ 12.4.024-76. «Обувь специальная виброзащитная».
Спецобувь изготавливается в виде сапог, полусапог и полуботинок мужских и женских, которая должна обладать защитными свойствами, указанными в табл.4
Таблица 4.
Показатели защитных свойств изделий по ГОСТ 12.4.024-76
Вид Защитные свойства спецобуви От вибрации От вибрации, От вибрации От вибрации
и ударов нетоксичной скольжения пониженных
энергией пыли, пыли по температур и
5 Дж стекловолокна зажиренной ударов
и ударов поверхности энергией
энергией и ударов
энергией Сапоги + + + + Полусапоги + + + + Полуботинки + — —
Виброзащитные свойства обуви обеспечиваются применением виброизолирующих элементов, состоящих из упругодемпфирующих материалов или конструкций.
Виброзащитная спецобувь в зависимости от способа применения виброизолирующего элемента подразделяется на следующие типы:
- I — спецобувь с несъемными виброизолирующими элементами, входящими в пакет деталей низа обуви;
- II — спецобувь со съемными виброизолирующими элементами, вкладываемыми внутрь обуви в виде стелек или присоединяемых снизу к подошве.
Виброзащитные свойства спецобуви характеризуются коэффициентом передачи по ГОСТ 24346-80, значения которого должны соответствовать указанным в табл.5.
Ремонт передней подвески ВАЗ
... техническое обслуживание и ремонт ходовой части автомобиля ВАЗ - 2107. Задачи работы: 1. Изучить устройство ходовой части. 2. Провести техническое обслуживание ходовой части. 3. Произвести проверку технического состояния полуоси. 1. Устройство ходовой части ВАЗ 2107 ...
Таблица 5.
Коэффициент передачи ГОСТ 24346-80
Частота, Гц Коэффициент передачи, дБ, не менее
А Б
16 2 4
31,5 4 7
63 4 7
Значения коэффициента передачи устанавливают, на сколько снизятся уровни вибрации, воздействующей на работающего, при применении спецобуви соответствующей группы.
В зависимости от коэффициента передачи виброзащитная спецобувь делится на группы А и Б, обеспечивающие защитные свойства, указанные в табл.5.
Спецобувь должна изготовляться с подошвами из маслобензостойких материалов с противоскользящим рифлением и иметь клеймо с обозначением защитных свойств по ГОСТ 12.4.103-83.
Срок носки спецобуви не должен быть менее 6 месяцев и устанавливается нормативной документацией на каждый конкретный вид спецобуви.
В целях профилактики развития вибрационной болезни для работающих с вибрирующим оборудованием регламентируется режим работы – продолжительность рабочей смены, обязательные перерывы, отдых.
7. Расчет виброизоляции автомобильных и тракторных
двигателей
Целью расчёта виброизоляции является определение геометрических размеров амортизаторов, обеспечивающих эффективную виброизоляцию двигателей. При этом элементы амортизаторов должны иметь достаточную прочность и долговечность.
Проведение расчёта виброизоляции двигателей на стадии проектирования наиболее важно для двигателей, имеющих повышенную неравномерность крутящего момента и неуравновешенные силы и моменты сил инерции.
В подвеске автомобильных и тракторных двигателей наибольшее распространение получили резинометаллические амортизаторы, в которых резина крепится к арматуре способом вулканизации. Резинометаллические амортизаторы подвески двигателя работают на сжатие, сдвиг или на сжатие и сдвиг одновременно. На рис.6. показана схема подвески двигателя ЯМЗ – 236, а на рис.7. представлены резинометаллические амортизаторы двигателя автомобиля ВАЗ – 2101.
Марки резин, применяемых в подвеске двигателей отечественных автомобилей и тракторов, приведены в табл. 6.
Таблица 6.
Физико-механические свойства резин, применяемых в подвеске
автомобильных и тракторных двигателей
Марка Температу Твёрдо Преде Моду резин рный интервал, сть резины л прочности ль сдвига,
℃ по ТМ-2 при разрыве, МПа
МПа G
7-8470 -40 — +80 50 – 65 10 0,8 7-НО-68-1 -50- +100 55 – 70 9 1,0
7-93 -50 — +80 65 – 80 20 1,3
7-1847 -50 — +80 35 – 50 16 0,5
7-2462 -50 — +80 60 – 75 10 1,1
7-2959 -50 — +80 45 – 65 16 0,7
Рис. 6 Схема подвески двигателя ЯМЗ – 236.
Рис. 7. Амортизаторы силового агрегата автомобиля ВАЗ – 21021.
Наиболее широкое распространение в подвеске двигателей имеют резины 7-1847 и 7-2959 на основе натурального каучука.
Отличительная особенность работы резинового амортизатора при действии сжимающей нагрузки – зависимость жёсткости от формы амортизатора. Параметрам, учитывающим данное обстоятельство, является фактор формы Ф, который определяется как отношение нагруженной площади к площади свободной поверхности амортизатора:
????
Ф = ????н ,
св
где ????н , ????св – нагруженная и свободная площади амортизатора.
Для амортизаторов подвески двигателя легкового автомобиля фактор формы обычно равен 0,3-0,6, грузового автомобиля – 0,5-0,8.
Расчёт виброизоляции двигателя ведётся в следующей последовательности:
1. Выбирается схема расположения амортизаторов подвески двигателя.
2. Определяется основная частота возмущающей силы f.
3. Находится необходимая собственная частота колебаний двигателя на амортизаторах:
????
????0 = ????в, где a=3…4.
4. Рассчитывается динамическая жёсткость амортизаторов в вертикальном направлении по формуле:
с???? = ????????0 2 ,
где m – масса двигателя;
- ????0 = 2????????0 – собственная круговая частота.
5. Задаёмся значением фактора формы Ф:
для амортизаторов подвески двигателя легкового автомобиля в
пределах 0,3-0,5;
- для двигателей грузового автомобиля – в пределах 0,5-0,8.
6. Выбираем марку резины, учитывая её физико-механические свойства, по табл. 6.
7. Определяем статическую жёсткость амортизаторов:
????
???????? ст = ???? ,
????
где ???? – коэффициент пропорциональности, для резины 1847 равный 1,3 и для резины 2959 – 1,5.
8. Определяем статическую жёсткость каждого амортизатора:
???????? ст
???????? ст ???? = .
????
где N – число амортизаторов.
9. Определяем деформацию амортизатора под действием силы тяжести двигателя:
????????
∆ℎ = ???? ,
???? ст ???? ????
где m – масса двигателя;
- g – ускорение свободного падения.
10. Выбираем высоту h резинового амортизатора, исходя из конструктивных соображений и из условия:
∆ℎ
≤ 0,15.
ℎ
11. Рассчитываем площадь поперечного сечения амортизатора по формуле:
???? = ???????? ???? ℎ⁄6???? (1 + Ф2 ),
где G – модуль сдвига резины, определяется в зависимости от твёрдости резины (табл. 6).
z z
Рис.8. Схема подвески двигателя.
8.Расчёт резиновых амортизаторов подвески двигателя
автомобиля.
Исходные данные: Двигатель шестицилиндровый V-образный карбюраторный, с углом развала между рядами цилиндров 90, массой 300 кг. Схема подвески двигателя приведена на рис.8. Двигатель опирается на два передних амортизатора и на один задний. n=2000 мин.
8.1 Порядок расчета
1. Рассчитываем основную частоту опрокидывающего момента по формуле:
1,5 ???? 1,5∗2000
????в = = = 50 Гц.
60 60
2. Определяем собственную частоту двигателя на амортизаторах; исходя
???? из оптимальной виброизоляции, при которой ????в = 3 … 4.
????в 50
????0 = = = 16,6 Гц.
3 3
3. Рассчитываем динамическую жёсткость амортизаторов в вертикальном направлении по формуле:
???????? = ????????0 2 = ????(2????????0 )2 = 300 ∗ (2 ∗ 3,14 ∗ 16,6)2
????
= 3,25 ∗ 106 м .
4. Задаёмся фактором формы Ф=0,4.
5. Выбираем (по табл. 6.) резину марки 7-1847.
Физико-химические характеристики резины: средняя твёрдость – 40 ед. по ТМ-2.
6. Определяем статическую жёсткость амортизаторов:
???????? 3,25∗106 ????
???????? ст = = = 2,5 ∗ 106 м .
???? 1,3
7. Определяем статическую жёсткость каждого амортизатора:
???????? ст 2,5∗106 ????
???????? ст ???? = = = 0,84 ∗ 106 м .
???? 3
где N — число амортизаторов.
8. Рассчитываем деформацию амортизатора под действием силы тяжести двигателя:
???????? 300∗9,8
∆ℎ = ???? = 0,84∗106 ∗3 = 3,5 ∗ 10−3 м = 0,35 см.
???? ст ???? ∗????
8. Определяем минимальную высоту амортизатора h из условия
∆ℎ
≤ 0,15:
ℎ
∆ℎ 3,5∗10−3
ℎ???????????? = 0,15 = = 23,3 ∗ 10−3 = 2,33 см.
0,15
10. Определяем по табл. 6. модуль сдвига G по известной твёрдости резины:
G = 0,5 МПа = 0,5 ∗ 106 Па.
11. Рассчитываем площадь поперечного сечения амортизатора:
???? ℎ 0,84∗106 ∗23,3∗10−3
???? ст ???? ????????????
???? = 6????(1+Ф 2) = = 5,63 ∗ 10−3 м2 .
6∗0,5∗106 ∗(1+0,4 2 )
Вывод: Используя исходные данные, мной были рассчитаны основные характеристики резиновых амортизаторов для шестицилиндрового Vобразного карбюраторного двигателя.
Список использованной литературы:
[Электронный ресурс]//URL: https://inzhpro.ru/kursovoy/na-temu-vibratsiya-v-podshipnikah/
