Jurik-Phys.Net

~ Простота и ясность ~

Инструменты пользователя

Инструменты сайта


Боковая панель

Категории

Контакты

Поддержать проект


lifesafety:factory:vibro

Защита от вибрации

Определение

Вибрация - малые механические колебания, возникающие в упругих телах, в результате приложения внешней переменной силы. Когда говорят о вибрации, применительно к воздействию вибрации на человека, то подразумевают механические колебания частотой до 1000 Гц.

Классификация

  • По способу передачи вибрации человеку.
    • Общая вибрация - вибрация, которая передаётся человеку через опорные поверхности тела. Например, через ноги стоящего человека, таз сидящего человека и т.д.
    • Локальная вибрация передаётся человеку через руки, ноги сидячего человека.
  • По времени воздействия на человека.
    • Постоянная - контролируемый параметр (виброскорость, виброускорение) изменяется менее чем в два раза или на 6 дБ.
    • Непостоянная вибрация - величина нормируемых параметров изменяется в два раза (6 дБ) и более в течение рабочего дня.

Воздействие на человека

Вибрационные патологии по распространённости стоят на втором месте после пылевых (см. ссылку). Среди всего количества профессиональных заболеваний, каждый третий случай связан с воздействием на работников поышенных уровней вибрации и шума. Кроме того, наиболее высокая заболеваемость вибрационной болезнью регистрируется на предприятиях тяжелого, энергетического, транспортного машиностроения, угольной промышленности и цветной металлургии (см. ссылку).

  • Общая вибрация воздействует в основном на вестибулярный аппарат, зрение. Особо необходимо отметить опасность возникновения резонанса колебаний внутренних органов и внешней вынуждающей силы, в результате чего может возникнуть реальная угроза повреждения внутренних органов.
    Общая вибрация характерна для водителей грузовых автомобилей, трактористов, операторов тяжёлых станков, работников цехов по производству железобетонных конструкций и т.д.
  • Локальная вибрация вызывает нарушение кровообращения, снижение тактильной, температурной и болевой чувствительности в конечностях. Возникают суставные деформации, развивается т.н. «вибрационная болезнь» (см. ссылку). Проявления вибрации, значительно усиливаются в охлаждающем микроклимате.

Характеристика вибрации

Согласно СН 2.2.4/2.1.8.566-96, гигиеническая оценка воздействия на человека постоянной и непостоянной вибрации должна производиться следующими методами:

  1. частотным (спектральным) анализом нормируемого параметра;
  2. интегральной оценкой по частоте нормируемого параметра;
  3. интегральной оценкой с учетом времени вибрационного воздействия по эквивалентному (по энергии) уровню нормируемого параметра;

Частотный анализ

В данном случае устанавливаются нормируемые диапазоны частот в виде октавных полос со следующими среднегеометрическими частотами:

  • для общей вибрации - 1, 2; 4; 8; 16; 31,5; 63 Гц;
  • для локальной вибрации - 8; 16; 31,5; 63; 125; 250; 500; 1000 Гц.

Нормируемыми параметрами являются среднеквадратичные значения виброскорости $V_f \text{ (м/c)}$ и виброускорения $a_f \text{ (м/c}^2\text{)}$ или их логарифмические уровни $L_{v,f} \text{ (дБ)}$, $L_{a,f} \text{ (дБ)}$ .

  • $$ V_f = \sqrt{\frac{1}{T}\int_{0}^{T}{V_f^2(t)dt}},$$

  • $$ a_f = \sqrt{\frac{1}{T}\int_{0}^{T}{a_f^2(t)dt}},$$

    где $T$ - длительность временного интервала, на котором производят усреднение.

  • $$L_{v,f} = 20 \log{\frac{v_f}{5\cdot 10^{-8}}},$$

    где $5\cdot 10^{-8}$ - опорное значение виброскорости, $\text{ м/с}$.

  • $$L_{a,f} = 20 \log{\frac{a_f}{10^{-6}}},$$

    где $10^{-6}$ - опорное значение виброускорения, $\text{ м/с}^2$.

Интегральный анализ

При интегральной оценке по частоте нормируемым параметром является корректированное значение виброскорости $V \text{ (м/c)}$ и виброускорения $a \text{ (м/c}^2\text{)}$ или их логарифмические уровни $L_v, \text{ (дБ)}$, $L_a, \text{ (дБ)}$ измеряемые с помощью корректирующих фильтров или вычисляемые по формулам:

$$ U = \sqrt{\sum_{i=1}^{n}{(U_i\cdot K_i})^2},$$

$$ L_u = 10 \log{\sum_{i=1}^{n}{10^{0,1\cdot(L_{u,i} + L_{k,i})}}},$$

где $U_i$, $L_{u,i}$ - среднееквадратичные значения виброскорости или виброускорения (их логарифмические уровни) в $i$-ой частотной полосе; $n$ - число частотных полос в нормируемом частотном диапазоне; $K_i$, $L_{k,i}$ - весовые коэффициенты для $i$-ой частотной полосы соответственно для абсолютных значений или их логарифмических уровней, определяемые согласно СН 2.2.4/2.1.8.566-96.

Интегральный анализ с учётом времени воздействия вибрации

При интегральной оценке вибрации с учетом времени ее воздействия нормируемым параметром является эквивалентное корректированное значение виброскорости или виброускорения $U_{\text{экв}$ или их логарифмический уровень $L_{u,\text{экв}$:

$$U_{\text{экв}} = \sqrt{\sum_{i=1}^{n}{U_i^2} \frac{t_i}{T}},$$

$$L_{u,\text{экв}} = 10\log{{\sum_{i=1}^{n}{10^{0,1 L_{i,u}}}\frac{t_i}{T}}},$$

где $U_i$, $L_{u,i}$ - корректированные по частоте значения и уровни контролируемого параметра виброскорости $(V \text{, м/c}; L_v \text{, дБ})$ или виброускорения $(a \text{, м/c}^2; L_a \text{, дБ})$; $t_i$ - время действия вибрации, $\text{ч}$; $T$ - общее время работы, $\text{ч}$; $n$ - общее число интервалов действия вибрации.

Физические параметры колеблющейся системы

Для случая гармонических колебаний решение дифференциального уравнения вынужденных колебаний приводит к следующей связи физических параметров колеблющейся системы:

$$V_{max} = \frac{F_{max}}{\sqrt{\mu^2 + (m\omega - \frac{q}{\omega})^2}},$$

где $V_{max}$ - максимальное значение мгновенной виброскорости, $\text{ м/с}$;
$\mu$ - коэффициент вязкого трения;
$m$ - масса колеблющейся системы, $\text{ кг}$;
$\omega = 2\pi f$ - циклическая частота, где $f$ - частота колебаний, $\text{ Гц}$;
$F_{max}$ - максимальное значение вынуждающей силы, $\text{ Н}$;
$q$ - жёсткость колеблющейся системы, $\frac{\text{ H}}{\text{ м}}$.

При этом для гармонических колебаний $V = {V_{max}}/{\sqrt{2}}$,
где $V$ - среднеквадратичное значение виброскорости, $\text{ м/c}$.

Кроме того, для гармонических колебаний связь между среднеквадратичными значениями виброскорости $V$ и виброускорения $a$, $\text{ м/c}^2$, выражется в виде $a = \omega V = 2\pi V$.

Методы защиты от вибрации

Организационные

  • уменьшение времени воздействия;
  • использование аналогичного инструмента с меньшим уровнем вибрации;
  • использование СИЗ, например, рукавиц с вибродемпфирующими наладонниками;
  • избегание охлаждающего микроклимата.

Лечебно-профилактические

  • самомассаж конечностей, подвергшихся воздействию вибрации;
  • общая гимнастика;
  • физиотерапия (прогревание рук, ног в теплых ваннах);
  • витаминотерапия (употребление витаминов группы B).

Технические меры

  • уменьшение амплитуды вынуждающей силы;
    • балансировка вращающихся элементов, например, роторов эл. двигателей и турбин, автомобильных колёс и т.д. Цель балансировки - совмещение центра тяжести тела с осью вращения. Метод не может дать точной балансировки.
    • активная борьба с вибрацией. Применение сторонней системы, генерирующей колебания той же амплитуды и частоты, что и у колеблющейся системы, но противоположной фазы. Применяется на автономных установках (подводные лодки, корабли, баллистические ракеты).
  • увеличение реактивного сопротивления системы
    • увеличение массы;
    • увеличение жёсткости системы.
  • увеличение вязкого трения, например, обработка трубо- и воздухопроводов вибропоглащающими мастиками.

Нормативная база

lifesafety/factory/vibro.txt · Последние изменения: 2017/10/16 09:35 — jurik_phys