Причины. Возникают при работе машины и неуравновешении силовых воздействий

Возникают при работе машины и неуравновешении силовых воздействий

Источники: возвратнопоступательные движения системы (кривошипношатунные механизмы), неуравновешанные вращающиеся массы, удары деталей (в подшипниковых узлах, зубья шестеренок)

Неуравновешанные силы появляются из-за дисбаланса.

Причины дисбаланса: неоднократность вращения, несовпадение центра масс и оси вращения, деформация деталей при неравномерном нагреве, при холодной и горячей посадке.

Лекция 16.

Воздействие вибрационных связей с колебательными связями с внешними периодическими воздействиями на механизм системы.

Кинематические причины: движение транспорта по неровной поверхности.

Основные параметры вибрации:

1. Амплитуда, (период) виброперемещения X_m

2. Амплитуда виброскорости V_m

3. Амплитуда виброускорения a_m

В общем случае параметры являются функцией времени.

Спектры колебаний: непрерывные; дискретные.

Обычно имеют в виду действующие значения параметров

Среднеквадратичное значение

Рассматривают уровни скорости, ускорения:

,

где V – среднеквадратичное значение виброскорости м/с

V₀ – опорная виброскорость = 5 × 10 ^–8 м/с

При суммировании складываются среднеквадратичные скорости.

ГОСТ 12.1012.78

Классификация вибраций:

1) по способу передачи на человека:

(1) Общая вибрация – передается через опорные поверхности сидящего или стоящего человека;

(2) Локальная вибрация – через руки человека.

2) по направлению действия:

(1) Вдоль оси ортогональной системы координат

(2) Вдоль оси ортогональной системы координат X_p, Y_p, Z_p

(рисунок отбойного молотка с осями X_p, Y_p, Z_p)

(3) Общие вибрации по источнику возникновения подразделяются на:

1)) транспортная, которая возникает при движении машины по местности

2)) транспортно-технологическая вибрация, возникающая при работе машин, выполняющих технологические операции в стационарном исполнении и при перемещении по специально-подготовленной части производственного помещения

3)) технологическая, возникающая при стационарной работе механизмов

Человека можно представить как колебательные системы определенной массы, соединенные между собой пружинами определенной упругостью и параллельно-включенными демфирами с определенным сопротивлением.

Плечевой пояс

1) Тела обладают массой, но не деформируются

2) Пружины идеальные, которые лишены массы и трения

3) Вязкие связи и демфиры оказывают сопротивление пропорционально скорости.

На частотах до 100 Гц — это упрощение оправдано.

До 100 Гц человека можно рассматривать как линейную систему.

Такая модель имеет определенные резонансы.

Глазное яблоко 30 – 80 Гц

Плечевой пояс 4 – 5 Гц

Сомкнутая кисть 50 – 200 Гц

Брюшная полость 4 – 8 Гц

Для большинства органов 6 – 9 Гц за исключением некоторых

Колебания именно с этой частотой вредны

Вибрационные воздействия в диапазоне 10 ^–1 – 10 ⁵ Гц разделяют на три области частот:

1) низкочастотная – меньше 1 Гц – качка (укачивание)

2) 1 – 80 Гц

3) более 80 Гц

Для 1) экспериментальные факторы не позволяют увязывать феномен качки как частота, длительность. Влияют индивидуальные свойства, направление взгляда. Этот диапазон остался вне нормирования.

3 диапазон остался вне нормирования. Вибрационный эффект теряет свой характер при увеличении частоты.

Очень сильная зависимость от локальной точки приложения вибрации.

Виброболезнь приводит к устойчивой инвалидности. Связана со спазмами сосудов, начиная с фаланг пальцев до сердца. Нарушение кровоснабжения. В суставах откладываются соли — артриты, артроз.

Нормирование вибраций. В соответствии с ГОСТ и санитарными нормами.

Гигиеническими характеристиками вибраций является: среднеквадратичное значение виброскорости в м/с, либо ее логарифм; уровни в октавных полосах частот со среднегеометрическими частотами 1, 2, 4, 8, … 1000 Гц.

Вибрация нормируется для каждого установившегося направления, для различного вида работ, помещения.

Защита от воздействия вибрации.

(1) Воздействие на источник вибрации.

1) Предпочтение отдается кинематическим схемам при которых процессы вызванные ударами, ускорениями были бы исключены или предельно снижены. Большое значение имеет выбор рабочих режимов, балансировка вращающихся деталей.

2) Отстройка от режимов резонанса. Необходимо отстроить собственную частоту колебаний отдельных узлов, агрегатов, деталей от частоты вынуждающей силы. То есть изменение массы, добавление ребер жесткости.

3) Вибродемфирование. Уменьшение вибраций за счет превращения энергии механических колебаний в тепловую. Увеличиваются потери в системе: применение материалов с большем внутренним трением; нанесение на поверхность вибрирующих деталей упруго-вязких материалов.

4) Гашение вибрации. Установка источника вибрации на фундамент, массу которого выбирают таким образом, чтобы амплитуда перемещения подошвы фундамента 0,1 – 0,2 мм в любом случае

5) Динамическое виброгашение. Собственная частота виброгасителя f₁ настраивается на f. В m₁ возникают колебания в противофазе. Недостаток: перенастройка при изменении m. Виброгасители: маятниковые, пружинные, плавающие.

6) Достигается изменением конструкции машин за счет увеличения жесткости.

7) Виброизоляция. Заключается в уменьшении передачи колебаний от источнику к защищаемому объекту – виброизоляторы. Вводится дополнительная упругая связь.

8) Активная виброзащита. Вводится дополнительный источник энергии в систему, который позволяет регулировать во времени уровень вибрации.

(2) Индивидуальные средства защиты:

1) Перчатки, руковицы

2) Обувь и так далее.

Методы анализа риска.

Термины опасность, надежность, риск часто путают.

Риск — вероятность человеческих потерь.

Лекция №17.

Риск — частота реализации опасности (1/T) — вероятность наступления опасного события с наступлением события А.

Индивидуальный риск — риск поражающих воздействий определенного вида, возникающий при реализации вполне определенной опасности в определенной точке пространства.

Социальный риск — зависимость риска событий, состоящий в поражении определенного числа людей, подвергаемых поражающим воздействиям определенного вида от этого числа людей. Характеризует мосштабность того или иного события.

Риск [последствия / время] = частота [события / время] величина [последствия / событие]

50 млн/год — число автомобильных аварий

10 ^–3 — летальных исходов в аварии

Риск 50 × 10 ³ летальных исходов в год

Для одного человека 50 × 10 ³ / = 2,5 × 10 ^–4 летальных исходов в год

200 × 10 ⁶ — число населения.

Теория безопасности и теория риска должна давать методы, которые позволяют:

1. Выявить наиболее рискованные звенья сложных технических систем и подсказывает возможности оптимальных путей их замены.

2. Анализировать развитие событий в случае отказа тех или иных систем, чтобы уменьшить их последствия.

Автомобильный транспорт 3 × 10 ^–4 летал/год

Электрический транспорт 2 × 10 ^–4 летал/год

Воздушный транспорт 9 × 10 ^–6 летал/год

В разных задачах риск либо вероятность возникновения аварийной ситуации, либо масштаб.

В принятии решения по риску принимают участие:

1. технические эксперты.

2. представители отдельных групп, заинтересованных в данных решениях.

На субъективность восприяния риска влияет множество факторов:

– сочетание благ от технологии с оценкой последствий от аварий;

– распределение угрозы во времени (люди относятся терпимее к мелким авариям);

– контроллируемость;

– добровольность;

– новизна.

1. Предварительный анализ опасности.

Всю систему разбивают на подсистемы для того, чтобы выявить, какие из них представляют большую опасность:

1) выявление источников опасности

2) определение частей системы, которые могут вызвать опасное состояние

3) анализу подвергают те части, которые представляют опасность

Выполнение ПАО (предварительный анализ опасности)

На этапе ПАО анализируют и последовательность событий, которые могут привести к катастрофическим последствиям.

ПАО завершается определением системы в целом по критерию минимизации воздействий опасных, особоопасных факторов.

2. Выявление последовательности опасных ситуаций

Построение деревьев событий и отказов.

Предварительно оговаривая условия проявления в системе. Событие может быть оговоренособытием и действием. Событие не всегда связано с отказом. Отказ — событие, которое вызвано дефектом или ненормальной работой системы.

Рассмотрим пример построения дерева отказа электроустановки.

П = P / Р_узо

Порядок проведения количественного анализа

1) На основе изучения статистических данных, причин и обстоятельств опасных событий описывается опасное состояние

2) Составляем дерево опасных состояний, позволяющее проследить формирование опасного события через опасное состояние установки, человека, средств защиты

3) Составляется модель (вероятности), в которой роль того или иного элемента оценивается по вероятности

4) Математическая модель

5) На основании статистики определяются вероятности опасных состояний

6) Количественная оценка

Дата добавления: 2014-01-11