Защита от вибрации

Защита человека от физических негативных факторов

Гигиеническое нормирование вибрации.

Нормирование вибрации осуществляется по ГОСТ 12.1.012-90. Устанавливаются допустимые значения виброскорости и виброускорения, а также их логарифмические уровни. Допустимые значения устанавливаются отдельно для общей и локальной вибрации. Общая вибрация нормируется в диапазонах октавных полос со среднегеометрическими значениями часто 2, 4, 8, 16, 31,5. 63 Гц (для транспортной вибрации дополнительно нормируется вибрация в октавной полосе с f_cг = 1 Гц). Локальная вибрация нормируется в диапазонах частот с f_cг = 16, 31,5, 63, 125, 250, 500. 100 Гц. Нормы установлены для продолжительности рабочей смены в 8 часов.

Защита человека от физических негативных факторов осуществляется тремя основными методами: ограничением времени пребывания в зоне действия физического поля, удалением от источника поля и применением средств защиты, из которых наиболее распространены экраны, снижающие уровень физического поля.

Эффективность экранирования принято выражать в децибелах:

Э=10 lg(П₀/П),дБ.

где П₀ и П - соответственно какой-либо параметр физического поля до и после экрана.

Амплитуда скорости вибрации (виброскорости) v_m может быть определена по формуле:

где F_m- амплитуда возмущающей вибросилы, Н; μ - коэффициент сопротивления, Н с/м; f – частота вибрации, Гц; т- масса системы, кг; с - коэффициент жесткости системы, Н/м.

На основе анализы формулы (1) можно сделать следующие выводы: для уменьшения виброскорости v_m необходимо снижать силу F_m (снижать виброактивность машины) и увеличивать знаменатель, а именно - повышать сопротивление системы μ и не допускать, чтобы 2 πfm = с/2 πf. При равенстве этих членов наступает явление резонанса и уровень вибрации резко возрастает.

Таким образом для защиты от вибрации необходимо применять следующие методы:

• снижение виброактивности машин (уменьшение силы F_m);

• отстройка от резонансных частот (2 πfm ≠ с/2 πf);

• вибродемпфирование (увеличение μ);

• виброгашение (увеличение т) - для высоких и средних частот;

• повышение жесткости системы (увеличение с) - для низких и средних частот;

• виброизоляция;

• применение индивидуальных средств защиты.

Снижение виброактивности машин (уменьшение силы F_m) достигается изменением технологического процесса, применением машин с такими кинематическими схемами, при которых динамические процессы, вызываемые ударами, резкими ускорениями и>т.п. были бы исключены или предельно снижены, например, замены клепки сваркой; хорошей динамической и статической балансировкой механизмов, смазкой и чистотой обработки взаимодействующих поверхностей: применением кинематических зацеплений пониженной виброактивности, например, шевронных и косозубых зубчатых колес вместо прямозубых; заменой подшипников качения на подшипники скольжения; применением конструкционных материалов с повышенным внутренним трением.

Отстройка от резонансных частот (2 πfm ≠ с/2 πf) заключается в изменении режимов работы машины и соответственно частоты возмущающей вибросилы; собственной частоты колебаний машины п>тем изменения жесткости системы с (например, установкой ребер жесткости) или изменения массы т системы (например, путем закрепления на машине дополнительных масс).

Вибродемпфирование ( увеличение μ) - это метод снижения вибрации путем усиления в конструкции.процессов внутреннего трения, рассеивающих колебательную энергию в результате необратимого преобразования ее в теплоту при деформациях возникающих в материалах, из которых изготовлена конструкция. Вибродемпфирование осуществляется нанесением на вибрирующие поверхности слоя упруговязких материалов, обладающих большими потерями на внутреннее трение, - мягких покрытий (резина, "Агат", пенопласт ПХВ-9, мастика ВД17-59, "Антивибрит") и жестких (листовые пластмассы, стеклоизол, гидроизол, листы алюминия); применением поверхностного трения (например, прилегающих друг у другу пластин, как у рессор), установкой специальных демферов. Примером таки демпферов могут являться амортизаторы автомобилей, которые подавляют раскачку машины.

Виброгашение (увеличение т) осуществляют путем установки агрегатов на массивный фундамент. Как видно из формулы (1) виброгашение наиболее эффективно при средних и высоких частотах вибрации. Этот способ нашел широкое применение при установке тяжелого оборудования (молотов, прессов, вентиляторов, насосов и т.п.).

Одним из способов подавления вибраций является установка динамических виброгасителей, представляющих собой дополнительную колебательную систему с массой т₁ и жесткостью с₁, собственная частота которой

где f – частота вибрации, уровень которой необходимо снизить. Динамический виброгаситель крепится на вибрирующем агрегате, поэтому в нем в каждый момент времени возбуждаются колебания, находящиеся в противофазе с колебаниями агрегата. Недостатком динамического виброгасителя является то, что он подавляет колебания только определенной частоты, соответствующей его собственной частоте. Такие виброгасители применяют в агрегатах, например турбогенераторах, имеющих характерный, постоянный во времени дискретный спектр вибрации.

Повышение жесткости системы (увеличение с), например путем установки ребер жесткости. Как видно из формулы (1) этот способ эффективен только при низких и в ряде случаев средних частотах.

Виброизоляция заключается в уменьшении передачи колебаний от источника возбуждения защищаемому объекту при помощи устройств, помещаемых между ними. Для виброизоляции чаще всего применяют виброизолирующие опоры типа упругих прокладок, пружин или их сочетания.

Для защиты от вибрации человека-оператора применяются разнообразные средства. Средства коллективной защиты (СКЗ) располагаются между источником вибрации и оператором. К СКЗ оператора относятся: подставки, сидения, кабины, рукоятки.

Виброзащитные подставки - наиболее приемлемы средства защиты от общей вибрации при работе стоя. Основной частью подставки является опорная плита, на которой стоит и выполняет работу оператор. Средства виброизоляции моглт размещаться сверху плиты, снизу плиты или с обеих сторон одновременно. В зависимости от принятой схемы их взаимного расположения виброзащитные подставки изготовляют с опорными, встроенными, накладными или комбинированными виброизоляторами.

Виброзащитные сидения, если оператор выполняет работу сидя. Подвижные рабочие места, расположенные на транспортных машинах и перемещающихся технологических агрегатах, оснащают сидениями со встроенными средствами виброизоляции.

Виброзащитные кабины используют в тех случаях, когда на человека-оператора воздействует не только вибрация, но другие негативные факторы: шум, излучения, химические вещества и т.д. Виброзащитная кабина в отличии от обычных кабин, защищающих человека от вредных факторов, устанавливается на виброизолирующих опорах. Виброзащитные кабины в зависимости от действующих одновременно с вибрацией вредных факторов могут быть шумовиброзащитными, пылевиброзащитными и т.п.

Виброзащитные рукоятки предназначаются для защиты от локальной вибрации рук оператора.

В качестве средств индивидуальной защиты от вибрации используются: для рук - виброизолирующие рукавицы, перчатки, вкладыши и прокладки; для ног-виброизолирующая обувь, стельки, подметки.

Виброзащитные рукавицы отличаются от обычных рукавиц тем. что на их ладонной части или в накладке закреплен упругодемпфирующий элемент. Этот элемент выполняется из поролона, однако более эффективно использование пенопласта, губчатой резины. Применяются рукавицы с эластично-трубчатыми элементами.

Виброзащитная обувь изготовляется в виде сапог, полусапог, полуботинок как мужских, так и женских и отличается от обычной обуви наличием подошвы или вкладыша из упругодемпфирующего материала.

Дата добавления: 2014-01-07