Нормирование параметров вибрации

Санитарные нормы параметров вибрации приведены в ГОСТ 12.1.012-90 "Вибрационная безопасность" и СН 2.2.4/2.1.8.566-96 "Про-изводственная вибрация, вибрация в помещениях жилых и общественных зданий".

Нормируемыми параметрами вибрации являются спектральные и корректированные по частоте средние квадратические значения виброускорения , виброскорости и их логарифмические уровни _, (табл. П.3-П.8).

При нормировании параметров вибрации учитываются следующие факторы.

1. Вид вибрации (общая, локальная, вертикальная, горизонтальная).

2. Категория общей вибрации в зависимости от источника ее возникновения (транспортная, транспортно-технологическая, технологические 3а, 3б, 3в).

3. Временная характеристика вибрации (постоянная, непостоянная). При непостоянной вибрации нормой вибрационной нагрузки на оператора являются одночисловые эквивалентные корректированные значения контролируемых параметров.

4. Нормируемый диапазон частот:

· для локальной вибрации в виде октавных полос со среднегеометрическими частотами 8, 16, 31.5, 63, 125, 250, 500, 1000 Гц;

· для общей вибрации – октавных полос со среднегеометрическими частотами 1, 2, 4, 8, 16, 31.5, 63 Гц;

· для общей вибрации – 1/3 октавных полос со среднегеометрическими частотами от 0.8 до 80 Гц.

5. Длительность действия вибрации. При длительности действия вибрации менее 8 ч. (480 мин.) допустимые значения виброускорения и виброскорости определяются по формулам:

, (7)

, (8)

где , – допустимые значения виброускорения и виброскорости при длительности действия в течение 8 ч. (по ГОСТ 12.1.012-90, СН 2.2.4/2.1.8.566-96);

Т – фактическое время воздействия вибрации, мин.

Допустимые значения уровней виброскорости и виброускорения с учетом длительности действия определяются по формулам (5-6) или по табл. П.9, П.10 и формулам (9-10):

, (9)

, (10)

где , – допустимые значения уровней виброускорения, виброскорости при длительности воздействия в течение 8 часов по ГОСТ 12.1.012-90, СН 2.2.4/2.1.8.566-96.

Причины возникновения вибрации

1. Неуравновешенные силовые воздействия, источниками которых могут быть детали и узлы оборудования, имеющие возвратно-поступательное движение (кривошипно-шатунные механизмы, вибротрамбовки, лесопильные рамы, фанерострогальные станки и т.п.).

2. Неуравновешенные вращающиеся массы (ручной электрический и пневматический инструмент, режущий инструмент станков, электродвигатели, вентиляторы и т.п.).

3. Соударение деталей узлов в процессе работы оборудования (зубчатые соединения, подшипниковые узлы и т.п.).

4. Взаимодействие рабочих органов оборудования с обрабатываемым материалом (режущие инструменты металло- и деревообрабатывающих станков, грейферы грузоподъемных кранов, лесозаготовительных машин, ковши, отвалы, ножи строительно-дорожных машин и т.п.).

5. Кинематическое возбуждение вибрации при движении машин и механизмов по неровной опорной поверхности (автомобили, электро- и автопогрузчики, трактора, лесозаготовительные машины, тягачи, строительно-дорожные машины, наземный транспорт и т.п.).

6. Гидроаэродинамические воздействия, возникающие при работе оборудования (гидроприводы, пневмоприводы, вентиляторы и т.п.).

7. Износ оборудования, некачественные сборка узлов, монтаж оборудования.

Методы обеспечения вибробезопасности

ГОСТ 12.1.012-90 "Вибрационная безопасность" предусматривает технические и организационные методы защиты от вибрации. Наиболее эффективны технические методы, которые в свою очередь подразделяются на методы, уменьшающие параметры вибрации в источнике ее возбуждения, и методы защиты от вибрации на путях ее распространения.

К основным методам, уменьшающим параметры вибрации в источнике ее возбуждения, относятся следующие.

1. При проектировании:

· изменение конструктивных элементов источника возбуждения, обеспечивающее их безударное взаимодействие (замена прямозубых шестерен на косозубые, шевронные; замена кулачковых и кривошипных механизмов равномерновращающимися, механизмами с гидроприводами; применение на станках ножевых валов с винтообразной режущей кромкой и т.п.);

· изменение характера возбуждающих воздействий;

· выбор режима работы оборудования (например, изменение частоты колебаний);

· замена возвратно-поступательных движений вращательными;

· замена подшипников качения на подшипники скольжения;

· отстройка от режима резонанса изменением массы и жесткости оборудования или установлением нового рабочего режима.

2. При изготовлении деталей:

· использование материалов в соответствии с Техническими условиями;

· повышение класса точности обработки, соблюдение допусков;

· термическая обработка в соответствии с установленными режимами.

3. При сборке узлов, оборудования:

· качественная центровка приводного и приводимого механизмов;

· качественная балансировка вращающихся масс;

· обеспечение необходимой жесткости соединения.

4. При монтаже стационарного оборудования:

· обеспечение соответствия массы и конструкции фундамента величине усилий, возникающих при работе оборудования;

· установка оборудования на виброизолирующее основание;

· качественное крепление оборудования к фундаменту.

5. При эксплуатации оборудования – своевременное и качественное техобслуживание:

· смазка сопряженных деталей;

· замена изношенных деталей;

· обеспечение необходимой жесткости соединений.

К основным методам защиты от вибрации на путях ее распространения относятся следующие:

1. Виброизоляция. Этот способ защиты заключается в уменьшении передачи колебаний от источника возбуждения оборудования защищаемому объекту (основанию, рабочему месту, строительной конструкции) при помощи устройств, помещаемых между ними (виброизоляторов, пружин, упругих прокладок). Эффективность виброизоляции определяется коэффициентом передачи КП, который рассчитывается по формуле:

, (11)

где , , – амплитуда виброперемещения, виброскорость, виброускорение на рабочем месте;

, , – амплитуда виброперемещения, виброскорость, виброускорение на рабочем месте при использовании виброзащитного модуля.

Эффективность виброизоляции в децибелах определяют по формуле:

. (12)

Эффективность виброизоляции в процентах определяют по формуле:

%, (13)

где – среднее квадратическое значение виброскорости до применения виброзащиты, м/с; – среднее квадратическое значение виброскорости после применения виброзащиты, м/с.

2. Динамическое виброгашение. Динамическое гашение вибрации осуществляют путем установки оборудования на фундамент с определенной массой или применением динамических виброгасителей. Динамические виброгасители представляют собой дополнительную колебательную систему, собственная частота которой настроена на основную частоту колебаний оборудования, вибрация которого снижается. Подбором массы и жесткости виброгасителя обеспечивается выполнение условия . Виброгаситель жестко крепится на вибрирующем оборудовании, поэтому в нем в каждый момент времени возбуждаются колебания, находящиеся в противофазе с колебаниями оборудования.

3. Вибродемпфирование (вибропоглощение). Это процесс уменьшения уровня вибрации защищаемого объекта путем превращения энергии механических колебаний данной колеблющейся системы в тепловую энергию.

Уменьшение параметров вибрации может осуществляться:

· использованием в качестве конструкционных материалов с большим внутренним трением (сплавы на основе меди, никеля, кобальта, марганца с содержанием меди, магниевые сплавы, твердые пластмассы, прессованная древесина, твердая резина);

· нанесением на вибрирующие поверхности упруго вязких материалов, обладающих большими потерями на внутреннее трение (жесткие, мягкие, комбинированные вибродемпфирующие покрытия);

· применением поверхностного трения (например, при колебаниях изгиба двух скрепленных и плотно прилегающих друг к другу пластин).

При кинематическом возбуждении вибрации применяются следующие методы по ее снижению:

· изменение конструкции элементов оборудования;

· уменьшение неровностей пути перемещения самоходных и транспортных машин;

· повышение амортизирующей способности опорных элементов самоходных и транспортных машин.

Эффективными способами защиты работающих от действия вибрации являются дистанционное управление, автоматизация производственных процессов.

Если техническими методами невозможно снизить уровень вибрации до гигиенических норм, рекомендуется использование средств индивидуальной защиты: виброзащитных рукавиц, перчаток, виброзащитной обуви.

К организационным методам защиты от вибрации относятся следующие:

· Нормирование параметров вибрации.

· Контроль за уровнем вибрации на рабочих местах.

· Организация рационального режима труда и отдыха.

· Исключение контакта работающих с вибрирующими элементами.

· Выбор оборудования с наименьшими параметрами вибрации.

· Своевременное техобслуживание оборудования.

· Профилактическое лечение.

· Обеспечение санитарно-бытовыми помещениями и устройствами (ручными, ножными ваннами и т.п.).

ПРАКТИЧЕСКАЯ часть

Работа состоит из экспериментальной и расчетной частей. В экспериментальной части нужно сделать оценку условий труда по вибрации, выполнив измерения фактических параметров вибрации и сравнив их с допустимыми. В расчетной части должны быть решены задачи. Исходные данные для расчетов представлены в табл. П.11.

Описание экспериментальной установки

Экспериментальная установка представлена на рис. 3.

Рис. 3. Схема экспериментальной установки для измерения параметров вибрации

Установка включает в свой состав: вибростенд 1, генератор электрических сигналов 2, измеритель шума и вибрации 3, объект виброизоля-
ции 4 (имитирующий рабочее место) с вибродатчиком, виброзащитный модуль 5.

Источником вибрации является вибростенд, имитирующий производственное оборудование, приборы, инструменты, генерирующие вибрацию. Вибростенд имеет электромагнитную систему возбуждения вибрации. Электрический сигнал подается на катушку возбуждения генератором сигналов 2 (рис. 4). Генератор позволяет формировать электрический сигнал большой мощности в широком диапазоне частот. Катушка возбуждения обеспечивает перемещение стола вибростенда с определенными частотой и амплитудой, что позволяет регулировать параметры создаваемой вибрации.

Внешний вид генератора сигналов представлен на рисунке 4.

Объект виброизоляции (рабочее место) представляет собой устройство, которое обеспечивает установку пластинки с вибродатчиком с целью измерения параметров вибрации. Массу объекта виброизоляции можно изменять за счет установки на нем дополнительных металлических пластин, входящих в его состав.

Виброзащитный модуль, назначением которого является уменьшение параметров вибрации, передающейся на рабочее место, представляет собой устройство, состоящее из двух параллельных пластин, между которыми установлены виброизоляторы или виброизолирующая прокладка. В качестве виброизоляторов применяются витые пружины с различным диаметром проволоки или плоские пружины, расположенные между пластинами, имеющими различную массу. В качестве виброизолирующей прокладки используется пенополиуретан.

Поиск по сайту: