Вибрация представляет собой механические колебания, простейшим видом которых являются гармонические колебания.
Вибрация возникает при работе машин и механизмов, имеющих неуравновешенные и несбалансированные вращающиеся органы с движениями возвратно-поступательного и ударного характера.
Длительное воздействие вибраций приводит профессиональному заболеванию — вибрационной болезни. Она выражается в нарушении многих физиологических функций человека.
Актуальность исследования заключается в том, что предприятия должны обеспечить своих работников всеми средствами индивидуальной защиты от вредного воздействия вибрации.
Целью написания данной работы является изучение
Основными задачами работы являются:
1. Раскрыть понятие вибрация.
2. Раскрыть метод измерения
3. Определить методы защиты от вибрации.
1 ВИБРАЦИЯ
ВИБРАЦИЯ (от лат. vibratio — колебание), механические колебания в технике (машинах, механизмах, конструкциях и пр.).
Полезная вибрация возбуждается преднамеренно вибраторами (рабочими органами вибрационных машин) и используется в строительстве, машиностроении, медицине и т. п. Вредная вибрация возникает, например, при движении транспортных средств, работе двигателей, турбин и т. д. и может привести к нарушению режимов работы и к разрушению.
К такому оборудованию относятся металлообрабатывающие станки, ковочные и штамповочные молоты, электро- и пневмоперфораторы, механизированный инструмент, а также приводы, вентиляторы, насосные установки, компрессоры. С физической точки зрения между шумом и вибрацией принципиальных различий нет. Разница заключается в восприятии: вибрация воспринимается вестибулярным аппаратом и средствами осязания, а шум органами слуха. Колебания механических тел с частотой менее 20 Гц воспринимаются как вибрация, более 20Гц — как вибрация и звук.
Под воздействием вибрации в организме человека наблюдается изменение сердечной деятельности, нервной системы, спазм сосудов, изменения в суставах, приводящие к ограничению их подвижности. Длительное воздействие вибраций приводит профессиональному заболеванию — вибрационной болезни. Она выражается в нарушении многих физиологических функций человека. Эффективное лечение возможно только на ранней стадии заболевания. Очень часто в организме наступают необратимые изменения, приводящие к инвалидности.
Теоретические аспекты уплотнения мелкозернистых бетонных смесей ...
... бетонных изделий с более высокими прочностными характеристиками под действием высокочастотных колебаний по сравнению изделий с идентичным составом, но уплотненных при стандартных параметрах вибрации; установлено оптимальное значение вибрационных ... 2014 г. — Тула: Изд-во ТулГУ. — 2014. Объем и структура работы Магистерская диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения и содержит 97 страниц, ...
Рис.1 Вероятность отсутствия виброболезни: 1-7- при продолжительности работы соответственно 1,2,5,10,15,20 и 25 лет.
Простейшей колебательной системой с одной степенью свободы является масса, укрепленная на пружине. Эта система совершает гармонические или синусоидальные колебания.
Основными параметрами, характеризующими вибрацию, являются: амплитуда (наибольшее отклонение от положение равновесия) А, м; частота колебаний f, Гц (число колебаний в секунду); колебательная скорость V, м/с; ускорение колебаний W, м/с2; период колебаний Т, сек.
Степень воздействия вибрации на физиологические ощущения человека определяется величиной колебательного ускорения и скоростью колебаний:
,м/c,
,м/c2,
где f- число колебаний в 1 c;
- амплитуда колебаний, м.
Вибрация отмечается вблизи оборудования, при работе пневматического инструмента, при неправильной балансировке валов машин, при транспортировании жидкостей и газов по трубопроводам, при технологических процессах укладки бетона с применением вибрационных агрегатов.
Вибрацию не синусоидального характера всегда можно представить в виде суммы синусоидальных составляющих с помощью разложения в ряд Фурье.
Для исследования вибрации весь диапазон частот (так как и для шума) разбивается на основные диапазоны. Среднегеометрические значения частот, на которых исследуют вибрацию, следующие: 2, 4, 8, 16, 31, 50, 63, 125, 250, 500, 1000 Гц. Уровни вибраций измеряются не на каждой отдельной частоте, а в некоторых полосах (интервалах) частот октавных и третьоктавных. У октавных отношение верхних границ частот к нижней fв/fн=2, а у третьоктавных . Учитывая, что абсолютные значения параметров характеризующих вибрацию, применяются в широких пределах, на практике пользуются понятием уровней параметров виброскорости (V) и виброускорения (W).
Согласно ГОСТ 12.1.012-90 ”Вибрация, общие требования безопасности” (ССБТ).
Логарифмитические уровни виброскорости (Lv) и виброускорения (Lw) определяются по формуле:
; ,
где V, W-колебательная скорость, м/с и виброускорение, м/с² ;
- V0 ,Wо -пороговые значения скорости и ускорения м/с, м/с2.
Вибрация, воздействующая на человека, нормируется для каждого направления в каждой октавной полосе. Важное гигиеническое значение имеет частота вибраций. Частоты порядка 35-250 Гц наиболее характерные при работе с ручным инструментом, могут вызвать вибрационную болезнь со спазмой сосудов.
Частоты ниже 35 Гц вызывают изменения в нервно-мышечной системе и суставах. Наиболее опасны производственные вибрации равные или близкие к частоте колебания человеческого организма или отдельных органов и равные 6-10 Гц (собственная частота колебаний рук и ног 2-8 Гц, живота 2-3 Гц, груди 1-12 Гц).
Колебания с такой частотой влияют на психологическое состояние человека. Одной из причин гибели людей в Бермудском треугольнике может являться колебание водной среды в спокойную погоду, когда частота колебаний равна 6-10 Гц. Частота колебания небольших судов совпадает с частотой колебания среды и у людей появляется чувство опасности, страха. Моряки стремятся покинуть корабль. Длительная вибрация может привести к гибели людей. Вибрация оказывает опасное действие на отдельные органы тела и организм человека в целом, нарушая нормальное функционирование нервной системы и органов, связанных с обменом веществ. Вибрация может вызывать нарушения деятельности сердечнососудистых и дыхательных органов, заболевания рук и суставов. Особенно опасны вибрации с большой амплитудой, которые оказывают в основном неблагоприятное действие на костно-суставный аппарат. При малой интенсивности и кратковременном воздействии вибрация оказывает даже благоприятное влияние. При высокой интенсивности и продолжительном действии вибрация может привести к развитию профессиональной вибрационной болезни, которая при известных условиях может перейти в «церебральную» форму (поражение центральной нервной системы), практически неизлечимую.
Средства и методы защиты от вибрации
... 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 ...
Согласно ГОСТ 12.1.012-90, ДСН 3.3.6.039-95 по способу передачи на человека, вибрация подразделяется на: общую, передающуюся через опорные поверхности на тело человека; локальную (местную), передающуюся в основном через руки человека (рис.2).
Рис.2. Направление координат осей при общей вибрации (а и б) и локальной(в):
- а – положение стоя;
- б – положение сидя;
- Z – вертикальная ось, перпендикулярная к поверхности;
- Х – горизонтальная ось от спины к груди;
- ось Y – горизонтальная от правого плеча к левому;
- при действии локальной ибрации,положение руки на сферической и цилиндрической поверхности.
Вибрация действует вдоль осей ортогональной системы координат XYZ (для общей вибрации Z-вертикальная, перпендикулярная опорной поверхности; Х — горизонтальная от спины к груди; У – горизонтальная от правого плеча к левому).
При локальной вибрации ось Хл совпадает с осью охвата, ось Zл лежит в плоскости Xл и направлена на подачу или приложение силы. Общая вибрация по источнику её возникновения подразделяется на: транспортную, возникающую при движении машин; транспортно-технологическую, возникающую при работе машин, выполняющих технологическую операцию; технологическую, которая возникает при работе стационарных машин.
2 ИЗМЕРЕНИЕ И НОРМИРОВАНИЕ ВИБРАЦИИ
Выпускаемая в настоящее время измерительная аппаратура основана на использовании электрических методов, обеспечивающих высокую точность преобразования механических колебаний в электрические с помощью магнитно-электрических и пьезо-электрических датчиков (приемников вибрации: сигнал усиливается, преобразуется (интегрируется, дифференцируется) и подается на регистрирующий прибор).
Приборы подразделяют на: оптические, механические, электрические.
Измерение параметров вибрации должно производится в соответствий с установленными стандартами требований к измерительным приборам, датчикам.
Для измерения вибрации используют приборы: виброметры ВМ-1, ВИП-2, ИШВ-1 измеритель шума и вибраций (1-3000 Гц), 00042 ( Роботрон ГДР), 3513, 2512, 2513 ( Брюль и Кери- Дания), ВИП-4(15-200 Гц), ЭДИВ (электродистанционный прибор), аппаратура контрольно-измерительная типа ВВК-003, ВВК-005, измерители шума ВШВ-003 и др.
Аппаратура для измерения параметров вибраций должна соответствовать ГОСТ 12.4.012-83 «Вибрация». Средства измерения и контроля вибрации на рабочих местах. Технические требования”. Замеры вибрации проводят в наиболее виброопасных точках согласно методике исследований ДСН 3.3.6.039-99
При измерении локальной вибрации замеры производят у места контакта оператора с поверхностью, которая вибрирует.
При измерении общей вибраций точка измерения должна находится в местах контакта опорной поверхности тело человека с вибрирующей поверхностью: сидение оператора; пол рабочей зоны.
Измерения постоянной вибрации на протяжении рабочей смены проводится не менее 3-х раз с нахождением средне логарифмического значения.
Общая вибрация нормируется по следующим октавным полосам частот: 1, 2, 3, 8, 16, 31, 50, 63; локальная: 8, 16, 31, 50, 63…1000 Гц.
Общая вибрация, воздействующая на человека, нормируется отдельно в каждой октавной полосе по вертикальному направлению (оси Z) или горизонтальному направлению (оси Х, У).
Выбор нормирования определяется в зависимости от интенсивности: по более интенсивному направлению.
Гигиенические нормы технологической вибрации, воздействующей на операторов стационарных машин в течение 480мин(8 часов), приведены в ГОСТ 12.1.012-90, ДСН 3.3.6.-039-99 (Табл.1-2).
Таблица 1.Предельно допустимые уровни локальной вибрации
|
Средне геометрические частоты октавных полос, Гц. |
Предельно допустимые уровни по осях Xл,Yл,Zл |
||||
|
Виброскорость |
Виброускорение |
||||
|
м/с*10-2 |
дБ |
м/с2 |
дБ |
||
|
8 16 31,5 63 125 250 500 1000 |
2,8 115 1,4 1,4 1,4 1,4 1,4 1,4 |
115 109 109 109 109 109 109 109 |
1,4 1,4 2,7 5,4 10,7 21,3 42,5 85,0 |
73 73 79 85 91 97 103 109 |
|
|
Корректированный эквивалентный уровень |
2,0 |
112 |
2,0 |
76 |
|
Таблица 2. Предельно допустимые параметры импульсной локальной вибрации
|
Диапазон длительности вибрационных импульсов |
Измеренные пиковые урони виброускорения, дБ |
||||||||
|
120 |
125 |
130 |
135 |
140 |
154 |
150 |
155 |
160 |
|
|
Допустимое количество импульсов |
|||||||||
|
1-30* |
160000** |
160000** |
50000 |
16000 |
5000 |
1600 |
500 |
160 |
30 |
|
20000** |
20000** |
6250 |
2000 |
625 |
200 |
62 |
20 |
6 |
|
|
31-1000* |
160000** |
50000** |
16000 |
5000 |
1600 |
500 |
160 |
50 |
— |
|
20000 |
6250 |
2000 |
625 |
200 |
62 |
20 |
6 |
— |
|
* — Вибрационные импульсы 1-30 имеют место при применении немеханизированного — на механизированном инструменте.
** — Значение отвечает максимально возможному
При продолжительности смены 7 часов предельно допустимые скорректированные эквивалентные уровни локальной вибраций равны значениям для 8-часовой продолжительности смены.
При 6-ти часовой продолжительности эти показатели равны для виброскорости 113 дБ ( м/с), а виброускорение -78дБ (2,3 м/с2).
Работа в условиях действий локальной вибрации, которая превышает предельно допустимую норму более чем на 1 дБ, запрещена.
Если время воздействия меньше 480 мин и отсутствуют перерывы через каждый час работы, то для каждой октавной полосы значение нормируемого параметра определяется по зависимости:
- где t -время фактического воздействия вибраций(мин);
- U480 -допустимое воздействие вибрации за время воздействия480мин.
3 СРЕДСТВА И МЕТОДЫ ЗАЩИТЫ ОТ ВИБРАЦИИ
3.1 ЗАЩИТА ОТ ВИБРАЦИЙ
Общие методы борьбы с вибрацией базируются на анализе уравнений, которые описывают колебание машин в производственных условиях и классифицируются следующим образом:
