ЗАЩИТА ОТ ВИБРАЦИИ

ОСНОВНЫЕ СВЕДЕНИЯ О ВИБРАЦИИ

Вибрация — вид механических колебаний, возникающих при передаче телу механической энергии от источника колебаний. Согласно ГОСТ 24346—80 «Вибрация. Термины и определения» вибрацией называют движение точки или механической системы, при котором происходит поочередное возрастание и убывание во времени значений по крайней мере одной координаты. Так же как и шум, вибрация является одним из факторов физической среды обитания человека.

Вибрация как фактор производственной среды встречается в различных отраслях промышленности (металлургической, машиностроительной, химической, авиа- и судостроительной и др.), на транспорте, в сельском хозяйстве. Она используется в ряде технологических процессов: при виброуплотнении, формовании, прессовании, вибрационном бурении, рыхлении, вибротранспортировке и т.д.

В условиях городской среды интенсивным источником вибраций являются рельсовый городской транспорт (трамвай, метрополитен), железнодорожный транспорт, инженерно-техническое оборудование зданий (лифты, насосные установки и др.).

Причиной возбуждения вибраций являются возникающие при работе машин и агрегатов неуравновешенные силовые воздействия. В одних случаях их источниками являются возвратно-поступательные движущиеся системы (кривошипно-шатунные механизмы, ручные перфораторы, вибротрамбовки, агрегаты виброформирования и т.п.), в других — неуравновешенные вращающиеся массы (ручные электрические и пневматические шлифовальные машины, режущий инструмент станков и т.п.).

Иногда вибрации создаются ударами деталей (зубчатые зацепления, подшипниковые узлы и т.п.). Величина дисбаланса во всех случаях приводит к появлению неуравновешенных сил, вызывающих вибрацию. Причиной дисбаланса может явиться неоднородность материала вращающегося тела, несовпадение центра массы тела и оси вращения, деформация деталей от неравномерного нагрева и т.п.

Вредное воздействие вибраций выражается в понижении коэффициента полезного действия машин и механизмов, преждевременном износе деталей, разгерметизации оборудования, частом ремонте и наладках, а также опасности возникновения аварий. Передаваясь через грунт на стены зданий, вибрация способствует их неравномерной усадке, приводящей к разрушению.

В зависимости от способа передачи колебаний человеку вибрацию подразделяют на общую, передающуюся через опорные поверхности на тело сидящего или стоящего человека, и локальную {местную), передающуюся через руки человека. Вибрация, воздействующая на ноги сидящего человека, на предплечья, контактирующие с вибрирующими поверхностями рабочих столов, также относится к локальной.

Общую вибрацию по источнику ее возникновения и возможности регулирования ее интенсивности подразделяют на следующие категории (ГОСТ 12.1.012-90 «ССБТ. Вибрационная безопасность. Общие требования»).

Категория 1 — транспортная вибрация, воздействующая на человека на рабочих местах самоходных и прицепных машин и транспортных средств при их движении по местности, агрофону и дорогам (в том числе при их строительстве); при этом имеется возможность активно, в известных пределах, регулировать воздействие вибрации.

Категория 2 — транспортно-технологическая вибрация, воздействующая на человека на рабочих местах машин с ограниченной подвижностью при перемещении их по специально подготовленным поверхностям производственных помещений, промышленных площадок и горных выработок; при этом возможно лишь иногда регулировать воздействие вибрации. К источникам транспортно-технологической вибрации можно отнести экскаваторы, краны промышленные и строительные, машины для загрузки мартеновских печей, горные комбайны, бетоноукладчики, напольный производственный транспорт.

Категория За — технологическая вибрация, воздействующая на человека на рабочих местах стационарных машин или передающаяся на рабочие места, не имеющие источников вибрации.

Категория 36 — вибрация на рабочих местах, где нет механизмов, генерирующих вибрацию (склады, столовые, бытовые, дежурные и другие производственные помещения).

Категория Зв — вибрация на рабочих местах работников умственного труда и персонала, не занимающегося физическим трудом (заводоуправление, конструкторское бюро, конторское помещение, вычислительный центр, лаборатория, учебный класс, здравпункт и др.).

Локальная вибрация по источнику возникновения подразделяется на:

  • • передающуюся от ручных машин с двигателями (или ручного механизированного инструмента), органов ручного управления машин и оборудования;
  • • передающуюся от ручных инструментов без двигателей (например, рихтовочные молотки разных моделей) и обрабатываемых деталей.

В производственных условиях зачастую общая вибрация сочетается с локальной.

По временной характеристике различают постоянные вибрации, для которых контролируемый параметр за время наблюдения изменяется не более чем на 6 дБ; непостоянные вибрации, изменяющиеся по контролируемым параметрам не менее чем на 6 дБ; при этом непостоянные вибрации подразделяются на колеблющиеся, когда уровень виброскорости изменяется во времени непрерывно; прерывистые, когда контакт человека с вибрирующей поверхностью прерывается, причем длительность интервалов, в течение которых происходит контакт с вибрацией, составляет более 1 с; импульсные, состоящие из одного или нескольких вибрационных воздействий, каждый длительностью менее 1 с.

По спектру вибрации подразделяются на:

  • узкополосные, у которых уровни виброскорости на отдельных частотах или диапазонах частот более чем на 15 дБ превышают значения в соседних диапазонах;
  • широкополосные, у которых отсутствуют выраженные частоты или узкие диапазоны частот, на которых уровни виброскорости превышают более чем на 15 дБ уровни соседних частот.

По частотному составу различают:

  • низкочастотные вибрации (с преобладанием максимальных уровней в октавных полосах частот 1—4 Гц для общих вибраций, 8—16 Гц для локальных вибраций);
  • среднечастотные вибрации (8—16 Гц — для общих вибраций, 31,5—63 Гц для локальных вибраций);
  • высокочастотные вибрации (31,5—63 Гц — для общих вибраций, 125—1000 Гц для локальных вибраций).

По направлению воздействия общую вибрацию подразделяют на вертикальную, распространяющуюся по оси ZQ, перпендикулярной к опорной поверхности, горизонтальную, распространяющуюся по оси XQ от спины к груди, и горизонтальную, распространяющуюся по оси Г0 от правого плеча к левому плечу (рис. 8.1) [32];

Направление координатных осей при действии общей вибрации

Рис. 8.1. Направление координатных осей при действии общей вибрации: а — положение стоя; 6 — положение сидя

локальную вибрацию подразделяют на действующую вдоль ортогональной системы координат X, Ул, Zjl, где ось Хл параллельна оси места охвата источника вибрации (рукоятки, ложемента, рулевого колеса, рычага управления, удерживаемого в руках обрабатываемого изделия и т.п. (рис. 8.2) [32]), ось Ул перпендикулярна ладони, а ось Zn лежит в плоскости, образованной осью Хл и направлением

Направление координатных осей при действии локальной вибрации

Рис. 8.2. Направление координатных осей при действии локальной вибрации:

а — при охвате цилиндрических, торцовых и близких к ним поверхностей; 6 — при охвате сферических поверхностей подачи или приложения силы (или осью предплечья, когда сила не прикладывается).

 
Посмотреть оригинал