Источники возникновения вибрации, ударные составляющие вибрации, основные источники вибрации, вибрации ротора, уровень вибрации машины, вибрация подшипников качения, компоненты вибрации, частоты вибрации, мощность случайной вибрации
Автор admin в . Опубликовано Pages
Механическими источниками возникновения вибрации в работающих в номинальном режиме роторных машинах являются колебательные силы периодического, случайного и ударного происхождения. Причинами же возникновения самих колебательных сил являются: неточность изготовления и сборки деталей, неточность сборки узлов и машины в целом, недостаток или несоответствие смазки, эксплуатационные дефекты деталей и узлов и др. Результатом действия отдельно взятых колебательных сил и их комбинаций (как правило, сумм или произведений) являются компоненты вибрации с характерными частотными спектрами. Здесь необходимо отметить, что при описании произведения сил в вибродиагностике ограничиваются случаем, когда частота основной (модулируемой) силы во много раз превосходит частоту модулирующей силы, а сама модулирующая сила является периодической с частотами, как правило, определяемыми частотой вращения деталей и узлов машины.
- Классификация колебательных сил.
- центробежные силы, обусловленные дисбалансом вращающихся деталей;
- кинематические силы, вызванные движением тел по неровным поверхностям;
- ударные силы, вызванные упругими соударениями движущихся тел;
- параметрические силы, вызванные скачками во времени жесткости тел в направлении действия постоянной силы;
- силы сухого трения (чаще всего вызванные недостатком смазочных материалов).
- Вибрация ротора с дисбалансом.
Прогиб ротора увеличивается с увеличением частоты его вращения вплоть до частоты резонанса ωрез1, после прохождения которого ротор переходит в режим автобалансировки. Скорость вращения ротора на частоте резонанса ωрез называется первой критической скоростью вращения, и роторы, вращающиеся с частотой ω≤0,75ωрез1 принято считать жесткими, а роторы, вращающиеся на более высоких частотах – гибкими.
Помимо статического дисбаланса в роторе может наблюдаться и моментная неуравновешенность, которая приводит к изгибу вала в форме волны. При такой форме изгиба жесткость вала существенно больше, чем в случае статической неуравновешенности, поэтому и частота резонанса 
- Источники и частоты вибрации в подшипниках качения
- силы трения;
- кинематические и ударные (импульсные) силы, обусловленные неровностями поверхностей качения;
- параметрические силы, обусловленные переменной жесткостью подшипника за счет периодического изменения нагруженных тел качения.
Прежде всего, определим частоты вращения отдельных элементов подшипника:
- частота вращения внутреннего кольца fоб=n/60(Гц);
- частота вращения сепаратора fc= 0,5fоб(1-(dтк/dcтк)*cosα) ,здесь dc=(dв+dн)/2 – диаметр сепаратора;
- частота вращения тел качения fтк=fс((dc/dтк)+cosα) = 0,5fоб(dc/dтк)(1-(dтк2/dcтк2)*cos2α) ;
- частота перекатывания тел качения по наружному кольцу fнар=fcz=0,5zfоб(1-(dтк/dc)*cosα);
- частота перекатывания тел качения по внутреннему кольцу fвн=(fоб-fс)z=0,5zfоб(1+(dтк/dc)*cosα) .
- Источники и частоты вибрации в подшипниках скольжения
При этом гармонические составляющие вибрации, обусловленные неровностями шейки вала, наблюдаются на гармониках оборотной частоты fоб .Помимо этого, автоколебания ротора в подшипнике могут вызвать гармоническую вибрацию с частотами, кратными частоте автоколебаний ротора ≅ 0,5fоб .
Силы трения в подшипниках скольжения существенно больше, чем силы трения в подшипниках качения, однако, мощность возбуждаемой случайной вибрации при этом, как правило, существенно меньше, чем в подшипниках качения.
Ударные составляющие вибрации возникают при появлении дефектов смазки подшипника скольжения, при этом наибольший скачок мощности вибрации наблюдается при сухих ударах, сопровождающихся разрывом смазочного слоя и задеваниями шейки вала о поверхность вкладышей подшипника.
В данной статье мы лишь рассмотрели основные источники вибрации и характерные частоты вибраций в роторах с дисбалансом, подшипниках качения и скольжения.
Источники вибрации в вентиляторах, насосах, колесных парах, редукторах и др. подробно рассмотрены в соответствующих тематических статьях, но более глубокие систематические знания вы можете получить, пройдя обучение на курсе повышения квалификации ТОР-103 «Основы вибродиагностики. Источники возникновения вибрации» в Учебном центре компании «БАЛТЕХ».
Исследование источников вибрации на судне
Библиографическое описание:Сегодня для судов речного флота актуальной становится проблема вибрации.
Можно рассмотреть распространение вибрации с точки зрения энергии колебаний. Допустим большое строение массой 5000 тонн подвержено ощутимой вибрации.
Амплитуда виброскорости в этом случае равна 1 мм/с. Кинетическая энергия колебаний
Дж (1)
Это ничтожная энергия и нет причин, по которым она будет затухать на значительном расстоянии от источника. Впрочем, это свойственно всем видам колебаний в упругой среде.
Параметры вибрации различаются по интенсивности и физической величине. Используются представления о вибрации как о гармоническом колебательном процессе, в котором имеется амплитуда колебаний, амплитуда скорости и амплитуда ускорения. Указанные амплитуды изменяются в несколько тысяч раз, но ощущения от вибрации различаются значительно меньше т.к. пропорциональны логарифму её интенсивности. В этом выражается психофизический закон Вебера — Фехнера: ощущения от вибрации пропорциональны логарифму её интенсивности[1]. Чтобы приблизить единицы вибрации к субъективным ощущениям используется логарифмическая шкала, в которой изменения не так велики. Единица вибрации называется «бел» в честь американского изобретателя телефона Белла.
(2)
Базовую величину выбирают маленькой, на пороге чувствительности приборов или человека. Чаще используют децибел, чтобы избежать дробных значений уровня.
Уровень виброперемещения определяют по формуле
, дБ (3)
Уровень виброскорости определяют по формуле
, дБ (4)
Уровень виброускорения определяют по формуле
, дБ (5)
Кроме интенсивности, вибрация может иметь разную частоту. Диапазон частот вибрации делится на полосы со средними частотами 2, 4, 8, 16, 32, 63 Гц. Такие полосы образуют геометрическую прогрессию с показателем 2 как ноты в музыке и поэтому называются октавными. Выбор диапазона обусловлен тем, что ниже частоты 2 Гц волновые эффекты в корпусе машины не проявляются, а выше частоты 63 Гц вибрация воспринимается как шум.
Очевидно, деление на вибрацию и шум условно, но имеет основание в том, что современные машины работают в указанном диапазоне. Для шума выделен диапазон 125, 250, 500, 1000, 2000, 4000, 8000 Гц. Таким образом, границы судовой вибрации и шума простираются от 1,4 Гц до 11000 Гц.
Транспортные суда современного флота строятся по одной схеме, в которой имеется четыре основных элемента: стальной или алюминиевый корпус 1, двигатель внутреннего сгорания 2 (дизель) и движитель, как правило, винт 3 (рис. 1). Важным элементом является судовая электростанция 4[2].
Рисунок 1 – Положение источников вибрации на судне
Вращение двигателя и движителя происходит неравномерно. Для двигателя неравномерность вращения определяется двумя факторами: неуравновешенностью поступательно движущихся масс и неравномерностью рабочего процесса.
Для движителя неравномерность вращения обусловлена гидродинамической неравномерностью обтекания ввиду близости корпуса, неодинаковым шагом лопастей и неуравновешенностью сил инерции в случае повреждения винта.
На самоходных судах главными источниками вибрации являются двигатель и движитель. Многочисленными исследованиями установлено, что в общей картине вибрации речного судна доминирует двигатель, а вибрацию на корме определяет движитель. Практически все судовые электростанции создают проблемы по шуму и, в меньшей степени, по вибрации.
Тяжелые малооборотные двигатели устанавливаются жёстко и соединяются с гребным винтом, валом, воспринимающим упор. Фундамент распределяет переменные усилия на большую площадь и вибрация вблизи двигателя и в удалённых помещениях судна мало отличается по интенсивности. Часто, при жёстком креплении двигателя, вибрация в надстройках и рубках заметнее, чем в машинном отделении. Это явление наблюдается также при вынужденном усилении корпуса в районе источника вибрации.
Тяжёлым двигателям свойственна трудно устранимая вибрация верхней части вокруг продольной оси. На некоторых судах размах колебаний верхней части достигает 3,5 мм. Такие вибрации возникают как при одном, так и при двух двигателях и связаны с неравномерностью крутящего момента.
Периодические силы и моменты, возникающие на лопастях гребного винта, передаются на корпус через подшипники валопровода. Причём вертикальные усилия действуют на дейдвудный подшипник, а горизонтальные на упорный подшипник. Винты с чётным числом лопастей более активны на частоте мелькания лопасти ввиду близости кронштейна, при нечётном числе лопастей существенна удвоенная частота пульсаций ввиду близости балансирной части пера руля. Установлено, что упор меняется в течение одного оборота на 6–11 %, крутящий момент – на 8 %. Винты создают переменное давление на обшивке кормовой оконечности. Зона, в которой давление не постоянно занимает площадь, приблизительно равную площади круга винта. Частота изменения давления совпадает с частотой пульсаций момента и упора, но не уравновешивает их из-за разности фаз и податливости обшивки. Вибрация движителя особенно заметна в кормовой оконечности.
Литература:
1.Яворский Б.М., Пинский А.А. Основы физики. Т.1, М.: Наука, 1969
2.
Барановский А.М. Виброизоляция дизелей речных судов. — Новосибирск: НГАВТ, 2000. — 176 с.
Основные термины (генерируются автоматически): вибрация, двигатель, Базовая величина, верхняя часть, гребной винт, движитель, единица вибрации, кормовая оконечность, крутящий момент, неравномерность вращения.
Изыскание возможностей снижения
уровней вибрации…Большинство исследований, посвященных проблемам шума и вибрации машин, содержит разделы, отражающие методы и средства их снижения.
Эта крышка имеет нижнюю часть с фигурным вырезом, обеспечивающим возможность обслуживания машины, и верхнюю часть…
Определение мощности СЭУ | Статья в журнале «Молодой ученый»
− невысокий уровень шума и вибрации.
В качестве движителя выбран винт фиксируемого шага (ВФШ).
По сравнению с винтами регулируемого шага (ВРШ) они дешевле.
Более целесообразно, если они расположены в верхней правой части области.
Исследования ветроколес с вертикальной осью
вращения…зависимость частоты вращения ветроколеса от скорости ветра, неравномерность крутящего момента и значительную пусковую скорость ветра
– незначительный уровень вибрации и шумов. Можно выделить некоторые тенденции, наблюдаемые в области проектирования…
Упрочнение поверхностного слоя деталей машин виброударной…
При трехкомпонентной, или объемной вибрации каждая точка рабочей камеры совершает гармонические колебания по пространственной замкнутой кривой с непрерывным изменением направления перемещений относительно выбранных осей координат.
Виброизолятор энергетической установки с одноосным…
Основными источниками вибраций на судах являются судовые энергетические установки (главный двигатель, дизель-генераторы), а также гребной винт
Это объясняется тем, что у электромагнитного компенсатора жёсткости нет взаимодействующих частей, а, следовательно…
Методы борьбы с шумом и
вибрацией в современных швейных…С увеличением, например, частоты вращения главного вала машины увеличивается
При изучении явлений шума и вибрации важно не только замерить их величины, но и
Оказалось, что при более жестких амортизаторах часть вибрации передавалась на стол машины, а сама…
Применение промышленных
моторов с использованием.
..Уровень вибраций и шумов также значительно ниже, что
Отказ от механических редукторов и переход к прямому приводу гребного винта
Вынос ВТСП гребных электродвигателей в гондолы за пределы корпуса судна не только высвобождает массу места в кормовой части, но…
Анализ конструктивных решений по созданию транспортной…
Применение такого технического решения позволяет избавиться от вибраций за счет
Применение такой схемы позволяет управлять моментом закрытия выпускного клапана, что
Свеча зажигания как основная часть системы зажигания двигателя внутреннего сгорания.
Обзор существующих технологий управления отработкой…
Скачать Часть 1 (pdf).
Библиографическое описание
‒ снижение числа отказов и повреждений ВЗД, телеметрической системы и бурильной колонны вследствие демпфирования вибрации долота.
еще большему росту крутящего момента.
Измерение вибрации — РосЭкология
Пристальное внимание ученых все больше привлекает проблема вибрационного влияния на человека, но пока ученые проводят консилиумы и ждут совершенствования законодательной базы, замеры вибрации говорят о прямой зависимости самочувствия человека от этого фактора. Обязательным измерение стало для компаний и предприятий разного профиля, ведь обнаружено, что вибрация разрушает не только здания и приборы, но пагубно влияет на организм.
Хотите узнать уровень вибрации на вашем рабочем месте?
Оставьте заявку и мы Вам перезвоним
Заказать исследование
В мегаполисах, например, в Москве, оснащенной метро и широкой сетью транспортных артерий, уровень вибрации зашкаливает, внося в группу риска даже граждан, мало связанных с соответствующими профессиями.
От проходящего поезда метрополитена тряска ощущается до 100 метров. В городах меньшего масштаба проходящий трамвай способен вызвать колебания люстры на потолке.
Актуально ли измерять вибрацию? Специалисты эко-лаборатории РосЭкология дают однозначный ответ – это крайне необходимо, чтобы избежать негативного воздействия на организм.
ВЛИЯНИЕ ВИБРАЦИИ НА ЧЕЛОВЕКА
Специалистами для однозначного понимания введен термин «вибрационная болезнь» для некоторых профессиональных областей. Самый популярный пример – это работа отбойным молотком, которая часто велась при дорожно-строительных работах в былое время. Сегодня можно редко встретить такого рабочего, но для понимания влияния на человека такое представление лучшее.
Во время активного воздействия колебаний, организм оказывает сопротивление исходящим волнам при помощи мышечных сокращений, связок, хрящей, слизистых. К сожалению, эволюция не дала инструмент полностью нивелирующего колебания и когда тело не справляется, начинаются заболевания.
Недуги, вызываемые вибрациями:
- Болезни сердечно-сосудистой системы вызывают поражения мельчайших сосудов, снабжающих удаленные клетки кислородом.
- Заболевания вестибулярного аппарата, при котором проявляются тошнота, укачивание, нарушенная походка, головные боли. Таким людям трудно пользоваться транспортом.
Регулярное воздействие вибрации вызывает нарушение работы иммунной системы, органов пищеварения и изменение их положения, сгущения крови.
Дело в том, что организм человека, как система органов имеет собственную частоту колебаний. При внешнем воздействии ритмы сбиваются.
ИСТОЧНИКИ ВИБРАЦИИ
В большинстве случаев избыточная вибрация вызвана тяжелым оборудованием, станками, транспортом. Чуть реже на самочувствие влияют лифты, электрические трансформаторы, стиральные машины – являются внутренними источниками и могут стать причиной патологий либо в качестве последней капли, либо для чувствительных людей.
То есть вибрационная болезнь – заболевание скорее профессиональное.
Так, к источникам вибрации относятся:
- автомобили, особенно грузовые;
- метрополитен;
- трамваи.
Экспертиза показывает, что от таких объектов вибрация передается в грунт, далее в строения. Вопрос влияния внешних колебаний был изучен Всемирной организацией здравоохранения, которой удалось выяснить в ходе опроса жителей крупных городов, что они ощущают раздражающее действие неизвестного происхождения (42%). Малая часть опрошенных (17%) показали осведомленность, что их состояние точно связано с вибрационным воздействием. Они четко описали повышенную утомляемость, периодичность и место возникновения.
Выше упомянуты так называемые внешние источники вибрации, но существуют также локальные и общие производственные. Локальные характеризуются передачей через определенную часть тела, например, руки. Общая же передается посредством опорных поверхностей.
В ситуациях, когда присутствует оба типа применяют термин «смешанное колебание».
В качестве источников производственных могут выступать:
- оборудование с роторным типом;
- механические инструменты, например, дрель, шуруповерт, молоток;
- столярные станки, металлорежущее оборудование и прочие;
- инструменты возвратно-поступательного типа, например, отбойный молоток, ровнители
МЕТОДЫ СНИЖЕНИЯ ВИБРАЦИИ
Если проведенные измерения вибрации показали превышение допустимых пределов, необходимо принять меры, к коим относятся
- размещение гасителей вибрации;
- использование виброизоляторов для источника колебаний;
- сокращение периодичности воздействия;
- конструктивное изменение источника вибрации.
Эти и ряд других мер помогут устранить негативные последствия на производстве и в быту, сохранить здоровье работникам или семье.
Узнать точную стоимость исследований
Оставить заявку
Если Вам нужны точные и надежные результаты исследований по разумной цене, мы будем рады видеть Вас в числе наших клиентов!
Звоните
8 (495) 235-25-63 или 8(926) 749-93-71
прямо сейчас для оформления заявки или получения квалифицированной консультации.
ИЗМЕРЕНИЯ ВИБРАЦИИ В РосЭкология
Прежде всего РосЭкология в Москве это компания, способная комплексно подойти к измерению вибрации, с использованием передовых технологий, приборов и экспертами высокого уровня. Имея аккредитацию и основываясь на лабораторных анализах наши заключения будут приняты в любой инстанции и достоверны для принятия производственных решений.
Протокол по результатам замеров будет содержать четкое пояснение об уровне негативного воздействия, продолжительности, а также сопровождены рекомендациями.
Общие сведения о вибрациях и их источниках
Под вибрацией понимают механические колебания объекта или целой системы. При вибрации происходит поочередное возрастание и убывание амплитуды (размаха) и частоты колебаний.
Механические вибрации возникают практически во всех механизмах, но с разными амплитудами и частотами. Наличие дисбаланса приводит к появлению неуравновешенных сил, которые вызывают вибрацию. Причиной дисбаланса могут быть несовершенство конструкции, нарушение технологии изготовления изделия, неоднородность материала вращающихся деталей, деформация их от неравномерного износа или нагрева.
Колебания, распространяющиеся через плотные среды, воспринимаются кожными анализаторами человека.
Основными параметрами вибрации являются: частота колебаний (Гц), амплитуда (м), виброскорость (м/с), виброускорение (м/с ), период колебания, т. е. время, в течение которого совершается одно полное колебание (с).
Действие вибрации в зависимости от места приложения (от типа контакта работника с вибрирующим оборудованием) подразделяют на общую и локальную вибрации.
Общая вибрация (вибрация всего рабочего места) передается на тело сидящего или стоящего работника через опорные поверхности и воздействует на весь организм. Так, вибрация локомотива передается на тело машиниста в основном через сиденье кресла. Интенсивность колебаний кресла машиниста превышает значения ПДУ в 1,5—2 раза, иногда до 2,5 раз. Это позволяет оценивать условия труда машинистов как класс 3.1 или 3.2.Под вибрацией понимают механические колебания объекта или целой системы. При вибрации происходит поочередное возрастание и убывание амплитуды (размаха) и частоты колебаний.
Механические вибрации возникают практически во всех механизмах, но с разными амплитудами и частотами. Наличие дисбаланса приводит к появлению неуравновешенных сил, которые вызывают вибрацию. Причиной дисбаланса могут быть несовершенство конструкции, нарушение технологии изготовления изделия, неоднородность материала вращающихся деталей, деформация их от неравномерного износа или нагрева.
Колебания, распространяющиеся через плотные среды, воспринимаются кожными анализаторами человека.
Основными параметрами вибрации являются: частота колебаний (Гц), амплитуда (м), виброскорость (м/с), виброускорение (м/с ), период колебания, т. е. время, в течение которого совершается одно полное колебание (с).
Действие вибрации в зависимости от места приложения (от типа контакта работника с вибрирующим оборудованием) подразделяют на общую и локальную вибрации.
Общая вибрация (вибрация всего рабочего места) передается на тело сидящего или стоящего работника через опорные поверхности и воздействует на весь организм.
Так, вибрация локомотива передается на тело машиниста в основном через сиденье кресла. Интенсивность колебаний кресла машиниста превышает значения ПДУ в 1,5—2 раза, иногда до 2,5 раз. Это позволяет оценивать условия труда машинистов как класс 3.1 или 3.2.
Источниками общей вибрации являются любые транспортные средства. Например, источники вибрации рабочего места машиниста в кабине локомотива связаны со следующими факторами:
— процессом качения колеса по рельсу, износом и ползунами колес;
— износом рельсов, рельсовыми стыками, неровностями в зоне остряков стрелочных переводов;
— неоднородностью балластной призмы;
— работой электродвигателей, тормозных компрессоров;
— техническим состояние и режимом работы дизелей. Наложение колебаний от различных источников друг на друга дает сложную картину колебательного процесса.
В цехах разборки и сборки, кузнечно-прессовых цехах заводов по ремонту подвижного состава работники подвергаются воздействию вибрации, уровни которой превышают нормативные.
Так, в кузнечно-прессовых цехах уровень вибрации достигает 115 дБА.
В условиях труда работников путейских ремонтных бригад уровни вибрации, превышающие нормативные, фиксируются на большинстве типов путевых машин: щебнеочистительных, снегоуборочных, землеуборочных, шпалоподбивочных машинах.
При разгрузке полувагонов от слежавшихся и смерзшихся грузов общая вибрация возникает вследствие применения вибраторов для виброзачистки. В этом случае вибрация передается на значительные расстояния через землю и ноги людей всему организму.
Локальная вибрация передается через руки или участки тела человека, контактирующие с вибрирующими поверхностями рабочих столов. Она воздействует на отдельные части организма работающего. Локальной вибрации подвергаются главным образом лица, работающие с ручным механизированным инструментом.
Источники локальной вибрации: вибро-, пневмо- и электроинструмент, шлифовальные и полировальные машины, вибротрамбовки, перфораторы, рычаги управления транспортными машинами и пр.
На большинстве механизированных инструментов уровни виброскорости значительно превышают допустимые, достигая 112 дБ. Выше всего ее значение на пневматических перфораторах.
Опасным явлением, связанным напрямую с вибрацией, является резонанс. Он возникает при совпадении собственных частот оборудования с внешними. При этом происходит резкое нарастание амплитуды колебаний. Резонанс может привести к разрушению конструкций вследствие усталости металла. Усталостные разрушения происходят мгновенно, без признаков надвигающейся опасности.
Полезная информация:
источники, физические характеристики, виды вибраций, действие на организм человека, нормирование, методы защиты
Вибрация – это механические колебательные движения, непосредственно передаваемые телу человека от оборудования и строительных конструкций, на которых оно установлено.
Вибрация возникает
при работе машин и механизмов, имеющих
неуравновешенные и несбалансированные
вращающиеся органы или органы движения
возвратно-поступательного и ударного
характера.
К таковым относятся
металлообрабатывающие станки, ковочные
и штамповочные молота, электро- и
пневмоперфораторы, механизированный
инструмент, а также приводы, вентиляторы,
насосные установки, компрессоры и др.
Источниками вибраций на производстве являются передвижные строительные машины, машины для виброуплотнения бетонной смеси, строгальные, шлифовальные, ручной механизированный инструмент и др.
Вибрация характеризуется:
— амплитудой А, м;
— колебательной скоростью υ, м/с;
— ускорением а, м/с2;
— периодом колебаний Т, с;
— частотой колебаний f, Гц.
По способу передачи вибрация подразделяется на
— общую, передающуюся через опорные поверхности на тело стоящего или сидящего человека;
— локальную, передающуюся через руки.
Влияние вибрации
на человека зависит от направления ее
действия, поэтому вибрация подразделяется
на действующую вдоль осей ортогональной
системы координат X, Y, Z.
Общая вибрация, особенно на частотах 5…25 Гц, близких к собственным частотам человека (6…9 Гц), оказывает неблагоприятное воздействие на нервную, сердечно-сосудистую систему, вестибулярный аппарат, обмен веществ.
Местная вибрация, вызывая спазм периферических сосудов, вызывает различную степень сосудистых, нервно-мышечных, костно-суставных нарушений в конечностях (онемение, похолодание, боли, костно-мышечные изменения).
Профзаболевание, развивающееся под действием вибраций, называется вибрационной болезнью. Вибрационная болезнь приводит к инвалидности (III, IV стадии), плохо поддается лечению. Действие вибрации усугубляется низкими температурами, также вызывавшими спазм кровеносных сосудов.
Таблица. Влияние вибрации на организм человека
Амплитуда колебаний вибрации, мм Частота вибрации, Гц Результат воздействия
До 0,0 15 Различная Не влияет на организм
0,016–0,050 40–50 Нервное возбуждение с депрессией
0,051–0,100 40–50
Изменение в центральной нервной системе, сердце и органах слуха
0,101–0,300 50–150 Возможно заболевание
0,101–0,300 150–250 Вызывает виброболезнь
Нормирование
вибраций производится по ГОСТ 12.
1.012–90
ССБТ «Вибрация. Общие требования
безопасности»: по спектру среднеквадратической
колебательной скорости (м/с) (или
ускорения, м/с2), ее уровню (дБ), а также
по дозе вибрации с учетом частоты и
времени.
Отдельно нормируются местные (локальные) (f = 8…1000 Гц), общие вибрации; последние подразделяются на транспортные (f = = 1…63 Гц), транспортно-технологические (f = 2…63 Гц) и технологические (f = 2…63 Гц). Для борьбы с вибрацией в источнике возникновения необходимо ориентироваться на безударную технику и технологию, повышать качество изготовления и монтажа механизмов, совершенствовать качество дорожных покрытий и др.
В тех случаях, когда не удается снизить вибрацию в источнике ее возникновения, необходимо применять методы снижения вибрации на путях распространения: виброгашение, виброизоляцию или вибродемпфирование.
Основным показателем,
определяющим качество любого вида
виброзащиты, является коэффициент
эффективности виброзащиты (коэффициент
передачи) µ, представляющий собой
отношение скорости (ускорения) защищаемого
объекта после устройства виброзащиты
(υ0, а0) к значению до введения виброзащиты
(υ, а): µ = υ0 / υ = а0 / а, т.
е. показывающий,
какая доля динамической силы, возбуждаемой
машиной F, передается на основание: µ =
F0 / F.
Виброгашение связано с введением в колебательную систему реактивных сопротивлений, что достигается увеличением массы или жесткости. С этой целью вентиляторы, насосы устанавливаются на опорные плиты и виброгасящие основания.
Виброизоляция достигается также установкой оборудования без фундаментов и анкерного крепления агрегатов непосредственно на упругих виброизолирующих опорах. Это удешевляет установку оборудования, снижает уровень шума, сопутствующего интенсивным вибрациям. Виброизоляция предусматривается при прокладке воздуховодов вентиляционных систем внутри строительных конструкций и при креплении к последним. Для ограничения распространения колебаний по воздуховодам практикуется их разделение на отдельные участки с помощью гибких вставок.
В качестве
виброизоляторов используются резиновые
или пластмассовые прокладки, одиночные
или составные цилиндрические пружины,
комбинированные (пружинно-резиновые)
и пневматические виброизоляторы
(«воздушные подушки»).
Вибродемпфирование. В основу данного метода положено увеличение активных потерь в колебательных системах путем использования вибродемпфирующих покрытий для снижения вибраций, распространяющихся по воздуховодам систем вентиляции, а также газопроводам компрессорных станций. К числу наиболее распространенных вибродемпфирующих покрытий относятся мастичные (мастика ВД, ВПМ, Антивибрит-М) и листовые (пенопласт, войлок, винипор, фольгоизол) материалы.
В качестве профилактических мер против вибрационной болезни устанавливается предельная продолжительность контакта с источником вибрации (не более 2/3 смены, 20…30-минутные перерывы до и после обеда, 10…15-минутные перерывы через каждые 50 минут работы, непрерывная продолжительность воздействия 15…20 минут), тепловые процедуры для конечностей, массаж, гимнастика, обязательные периодические медицинские осмотры.
Температура воздуха
должна быть не ниже +16°С, влажность –
40…60%, скорость движения воздуха – 0,3
м/с.
Для индивидуальной защиты применяется спецобувь, защитные рукавицы, а также виброзащиные прокладки или пластины.
3.5.11. Источники вибрации
Источником вибрации является любое транспортное средство, ручной пневмоинструмент (перфораторы) или электроинструмент (дрели), а также ударные механизмы (молоты), вращения неуравновешенных масс (вибротрамбовки, вибраторы для зачистки полувагонов после выгрузки), возвратно-поступа- тельно движущиеся системы (кривошипно-шатунные механизмы) и пр. Наличие дисбаланса для всех этих случаев приводит к появлению неуравновешенных сил, вызывающих вибрацию. Причиной дисбаланса также может быть неоднородность материала вращающегося тела, деформация деталей от неравномерного нагрева или износа. Например, источники вибрации в кабине машиниста локомотива можно разделить на две группы. Первая — источники, связанные с процессом качения колеса по рельсу. Износ рельсов, рельсовые стыки, неровности в зоне остряков стрелочных переводов, неоднородность балластной призмы, износ и лыски колес — основные причины вибрации подвижного состава, возникновения интенсивных широкополосных низкочастотных колебаний.
Вторая группа источников вибрации связана с работой дизелей, электродвигателей, компрессоров. Это оборудование генерирует преимущественно высокочастотные колебания. Характеристики этих колебаний
338
определяются особенностями конструкции, техническим состоянием и режимом работы оборудования. Наложение колебаний от различных источников друг на друга дает сложную картину колебательного процесса, охватывающего частоты от 1,6 до 63 Гц.
При совпадении собственных частот с внешними, происходит резкое нарастание амплитуды колебаний. Это явление называется резонансом. Резонанс может приводить к разрушениям конструкций вследствие усталости металла. Усталостные разрушения происходят мгновенно, без признаков надвигающейся опасности.
Для членов локомотивных бригад уровни вибрации превышают допустимые в 2…2,5 раза. Это позволяет оценивать условия их труда как класс 3.2 или 3.3. В цехах разборки и сборки ремонтных локомотивных заводов слесари-сборщи- ки и формовщики подвергаются воздействию уровней вибрации, превышающих нормативные на 6…15 дБА.
Условия труда работников путейских ремонтных бригад также неблагоприятны. Так, например, ручные шпалоподбойки генерируют вибрацию на рукоятке, которая на 5…13 дБ превышает нормы по виброскорости. Уровни вибрации, превышающие нормативные, имееют место на щебнеочистительных, снегоуборочных, землеуборочных, шпалоподбивочных и других путевых машинах. Подробнее см. в Приложении Г-3.
339
Вибрация относится к факторам, обладающим высокой биологической активностью. При длительном воздействии она вызывает хроническое профессиональное заболевание — вибрационную болезнь. Вибрационная болезнь включена в список профессиональных заболеваний. Она стойко лидирует, занимая с 1993 г. второе место в структуре профессиональных заболеваний железнодорожников, уступив первое место заболеваниям органов дыхания. Вибрационная болезнь от воздействия вибрации и толчков регистрируется у водителей и операторов транспортно-технологических машин и агрегатов. При этом заболевании возникают боли в пояснице, конечностях, в области желудка; она прявляется в виде отсутствия аппетита, бессонницы, раздражительности, быстрой утомляемости.
Вибрационная болезнь выражается общими расстройствами с нарушениями опорно-двигательного аппарата (мышцы, связки, кости и суставы), а также сосудистого тонуса и болевой, температурной и вибрационной чувствительности.
Действие вибрации зависит от продолжительности воздействия, места приложения и направления оси вибрационного воздействия, демпфирующих свойств тканей организма человека, частоты и амплитуды колебаний, от явлений резонанса и других условий (подробнее см. ниже).
340
Действие вибрации в зависимости от продолжительности воздействия
(по временноˆй характеристике) подразделяют на постоянную вибрацию, для которой контролируемый параметр за время наблюдения изменяется не более чем в 2 раза (на 6 дБ), и непостоянную вибрацию, для которой указанные параметры за время наблюдения изменяются более чем в 2 раза.
Действие вибрации в зависимости от места приложения (от типа контакта работника с вибрирующим оборудованием) подразделяют на общую вибрацию и локальную.
Общая вибрация (вибрация рабочих мест) через опорные поверхности передается на тело сидящего или стоящего человека и воздействует на весь организм. Так вибрация локомотива передается на тело машиниста, в основном, через сидение кресла. В области низких частот интенсивность колебаний кресла машиниста превышает значения ПДУ в 1,5…2 раза. На объектах железнодорожного транспорта общая вибрация имеет место там, где применяются вибраторы для зачистки полувагонов от слежавшихся и смерзшихся грузов, на виброплощадках, на всех транспортных средствах (от дизелей тепловозов до строительных и путевых машин), в литейных и кузнечно-прессовых цехах ремонтных предприятий. При действии на организм общей вибрации в первую очередь страдает опорно-двигательный аппарат, нервная система и такие анализаторы, как вестибулярный, зрительный, тактильный. У рабочих, профес-
341
сия которых связана с вибрацией, отмечаются головокружения, расстройства координации движений, симптомы укачивания. Под влиянием общей вибрации отмечается снижение болевой, тактильной и вибрационной чувствительности.
Особенно опасна толчкообразная вибрация, вызывающая микротравматизацию различных тканей с последующим их изменением. Общая низкочастотная вибрация оказывает влияние на обменные процессы в организме, проявляющиеся изменением углеводного, белкового, ферментного, витаминного и холестеринового обмена, а также биохимических показателей состава крови. Воздействие общей вибрации в резонансной зоне весьма опасно, так как оно может стать причиной механических повреждений внутренних органов человека.
Локальная вибрация — передается через руки или участки тела человека, контактирующие с вибрирующими поверхностями. Она воздействует на отдельные части организма человека при работе с виброинструментом, присутствует на рычагах управления транспортными средствами и пр. Проблема производственной локальной вибрации для ремонтно-строительных предприятий железнодорожного транспорта важна в связи с наличием большого количества ручных пневматических и электрических машин. Это шлифовальные, полировальные машины, молотки, гайковерты, перфораторы, механические ножницы для резки металла.
Для большинства механизированных инструментов уровни виброскорости значительно превышают допустимые, достигая 112 дБ или
342
2 м/с2 (выше всего на пневматических перфораторах — 124…145 дБ). Среди цехов машиностроительных производств по этому показателю выделяются куз- нечно-штамповочные цеха — 115 дБА и полировочные цеха –115…118 дБА.
Локальной вибрации подвергаются, главным образом, лица, работающие с ручным механизированным инструментом. Локальная вибрация вызывает спазмы сосудов кисти, предплечий, нарушая снабжение конечностей кровью и, при длительном воздействии, вызывает хроническое профессиональное заболевание — вибрационную болезнь. Одновременно колебания действуют на нервные окончания, мышечные и костные ткани, вызывают снижение кожной чувствительности, отложение солей в суставах пальцев, деформируя суставы и уменьшая их подвижность. Возникают ноющие, ломящие, тянущие боли рук. Колебания низких частот вызывают резкое снижение тонуса капилляров, а колебания высоких частот — спазм сосудов.
Локальная вибрация вызывает спазмы сосудов фаланг пальцев, затем распространяется на всю кисть, предплечье и сосуды сердца. При локальной вибрации также нарушается деятельность центральной нервной системы.
У формовщиков, бурильщиков, заточников, рихтовщиков при среднечастотном спектре вибраций заболевание развивается через 8…10 лет работы. При работе с инструментом ударного действия (клепка, обрубка) виброболезнь проявляется через 12…15 лет работы.
343
В зависимости от направления оси вибрационного воздействия вибрация подразделяется на: вертикальную, горизонтальную от спины к груди и горизонтальную от правого плеча к левому.
Различные ткани организма по-разному воспринимают воздействие вибрации. Тело человека может рассматриваться как сочетание масс с упругими демпфирующими свойствами, имеющими собственные резонансные частоты. Например, для плечевого пояса, бедер и головы в положении стоя они составляют 4…6 Гц. Для большинства внутренних органов эти частоты лежат в диапазоне 6.
..9 Гц.
Действие вибрации в зависимости от частоты колебаний. Общая вибрация с частотой ниже 0,7 Гц (качка) приводит к морской болезни, вызываемой нарушением нормальной деятельности вестибулярного аппарата. Вибрация с частотой 6…9 Гц, близкой к частоте собственного механического резонанса внутренних органов, может привести к разрыву тканей и внутренним кровоизлияниям. Реакция человеческого организма на вибрацию пропорциональна значениям виброускорения и виброскорости, которые зависят от частоты. Систематическое воздействие общих вибраций, характеризующихся высоким уровнем виброскорости, приводит к возникновению вибрационной болезни.
Действие вибрации в зависимости от явлений резонанса. Резонанс отдельных органов человеческого тела наступает при совпадении собственных частот
344
колебаний внутренних органов с частотами внешних сил. Уже при превышении частот колебаний 0,7 Гц такие резонансные колебания становятся возможными. Область резонанса для головы в положении сидя при вертикальных вибрациях находится в диапазоне между 20.
..30 Гц, при горизонтальных — 1,5…2 Гц. Частотный диапазон расстройств зрительных восприятий лежит между 60 и 90 Гц, что соответствует частоте колебаний глазных яблок. Для органов, расположенных в грудной клетке и брюшной полости (грудь, диафрагма, живот), резонансными являются частоты 3…3,5 Гц. Для всего тела в положении сидя резонанс наступает на частотах 4…6 Гц.
3.5.13. Борьба с вибрацией и защита от ее воздействия
По данным Сетевого центра Госсанэпиднадзора МПС России в настоящее время около 40 % объектов не отвечают требованиям нормативов по вибрации.
Борьба с вибрацией, как и с шумом, состоит из технических и организационных мер. Организационные меры по борьбе с этими явлениями идентичны мерам по борьбе с шумом. Технические мероприятия ведутся по нескольким направлениям.
Первое направление — уменьшение или устранение неуравновешенных силовых воздействий непосредственно в источнике возникновения вибрации за
345
Рис. 3.20. Установка агрегата на виброгасящий массивный фундамент в грунте
Рис.
3.19. Схема динамического виброгасителя
счет изменения конструктивных решений машин или их элементов, ликвидации побуждающих сил. Например, замена кулачковых и кривошипно-шатунных механизмов гидроприводом и др.
Второе направление — уход от режима резонанса динамическим виброгашением. Это процесс устранения резонанса посредством правильного подбора массы или жесткости колеблющейся системы. Динамические виброгасители представляют собой дополнительную колебательную систему с массой m и жесткостью q, час-
тота которой настроена на частоту основной системы, имеющей массу M и жесткость Q (рис. 3.19). Динамическое виброгашение достигается установкой в систему динамических виброгасителей (маятниковых, пружинных или плавающих), установкой виброизоляторов (дополнительных устройств между агрегатом и защищаемым объектом). Силовые агрегаты устанавливают на массивный фундамент (рис. 3.20). Для гашения вибрации на
346
автомобилях, в последнее время используют специальный генератор колебаний, который создает частоту колебаний, одинаковую по величине с гасимой, но находящуюся с ней в противофазе.
Например, для устранения вибрации автомобильных колес используется их балансировка.
Третье направление — вибродемпфирование, то есть вибропоглощение с помощью массивных фундаментов или динамических виброгасителей, а также превращение механической энергии вибрации в тепловую путем использования материалов с большим внутренним трением (пластмасс, дерева, резины, битуминизированного войлока со слоем фольги), нанесением на вибрирующие поверхности упруговязких покрытий. Если поверхность имеет сложную конфигурацию, то широко применяются для демпфирования мастичные покрытия, представляющие собой смесь синтетических смол и наполнителей. В определенных случаях элементы конструкций соединяют сердечниками электромагнитов с замкнутой обмоткой.
В последних технических проектах современных локомотивов принято многоступенчатое вибродемпфирование всей кабины резинометаллическими амортизаторами. В результате этого на тепловозах и электровозах достигнуто снижение параметров вибрации до уров-ней ПДУ.
347
Рис. 3.21. Виброизолирующие опоры:
а — пружинная опора; б — резиновая опора; 1 — фундаментный болт; 2 — опора
виброизолятора; 3 — пружина; 4 — опорная тарелка для оборудования — источника вибрации
Виброизоляция оборудования чаще всего осуществляется установкой виброизолирующей опоры — упругих прокладок или пружин (рис. 3.21, 3.22).
На транспортных средствах достаточно часто используют именно виброизоляцию. В колебательную систему вводят упругую связь, например, виброизолирующие опоры двигателя, гибкие валы, виброзащитные рукоятки.
Средствами виброзащиты различных объектов могут быть: гибкие вставки в коммуникациях воздуховодов; разделение гибкой связью перекрытий и несущих конструк-
ций зданий; устройство «плавающих» полов, в которых настил пола отделяется от перекрытия упругими прокладками; использование ручного механизированного инструмента с виброзащищенными рукоятками, перфораторов с качающейся виброгасящей рукояткой; виброизолирующие опоры в виде упругих прокладок в сочетании с пружинами и др.
348
Гигиенические и лечебно-профилактические мероприятия. В соответствии с положением о режиме труда работников виброопасных профессий, общее время контакта с вибрирующими машинами, вибрация которых соответствует санитарным нормам, не должно превышать 2/3 длительности рабочей смены. Операции должны распределяться между работниками так, чтобы продолжительность непрерывного воздействия вибрации (включая микропаузы) не превышала 15…20 мин. При этом рекомендуется ввести два регламентированных перерыва (для активного отдыха, проведения производственной гимнастики по специальному комплексу, гидропроцедур): 20-минутный перерыв через 1…2 часа от начала смены и 30-минутный перерыв через 2 часа после обеденного перерыва.
К работе с вибрирующими машинами и оборудованием допускаются лица не моложе 18 лет,
Рис. 3.22. Виброизоляция рабочего места:
а — общий вид; б — виброизолятор в разрезе; 1 — опорная плита; 2 — опорная тарелка; 3 — корпус виброизолятора; 4 — пружина; 5 — стакан; 6 — упор; 7 — виброизолированный пол рабочего места; 8 — подвижная крышка корпуса
349
| Источники вибрации | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ВВЕДЕНИЕ | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 2.1 Источники вибрации | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
. : сейсмические (грунтовые) колебания, акустические колебания и силы, приложенные непосредственно к нагрузке на рабочую поверхность. К сейсмическим колебаниям относятся все источники, заставляющие вибрировать пол под экспериментальной установкой. Обычными источниками сейсмических колебаний являются пешеходное движение, движение транспортных средств, ветер, обдувающий здание, и вентиляторы зданий, и это лишь некоторые из них. Многие источники, генерирующие сейсмические колебания, также генерируют акустические колебания. Разница в том, что акустические колебания являются мерой влияния изменений давления воздуха на эксперимент. Последний вклад в вибрацию вносят силы, приложенные непосредственно к нагрузке на рабочую поверхность; это источники вибрации, непосредственно механически связанные с экспериментальной установкой, но не передающиеся через опоры стола. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 2.2 Характеристики вибрации | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Вибрации могут быть случайными или периодическими. Периодический шум, очевидно, включает в себя постоянные вибрации, вызванные непрерывно работающей вакуумной системой, но он также включает вибрации, вызванные вентиляторами системы кондиционирования воздуха, которые включаются и выключаются в зависимости от температуры в помещении. Случайные вибрации классифицируются как вибрации от непредсказуемых источников, таких как ветер, дующий в здание, или бригада отбойных молотков, раскапывающая водопровод на улице. Кроме того, важно знать частоту и амплитуду колебаний. Как правило, частота вибраций находится в диапазоне от 4 до 100 Гц. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Многие источники шума влияют более чем одним механизмом на общую вибрацию экспериментальной установки. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 2.3 Идентификация источников вибрации | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
На рис. 3 и в таблице 1 ниже показаны распространенные источники вибрации, некоторые из которых можно найти практически в любой исследовательской лаборатории. Рис. 3. Типичные источники вибрации в лаборатории В таблице 2 перечислены некоторые из наиболее распространенных источников шума (акустическая и структурная энергия). | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Таблица 1. Частота и амплитуда общих источников вибрации | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Перед выбором системы виброизоляции целесообразно по возможности устранить их наличие и рассмотреть источники шума. Удалив источники шума из рабочей среды, можно уменьшить шум, тем самым снизив требования к изоляции и, следовательно, стоимость необходимой системы виброизоляции. Например, на рис. 3 осциллограф располагался непосредственно на экспериментальной рабочей поверхности. В результате вибрации от вентилятора в осциллографе будут непосредственно воздействовать на эксперимент. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Тепловые помехи от систем кондиционирования воздуха и охлаждающих вентиляторов также могут вызывать относительное движение между компонентами из-за расширения и сжатия материала в результате колебаний температуры. Большинство систем кондиционирования воздуха обычно поддерживают температуру с точностью до 1 градуса в час. Кроме того, некоторые экспериментальные методы будут чувствительны к виртуальным движениям, вызванным изменениями показателя преломления воздуха и его плотности, которые зависят от температуры. В этом случае часто бывает полезно построить систему ограждений вокруг чувствительных компонентов, чтобы ограничить изменение температуры и поток воздуха. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 2.4 Критерии вибрации | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Хотя иногда конкретные критерии вибрации известны, поскольку производитель устройства может предоставить требуемые характеристики окружающей среды, необходимые для надлежащего использования этого устройства, это не всегда так. В этих случаях такие консультанты, как Colin Gordon & Associates, разработали общие критерии. В таблице 2 ниже представлено описание того, какие типы приложений могут быть успешно реализованы с учетом серьезности вибраций, присутствующих в этой среде. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Рис. 4. Среднеквадратическая скорость в зависимости от центральной частоты третьоктавной полосы для различных критериев вибрации. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Общий критерий вибрации | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Имея четкое представление о потенциальных источниках шума и критериях вибрации, которые должны быть достигнуты для получения высококачественных результатов, теперь можно построить систему виброизоляции. Система должна иметь возможность ослаблять все динамические входные сигналы в диапазоне частот, к которым чувствителен эксперимент (4-100 Гц), если невозможно удалить эти источники шума из лаборатории и местной окружающей среды. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 2.5 Выбор системы виброизоляции | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Перед выбором системы виброизоляции важно определить два фактора: например, в подвале или на верхнем этаже здания со стальным каркасом). Это основной фактор при определении уровня изоляции, необходимого для опоры оптического стола. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Примеры включают вибрации, возникающие в результате перемещения предметного столика с образцом на нем, или вибрации, передаваемые на рабочую поверхность через трубки вакуумной системы.
Например, вакуумный насос, расположенный на полу рядом с экспериментальной установкой, создает сейсмические колебания в полу, а также акустические колебания. Оба этих канала вибрации следует учитывать при анализе источников шума. Однако, поскольку эффективность механической связи обычно выше, чем связь от акустических источников, наибольший вклад в общий шум, как правило, вносят сейсмические колебания и силы, непосредственно воздействующие на нагрузку. Следовательно, размещение вакуумного насоса на вибропоглощающей прокладке может обеспечить необходимое снижение вибрации, чтобы сделать ее вклад в общий шум незначительным по сравнению с другими источниками.
0007
15g
Поместив осциллограф на верхнюю полку, которая не находится в непосредственном контакте с экспериментальной рабочей поверхностью, можно устранить этот источник вибрации. Решая, какие источники шума следует устранить, помните, что сейсмические колебания и силы, действующие непосредственно на нагрузку на рабочую поверхность, обычно являются наиболее интенсивными из-за высокой эффективности механической связи.
Подходит для мастерских и нечувствительных зон
проекционные элайнеры.
Кроме того, система должна минимизировать продолжительность любого возмущения, создаваемого на рабочей поверхности, путем гашения этих импульсов.
Вибрация — Введение: Ответы по охране труда
Информационные бюллетени OSH Answers
Легко читаемые информационные бюллетени с вопросами и ответами, охватывающие широкий спектр тем по охране труда и технике безопасности на рабочем месте, от опасностей и болезней до эргономики и продвижения по службе. ПОДРОБНЕЕ >
Загрузите бесплатное приложение OSH Answers
Поиск по всем информационным бюллетеням:
Поиск
Введите слово, фразу или задайте вопрос
ПОМОЩЬ
Зачем измерять или оценивать воздействие вибрации?
Мы можем чувствовать вибрации и знать, что люди могут подвергаться их воздействию. Но мы не можем определить, будет ли то, что мы чувствуем, вредным. Для этого мы должны измерить воздействие вибрации.
Вибрация – это механические колебания объекта относительно точки равновесия.
Колебания могут быть регулярными, как движение маятника, или случайными, как движение шины по гравийной дороге. Изучение воздействия вибрации на здоровье требует измерения общих «волн давления» (энергии вибрации), создаваемых вибрирующим оборудованием или конструкцией.
Вибрация проникает в организм от части тела или органа, контактирующего с вибрирующим оборудованием. Когда рабочий работает с ручным оборудованием, таким как цепная пила или отбойный молоток, вибрация влияет на руки и руки. Такое воздействие называется воздействием вибрации рук. Когда рабочий сидит или стоит на вибрирующем полу или сиденье, вибрационное воздействие затрагивает почти все тело и называется вибрационным воздействием на все тело.
Риск травм, вызванных вибрацией, зависит от среднего ежедневного воздействия. При оценке риска учитываются интенсивность и частота вибрации, продолжительность (годы) воздействия и часть тела, которая воспринимает энергию вибрации.
Вибрация рук вызывает повреждение кистей и пальцев.
Проявляется поражением кровеносных сосудов, нервов и суставов пальцев. Возникающее в результате состояние известно как болезнь белых пальцев, феномен Рейно или синдром вибрации кисти (HAVS). Одним из симптомов является то, что пораженные пальцы могут побелеть, особенно при воздействии холода. Болезнь белого пальца, вызванная вибрацией, также вызывает потерю силы захвата и потерю чувствительности к прикосновению.
Влияние вибрации всего тела (WBV) на здоровье плохо изучено. Обследования водителей большегрузных автомобилей выявили повышенную частоту заболеваний кишечника, органов кровообращения, опорно-двигательного аппарата и неврологической системы.
Однако расстройства нервной, сердечно-сосудистой и пищеварительной систем не являются специфическими только для воздействия вибрации на все тело. Эти расстройства могут быть вызваны сочетанием различных других факторов условий труда и образа жизни, а не только одним физическим фактором. Дополнительную информацию можно найти в документе OSH Answers «Вибрация — воздействие на здоровье», в котором описываются последствия вибрации кистей рук и вибрации всего тела.
Что такое вибрация?
Если бы мы могли наблюдать за вибрирующим объектом в замедленном темпе, то могли бы увидеть движения в разных направлениях. Любая вибрация имеет две измеримые величины. То, насколько далеко (амплитуда или интенсивность) и как быстро (частота) перемещается объект, помогает определить его вибрационные характеристики. Для описания этого движения используются следующие термины: частота, амплитуда и ускорение.
Рисунок 1. Представление показателей вибрационного воздействия
Частота
Вибрирующий объект движется вперед и назад от своего нормального неподвижного положения. Полный цикл вибрации возникает, когда объект перемещается из одного крайнего положения в другое крайнее и обратно. Число циклов, совершаемых вибрирующим объектом за одну секунду, называется частотой. Единицей частоты является герц (Гц). Один герц равен одному циклу в секунду.
Амплитуда
Вибрирующий объект перемещается на определенное максимальное расстояние по обе стороны от своего неподвижного положения.
Амплитуда — это расстояние от стационарного положения до крайнего положения с любой стороны и измеряется в метрах (м). Интенсивность вибрации зависит от амплитуды.
Ускорение (мера интенсивности вибрации)
Скорость вибрирующего объекта изменяется от нуля до максимума в течение каждого цикла вибрации. Он движется быстрее, когда проходит через свое естественное стационарное положение в крайнее положение. Вибрирующий объект замедляется по мере приближения к экстремуму, где он останавливается, а затем движется в противоположном направлении через стационарное положение к другому экстремуму. Скорость вибрации выражается в метрах в секунду (м/с).
Ускорение — это мера скорости изменения скорости во времени. Мера ускорения выражается в единицах (метры в секунду) в секунду или метры в секунду в квадрате (м/с 2 ). Величина ускорения изменяется от нуля до максимума в течение каждого цикла вибрации. Она увеличивается по мере того, как вибрирующий объект удаляется от своего нормального стационарного положения.
Что такое резонанс?
Каждый объект имеет тенденцию вибрировать с определенной частотой, называемой собственной частотой. Мера собственной частоты зависит от состава объекта, его размера, строения, массы и формы. Если мы прикладываем к объекту вибрирующую силу, частота которой равна собственной частоте объекта, это состояние резонанса. Вибрирующая машина передает максимальное количество энергии объекту, когда машина вибрирует на резонансной частоте объекта.
Как происходит воздействие вибрации?
При контакте с вибрационной машиной энергия вибрации передается органу(ам) тела. Мы знаем, что вибрация влияет на контактирующий орган, например, на руки. Но мы не до конца понимаем, как вибрация может воздействовать на другие части тела рабочего или только на какой-то избранный орган. Эффект вибрационного воздействия также зависит от частоты вибрации. Каждый орган тела имеет свою резонансную частоту. Если воздействие происходит на любой из этих резонансных частот или вблизи нее, результирующий эффект значительно увеличивается.
Сегментарная вибрация воздействие воздействует на орган, часть или «сегмент» тела. Наиболее широко изученным и наиболее распространенным типом сегментарного вибрационного воздействия является кистевидное вибрационное воздействие, воздействующее на кисти и предплечья. Профессиональные группы, подвергающиеся риску, включают операторов цепных пил, рубильных инструментов, отбойных молотков, сверл с домкратом, шлифовальных машин и многих других рабочих, работающих с ручными вибрационными инструментами.
Вибрация всего тела энергия входит в тело через сиденье или пол и воздействует на все тело или на ряд органов тела. В группы риска входят водители грузовиков, автобусов, трактористов и те, кто работает на вибрационных полах. В таблице 1 приведены примеры воздействия вибрации в различных отраслях промышленности.
CCOHS не несет ответственности за любые убытки, претензии или требования, возникающие прямо или косвенно в результате любого использования или доверия к информации.
Эти резонансы обычно находятся в диапазоне 3-20 Гц. Некоторые примеры источников импульсов включают движение транспорта, лежачих полицейских, строительство или поезда. Движение зданий на верхних этажах также является источником низкочастотной вибрации.
Проведение тщательной оценки площадки или установка мониторов вибрации могут предотвратить дорогостоящие ошибки. Это похоже на проверку дома на наличие плесени или других опасных химикатов перед тем, как въехать. Иногда стоимость ремонта может повлиять на решение о покупке. Тем не менее, перемещение объектов часто не вариант. В этих ситуациях нет другого способа, кроме активной системы изоляции, для смягчения проблемы с низкими частотами, особенно для источника вибрации, расположенного за пределами вашей собственности. Выбор объекта, на котором нет проблем с низкочастотной вибрацией, окупится в долгосрочной перспективе.
Источники высокочастотных вибраций обычно возникают внутри вашего объекта. Некоторые примеры могут включать насосы, чиллеры, вентиляторы или системы HVAC. Частота вращения этих объектов может привести к вибрациям, нарушающим работу инструмента. Высокочастотные вибрации часто изменяются и усиливаются с течением времени. Поскольку эти источники, как правило, находятся внутри вашего предприятия, они находятся в непосредственной близости от места установки инструмента и часто встречаются в диапазоне частот от 20 до 200 Гц.
Большинство источников механической вибрации работают в этом повышенном диапазоне.
Наем такого эксперта, как VEC, может помочь вам количественно оценить данные, чтобы вы могли принимать более обоснованные решения.
VEC может помочь выбрать и спроектировать активную систему виброизоляции в соответствии с вашими уникальными требованиями.
Наземная или сейсмическая вибрация существует во всех средах по всему миру. Этот шум имеет различные источники: от волн, разбивающихся о прибрежные береговые линии, постоянного грохота тектонических плит, ветра, качающего деревья и здания, до искусственных источников, таких как машины, системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха, уличное движение и даже ходьба людей. Системы виброизоляции TMC спроектированы таким образом, чтобы свести к минимуму влияние этих источников вибрации.
TMC производит акустические кожухи для OEM-приложений, которые защищают полезную нагрузку от этого типа помех, обеспечивая почти воздухонепроницаемый, тяжелый, энергопоглощающий кожух для всей полезной нагрузки.