Классификация вибрации

1. По способу передачи на человека различают общую и локальную вибрации. Общая вибрация передается через опорные поверхности стоящего или сидящего человека, локальная – через руки.

2. По направлению вибрация может воздействовать на человека по одной или нескольким осям координат X, Y, Z.

3. По источнику возникновения общая вибрация подразделяется на:

- транспортную, которая возникает в результате движения машин по местности;

- транспортно-технологическую, которая возникает при движении машин, выполняющих технологические операции в производственном помещении или на специально подготовленных площадках;

- технологическую, которая возникает при работе стационарных машин, или передается на рабочие места, не имеющие источников вибрации.

Повышенные уровни вибрации оказывают отрицательное воздействие на здоровье человека и его работоспособность.

Общая вибрация вызывает сотрясение всего организма. Действие местных вибраций не ограничивается органами, находящимися в соприкосновении с вибрирующими деталями машин, они оказывают влияние на центральную нервную систему и через нее рефлекторно воздействуют на другие органы человека. Под влиянием вибрации наибольшие изменения происходят в нервной и сердечно-сосудистой системах. Неблагоприятное воздействие вибрации выражается в виде утомления, головной боли, болей в суставах кистей рук и пальцев, повышенной раздражительности.

Общая вибрация вызывает в организме более выраженные и стойкие изменения, чем местная. При длительной работе на вибрационном оборудовании у рабочего может развиться «вибрационная болезнь», характеризующаяся нарушением жизнедеятельности наиболее жизненно важных органов и систем человека: нервной, сердечно сосудистой, опорно-двигательного аппарата. Большое число поломок и аварий в промышленности является результатом недопустимых параметров вибрации.

Классификация, гигиенические нормы вибрации, требования к вибрационным параметрам производственного оборудования содержатся в ГОСТ 12.1.012 "ССБТ. Вибрационная безопасность. Общие требования". Нормируемыми гигиеническими параметрами вибрации являются: среднеквадратические значения виброскорости (в м/с) и логарифмические уровни (в дБ) октавных полосах частот 1; 2; 4; 8; 16; 31,5; 63; 125; 250; 500; 1000 Гц.

Вибрация, действующая на человека, нормируется отдельно в каждой стандартной октавной полосе, различно для общей и локальной вибрации, с учетом свойств источника ее возникновения.

Уменьшение вредного воздействия вибрации на работающих может происходить при выполнении следующих технологических мероприятий:

- снижение параметров вибрации в самом источнике (воздействие на источник возбуждения, отстройка от режима резонанса, динамическое гашение вибрации, балансировка, своевременный ремонт и др.);

- снижение параметров вибрации на путях ее перемещения от источника (установка оборудования на виброгасящие фундаменты, виброизоляция, применение средств индивидуальной защиты);

Кроме того, уменьшение вредного воздействия вибрации на человека достигается применением комплекса санитарно-гигиенических, организационных и лечебно-профилактических мероприятий.

Из перечисленных мер виброизоляция является наиболее доступным и достаточно эффективным способом защиты рабочих мест, оборудования и строительных конструкций от вибрации, вызываемых работой машин и механизмов. Этот способ защиты заключается в уменьшении передачи колебаний от источника возбуждений защищаемому объекту при помощи виброизоляторов, помещаемых между ними.

Эффективность виброизоляции оценивается коэффициентом передачи КП, который может быть найден из отношения виброперемещения, виброускорения защищаемого объекта или действующей на него силы к тем же параметрам источника возбуждения:

, (5)

где Vз.о и Vи.в. – амплитуда виброскорости защищаемого объекта и источника возбуждения соответственно, м/с;

Fз.о и Fи.в – передаваемая и возбуждающая сила соответственно, Н;

Wз.о и Wи.в – виброускорение защищаемого объекта и источника возбуждения соответственно, м/с².

Коэффициент передачи также может быть рассчитан по формуле:

, (6)

где: f₀ – собственная частота колебаний источника возбуждений, Гц;

f – частота возбуждающей силы, Гц.

Эти частоты определяются по формуле:

; , (7)

где: g – ускорение силы тяжести;

Х_СТ – статическая осадка системы на виброизоляторах под действием собственной массы;

n – число оборотов в минуту.

Из формулы (6) следует, что при f<<f₀ возбуждающая сила действует как статическая и целиком передается на основание. При f=f₀ наступает резонанс, сопровождающийся резким ростом уровня вибрации. Чем ниже собственная частота колебаний по сравнению с частотой возбуждения, тем выше эффективность виброизоляции. Оптимальное отношение частот с учетом гигиенических, технических, экономических требований составляет 3…4, что соответствует КП=1/8 … 1/15. Собственная частота системы тем ниже, чем больше статическая осадка.

Пружинные виброизоляторы эффективны на низких частотах, резиновые – на высоких (более 30 Гц).

Эффективность виброизоляции может определяться по формуле:

, дБ (8)

Для уменьшения вибрации кожухов, ограждений и других деталей, выполняемых из стальных листов, колебания которых происходят в резонансном режиме, применяют вибропоглощение. Это достигается нанесением на вибрирующую поверхность материалов обладающих большим внутренним трением (резины, пластика, вибропоглощающих мастик) и рассеивающих энергию колебаний.

Виброгашение осуществляется путем установки агрегатов на виброгасящие основания. Массу фундаментов выбирают таким образом, чтобы амплитуда колебаний подошвы фундамента в любом случае не превышала 0,1…0,2 миллиметра.