Тема 7.3 ВІБРАЦІЯ
План.
1. Джерела, класифікація і характеристики вібрацій.
2. Контроль та нормування вібрації.
3. Заходи та засоби захисту від вібрацій.
1. Джерела, класифікація і характеристики вібрацій.
Вібрація - це механічні коливання пружних тіл або коливальні рухи механічних систем. Для людини вібрація є видом механічного впливу, який має негативні наслідки для організму.
Причиною появи вібрації є неврівноважені сили та ударні процеси в діючих механізмах. Створення високопродуктивних потужних машин і швидкісних транспортних засобів при одночасному зниженні їх матеріалоємності неминуче призводить до збільшення інтенсивності і розширення спектру вібраційних та віброакустичних полів.
Цьому сприяє також широке використання в промисловості і будівництві високоефективних механізмів вібраційної та віброударної дії.
Дія вібрації може приводити до трансформування внутрішньої структури і поверхневих шарів матеріалів, зміни умов тертя і зносу на контактних поверхнях деталей машин, нагрівання конструкцій. Через вібрацію збільшуються динамічні навантаження в елементах конструкцій, стиках і сполученнях, знижується несуча здатність деталей, ініціюються тріщини, виникає руйнування обладнання. Усе це приводить до зниження строку служби устаткування, зростання імовірності аварійних ситуацій і зростання економічних витрат. Вважають, що 80% аварій в машинах і механізмах здійснюється внаслідок вібрації. Крім того, коливання конструкцій часто є джерелом небажаного шуму. Вібрація серед всіх видів механічних впливів для технічних об’єктів найбільш небезпечна. Вона сприяє утворенню пошкоджень в матеріалах, появі тріщин та руйнувань. Особливо швидко проходить руйнування при вібраційних впливах за умов резонансу.
Вібрація викликає порушення фізіологічного та функціонального станів людини. Стійкі шкідливі фізіологічні зміни називають вібраційною хворобою. Симптоми вібраційної хвороби : головний біль, заніміння пальців рук, біль в кистях та передпліччі, судоми, чутливість до охолодження, безсоння. Також при вібраційній хворобі виникають патологічні зміни спинного мозку, серцево-судинної системи, кісткових тканин та суглобів, змінюється капілярний кровообіг.
Функціональні зміни, пов’язані з дією вібрації на людину-оператора – погіршення зору, зміна реакції вестибулярного апарату, виникнення галюцинацій, швидка втомлюваність
За способом передачі на тіло людини вібрацію поділяють на загальну, яка передається через опорні поверхні на тіло людини і викликає коливання всього організму та локальну, котра втягує в коливні рухи тільки окремі частини організму (руки, ноги). В умовах виробництва трапляються випадки комбінованого впливу вібрації – загальної та локальної ( напр.тракторист, водій)
Загальну вібрацію за джерелом її виникнення поділяють на:
- транспортну, котра виникає внаслідок руху по дорогах;
- транспортно-технологічну, котра виникає при роботі машин, які виконують технологічні операції в стаціонарному положенні або при переміщенні (підлоговий виробничий транспорт, бурильні установки та ін.);
- технологічну, що впливає на операторів стаціонарних машин або передається на робочі місця, які не мають джерел вібрації( деревообробне, пресове обладнання, насосні агрегати, вентилятори та ін.)
За джерелом виникнення локальну вібрацію поділяють на ту, що передається від:
– ручних машин або ручного механізованого інструменту, органів керування машинами та устаткуванням;
– ручних інструментів без двигунів (наприклад, рихтувальні молотки) та деталей, які оброблюються.
За напрямком дії загальну та локальну вібрації характеризують з урахуванням осей ортогональної системи координат X, Y, Z
За часовими характеристиками загальні та локальні вібрації поділяють на:
– постійні, для яких величина віброприскорення або віброшвидкості змінюється менше ніж у 2 рази (менше 6 дБ) за робочу зміну;
– непостійні, для яких величина віброприскорення або віброшвидкості змінюється не менше ніж у 2 рази (6 дБ і більше) за робочу зміну.
2. Контроль та нормування вібрації.
Для вимірювання вібрацій широко використовуються електричні вібровимірювальні прилади, принцип дії яких базується на перетворенні кінематичних параметрів коливного руху в електричні величини, котрі вимірюються та реєструються за допомогою електричних приладів. Основні елементи в них – давачі, які сприймають коливні зміщення, швидкість та прискорення.
Вібровимірювальними приладами з здавачами можна вимірювати вібрації в багатьох точках. Їх перевага – дистанційне вимірювання, проста будова, відсутність інерційності. Вимірювальними параметрами є пікові або середньоквадратичні значення віброзміщення, віброшвидкості або вібро-прискорення в октавних смугах частот.
При дії постійної локальної та загальної вібрації параметром, що нормується, є середньоквадратичне значення віброшвидкості (vсер кв) та віброприскорення (a).
У разі дії непостійної вібрації (крім імпульсної) параметром, що нормується, є вібраційне навантаження (доза вібрації, D), одержане робітником протягом зміни та зафіксоване спеціальним приладом або обчислене для кожного напрямку дії вібрації
При дії імпульсної вібрації з піковим рівнем віброприскорення від 120 до 160 дБ, параметром, що нормується, є кількість вібраційних імпульсів за зміну (годину), в залежності від тривалості імпульсу.
Нормативні значення вібрації встановлені згідно з ДСН 3.3.6.039299 за її дії протягом робочого часу 480 хвилин (8 год). При впливі вібрації, яка перевищує встановлені нормативи, тривалість її дії на людину протягом робочої зміни зменшують.