Билет № 17.

1. Дешевизна.

2. Компактность.

3. Раздражают слуховой канал.

9. ЛИТЕРАТУРА.

1. Борьба с шумом на производстве: Справочник/ Е.Я. Юдин, Л.А. Борисов, В.И. Горенштейн и др. – М.: Машиностроение, 1985. – 399 с.

2. Справочник проектировщика. Защита от шума/ под ред. Е.Я. Юдина. - Борьба с шумом на производстве: Справочник/ Е.Я. Юдин. – М.: Стройиздат, 1974. – 134 с.

3. Основи охорони праці. / К.Н. Ткачук. – К.: Либидь, 2004. – 385 с.

4. Основы охраны труда. / В.Ц. Жидецкий. – Львов, 2000 г.

5. Основы охраны труда в машиностроении. / Е.Я. Юдин. – М.: Стройиздат, 1983г.

Министерство образования и науки Украины

Приазовский Государственный Технический Университет

Кафедра охраны труда и окружающей среды

им. Н.С. Немцова

Скударь О.Н., Данилова Т.Г.

Лекция на тему:

«Вибрация, её характеристики и способы защиты»

(дисциплина – «Основы охраны труда» для студентов всех специальностей и форм обучения)

Мариуполь, ПГТУ, 2007г.

1. Характеристика и параметры вибрации.

В соответствии с ГОСТ 24346—80 (СТ СЭВ 1926— 79) «Вибрация. Термины и определения» под вибрацией понимается движение точки или механической системы, при котором происходит поочередное возрастание и убывание во времени значений, по крайней мере, одной координаты.

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 виброформова­ния и т. п.); в других случаях 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 при горячих и холодных по­садках и т. п.

Воздействие вибраций на человека чаще всего связа­но с колебаниями, обусловленными внешним перемен­ным силовым воздействием на машину либо на отдель­ную ее систему. Возникновение такого рода колебаний может быть связано не только с силовым, но и с кине­матическим возбуждением, например, в транспортных средствах при их движении по неровному пути.

Основными параметрами вибрации, происходящей по синусоидальному закону, являются: амплитуда виброперемещеиия Х_т, амплитуда колебательной скорости V_т, амплитуда колебательного ускорения а_т период коле­баний Т, частота f, связанная с периодом колебаний со­отношением f = 1/Т.

Вибросмещение в случае синусоидальных колебаний определяют по формуле х = х_т sin (ω t +φ), где ω — угловая частота (ω = 2лf); φ — начальная фаза вибро­смещения. В большинстве случаев начальная фаза в задачах охраны труда значения не имеет и может не учитываться.

В общем случае физическая величина, характеризую­щая вибрацию (например, виброскорость), является не­которой функцией времени: V=V(t). Математическая теория показывает, что такой процесс можно предста­вить в виде суммы бесконечно длящихся синусоидаль­ных колебаний с различными периодами и амплитудами. В случае периодического процесса частоты этих состав­ляющих кратны основной частоте процесса: f = n f₁ (n =1, 2, 3,..., f₁ – основная частота процесса).

Амплитуды гармоник определяют по известным фор­мулам разложения в ряд Фурье. Если же процесс не имеет определенного периода (случайные или кратко­временные одиночные процессы), то число таких си­нусоидальных составляющих становится бесконечно большим, а их частоты распределяются непрерывным образом, при этом амплитуды определяют разложением по формуле интеграла Фурье.

Таким образом, спектр периодического или квазипе­риодического колебательного процесса является дис­кретным (рис. 1, а, б), а случайного или кратковремен­ного одиночного процесса — непрерывным (рис. 1, е). Чаще всего в дискретном спектре наиболее ярко выра­жена основная частота колебаний. Если процесс пред­ставляет собой сложение нескольких периодических процессов, частоты отдельных составляющих в его спек­тре могут быть не кратными друг другу, т. е. имеет ме­сто квазипериодический процесс (рис. 1, 6). Если же процесс есть результат суммирования нескольких пе­риодических и случайных процессов, спектр его является смешанным, т. е. изображается в виде непрерывного и дискретного спектров, наложенных друг на друга (рис. 1, г).

Рис. 1. Спектры вибраций

2. Воздействие вибрации на организм человека.

Различают общую и локальную вибрации. Общая вибрация вызывает сотрясение всего организма, мест­ная вовлекает в колебательное движение отдельные ча­сти тела. Общей вибрации подвергаются транспортные рабочие, операторы мощных штампов, грузоподъемных кранов и некоторых других видов оборудования. Ло­кальной вибрации подвергаются работающие с ручным электрическим и пневматическим механизированным инструментом (зачистка сварных швов, обрубка отливок, клепка, шлифование и т. п.). В ряде случаев рабо­тающий может подвергаться одновременно воздействию общей и локальной вибрации (комбинированная вибра­ция), например, при работе на строительно-дорожных машинах и транспорте.

Общая вибрация с частотой менее 0, 7 Гц (качка) хотя и неприятна, но не приводит к вибрационной бо­лезни. Следствием такой вибрации является морская болезнь, происходящая из-за нарушения нормальной деятельности органов равновесия (вестибулярного аппа­рата) по причине резонансных явлений.

Различные внутренние органы и отдельные части те­ла (например, голову и сердце) можно рассматривать как колебательные системы с определенной массой, соединенные между собой «пружинами» с определенны­ми упругими свойствами и параллельно включенными сопротивлениями. Очевидно, что такая система облада­ет рядом резонансов, частоты которых, определяющие субъективное восприятие вибраций, зависят также от положения тела работающего (работа, стоя или сидя). Собственные частоты плечевого пояса, бедер и голо­вы относительно опорной поверхности (положение «стоя») составляют 4—6 Гц, головы относительно плеч (положение «сидя»}—25—30 Гц. Для большинства внутренних органов собственные частоты лежат в диа­пазоне 6—9 Гц. Колебания рабочих мест с указанными частотами весьма опасны, так как могут вызвать меха­ническое повреждение или даже разрыв этих органов. Систематическое воздействие общих вибраций, характе­ризующихся высоким уровнем виброскорости, может быть причиной вибрационной болезни — стойких наруше­ний физиологических функций организма, обусловлен­ных преимущественно воздействием вибраций на центральную нервную систему. Эти нарушения проявляются в виде головных болей, головокружений, плохого сна, пониженной работоспособности, плохого самочувствия, нарушений сердечной деятельности.

Вибрация может не вызывать болезненных ощуще­ний, но затруднить проведение производственных про­цессов.

Локальная вибрация вызывает спазма сосудов, ко­торые начинаются с концевых фаланг пальцев и распро­страняются на всю кисть, предплечье, захватывают со­суды сердца. Вследствие этого происходит ухудшение снабжения конечностей кровью. Одновременно наблюда­ется воздействие вибрации на нервные окончания, мы­шечные и костные ткани, выражающееся в нарушении чувствительности кожи, окостенении сухожилий мышц и отложениях солей в суставах кистей рук и пальцев, что приводит к болям, деформациям и уменьшению подвиж­ности суставов. Все указанные изменения усиливаются в холодный и уменьшаются в теплый период года. При локальной вибрации наблюдаются нарушения деятель­ности центральной нервной системы, как и при обшей вибрации.

Виброболезнь относится к группе профзаболеваний, эффективное лечение которых возможно лишь на ран­них стадиях. Восстановление нарушенных функций про­текает очень медленно, а в особо тяжелых случаях в организме наступают необратимые изменения, приводя­щие к инвалидности.

3. Нормирование вибрации.

Различают гигиеническое и техническое нормирова­ние вибраций.

В первом случае производят ограничение параметров вибрации рабочих мест и поверхности контакта с руками работающих, исходя из физиологических тре­бований, исключающих возможность возникновения виб­рационной болезни. Во втором случае осуществляют ограничение параметров вибрации с учетом не только указанных требований, но и технически достижимого на сегодняшний день для данного вида машин уровня вибрации. При этом учитывают условия установки и режим работы стационарного виброактивного техноло­гического оборудования в цехах, условия эксплуатации ручного механизированного инструмента.

В соответствии с ГОСТ 12.1.012—78* «Система стан­дартов безопасности труда. Вибрация, общие требования безопасности» установлены допустимые значения и методы оценки гигиенических характеристик вибраций, определяющих ее воздействие на человека. Нормируе­мыми параметрами при гигиенической оценке вибраций являются средние квадратические значения виброскоростей V (и их логарифмические уровни L_v) или виброус­корения (L_а) для локальных вибрации в октавных полосах частот, а для общей вибрации в октавных или 1/3 октав­ных полосах, определяется по формулам:

L_v = 20 lg , Дб

L_а = 20 lg , Дб

где V и а – соответственно действующие значения скорости (м/с) и ускорения (м/с²);

V_о и а_о – стандартные пороговые значения скорости и ускорения;

V_о = 5 · 10 ^-8 м/с, а_о = 3 · 10^-4 м/с².

Возможна интегральная оценка вибра­ций по частоте нормируемого параметра, а также по дозе вибрации.

Вибрация, воздействующая на человека, нормирует­ся отдельно в каждой стандартной октавной полосе, различно для общей и локальной вибраций. Общая виб­рация нормируется с учетом свойств источника ее воз­никновения и делится на вибрацию:

транспортную, которая возникает в результате дви­жения машин по местности и дорогам (в том числе при их строительстве);

транспортно-технологическую, которая образуется при работе машин, выполняющих технологическую опе­рацию в стационарном положении и (или) при переме­щении по специально подготовленной части производст­венного помещения, промышленной площадке или гор­ной выработке;

технологическую, которая возникает при работе ста­ционарных машин или передается на рабочие места, не имеющие источников вибраций. Наиболее высокие требования предъявляются при нормировании техноло­гических вибраций в помещениях для умственного тру­да, а также в цехах без источников вибраций (рис. 2).

В охране труда допустимые промышленные вибрации ограничиваются санитарными нормами СН – 245 – 71 и СН 626 – 66, регламентирующие предельные значения параметров вибрации – среднеквадратические значения колебательной скорости (м/с) и её уровней (Дб) (табл. 1 и табл. 2).

Нормы по ограничению общих вибраций, т. е. виб­раций рабочих мест (пола, оснований машин, сидений и т. п.), устанавливают величину логарифмического уровня колебательной скорости в октавных диапазонах со среднегеометрическими значениями 2, 4, 8, 16, 32, 63 Гц¹, а нормы по ограничению локальной вибрации — в октавных полосах частот со среднегеометрическими значениями 16, 32, 63, 125, 250, 500, 1000 Гц.

Гигиенические нормы вибрации установлены для длительности рабочей смены 8 ч.

______________

1 Нормирование транспортных вибраций производится с октановой полосы со среднегеометрическим значением 1 Гц.

Рис. 2. Гигиенические нормы вибраций:

1а—транспортная вертикаль­ная вибрации; 16 — транс­портная горизонтальная вибрация; 2 — транспортная технологическая вибрация (вер­тикальная и горизонталь­ная); 3а— технологическая вибрация (вертикальная и горизонтальная) в производ­ственных помещениях с источниками вибрации; 36 — то же в производственных по­мещениях без источников вибрации; 3в — то же помеще­ния для умственного труда и административно-управленческие помещения; 4 - локальная вибрация.

Таблица № 1.

Допустимые значения параметров вибрации.

Среднегеометри ческие и граничные (даны в скобках) частоты октановых полос Гц
Частота, Гц	1, 4	1, 5		2, 3	2, 8	3, 2			5, 6	6, 3			11, 2
Амплитуда (пиковое значение) перемещения при гармоничных колебаниях, мм	3, 11	2, 22	1, 28	0, 73	0, 61	0, 44	0, 28	0, 16	0, 13	0, 009	0, 056	0, 045	0, 041
Средне квадратичное значение колеба тельной скорости	мм/с	11, 2
В дБ относи тельно 5× 10-5 мм/с
Среднегеометри ческие и граничные (даны в скобках) частоты октановых полос Гц
Частота, Гц	11, 2	12, 5			22, 4		31, 6
Амплитуда (пиковое значение) перемещения при гармоничных колебаниях, мм	0, 041	0, 036	0, 028	0, 0225	0, 02	0, 018	0, 014	0, 0113	0, 0102	0, 009	0, 0072	0, 0056	0, 005
Средне квадратичное значение колеба тельной скорости	мм/с
В дБ относи тельно 5× 10-5 мм/с

Таблица № 2.

Допустимые значения вибрации.

Для видов вибрации (или особых условий ее воз­действия), не нашедших отражение в ГОСТ 12.1.012—78* (например, при совместном действии локальной и об­щей вибрации, шума и вибрации и др.), допустимые величины уровня вибраций должны быть приведены в стандартных или технических условиях на конкретные виды оборудования.

Исходя из требований ГОСТ 12.1.012—78* по ограни­чению местной вибрации, разработан стандарт (ГОСТ 17770—72*. «Машины ручные. Допустимые уровни виб­рации»), устанавливающий допустимые логарифмичес­кие уровни среднеквадратичной скорости вибраций в октавных полосах частот для основных типов ручных машин. Он охватывает машины ударного, ударно-пово­ротного, ударно-вращательного действия, предназначен­ные для разрушения горных пород (отбойные молотки, горные сверла, перфораторы), а также машины ударно­го, ударно-поворотного, ударно-вращательного действия для промышленности и строительства (шлифовальные машины, рубильные молотки, клепальные молотки, трамбовки, бетоноломы, электрические перфораторы, свер­лильные машины, гайковерты и т. д.).

Технические характеристики вибрации, определяе­мые по ГОСТ 17770—72* (СТ СЭВ 715—77), позволяют производить объективное сравнение отдельных модифи­каций ручных машин по фактору вибрации и осуществ­лять их контроль по вибрационному фактору как на заводах -изготовителях, так и в процессе эксплуатации.

Имеются стандарты на методы измерения вибраци­онных параметров ручных машин и на средства вибра­ционных испытаний отдельных типов ручных машин (ГОСТ 16519—78 «Машины ручные. Методы измере­ния вибрационных параметров», ГОСТ 16844—80 «Сред­ства испытаний пневматических электрических молот­ков. Технические требования»).

4. Способы снижения вибрации.

Разработка мероприятий по снижению производст­венных вибраций должна производиться одновременно с решением основной задачи современного машинострое­ния — комплексной механизации и автоматизации про­изводства. Введение дистанционного управления цехами и участками позволит полностью решить проблему защиты от вибраций.

В неавтоматизированных производствах осуществля­ют следующие методы по уменьшению вибраций: в ис­точнике возникновения, по снижению их на путях рас­пространения, по снижению вредного воздействия виб­раций на работающих путем соответствующей организа­ции труда, а также применения средств индивидуальной защиты и лечебно-профилактических мероприятий.

Методы борьбы с вибрацией базируются на анализе уравнений, описывающих колебания машин и агрегатов в условиях производства. Эти уравнения сложны, так как любой вид технологического оборудования, так же как и его отдельные конструктивные элементы, являет­ся системой со многими степенями подвижности и обла­дает рядом резонансных частот.

Основными методами борьбы с вибрациями машин и оборудования являются:

1) снижение вибраций воздействием на источник возбуждения (посредством снижения или ликвидации вынуждающих сил);

2) отстройка от режима резонанса путем рацио­нального выбора массы или жесткости колеблющейся системы;

3) вибродемпфироваиие — увеличение механического импеданса колеблющихся конструктивных элементов путем увеличения диссипативных сил при колебаниях с частотами, близкими к резонансным;

4) динамическое гашение колебаний — присоедине­ние к защищаемому объекту системы, реакции которой уменьшают размах вибрации объекта в точках присо­единения системы;

5) изменение конструктивных элементов машин и строительных конструкций.

В соответствии с ГОСТ 12.4.046—78 методы вибраци­онной защиты могут быть также разделены на методы, снижающие параметры вибраций воздействием на ис­точник возбуждения, и методы, снижающие параметры вибраций на путях ее распространения от источника. Последние включают методы 2, 3, 4 приведенной вы­ше классификации, а также виброизоляцию и примене­ние средств индивидуальной защиты. Приведенная клас­сификация методов борьбы с вибрацией на путях рас­пространения справедлива для любого вида возбужде­ния вибраций: силового, кинематического, параметриче­ского и т. д. Возможна также классификация методов борьбы с вибрацией по наличию контакта оператора с вибрирующим объектом.

5. Средства индивидуальной защиты от вибраций. Виброизмерительная аппаратура.

При работе с ручным механизированным электриче­ским и пневматическим инструментом применяют сред­ства индивидуальной защиты рук от воздействия вибра­ций. К ним относят рукавицы, перчатки, а также вибро­защитные прокладки или пластины, которые снабжены креплениями в руке. Общие технические требования к средствам индивидуальной защиты рук от вибраций определены ГОСТ 12.4.002—74. Учитывая неблагоприят­ное воздействие холода на развитие виброболезни, при работе в зимнее время рабочих надо обеспечивать теп­лыми рукавицами.

В целях профилактики вибрационной болезни для работающих с вибрирующим оборудованием рекомен­дуется специальный режим труда. Так, при работе с ручными машинами, удовлетворяющими требованиям санитарных норм, суммарное время работы в контакте с вибрацией не должно превышать 2/3 рабочей смены. При этом продолжительность одноразового непрерывно­го воздействия вибрации, включая микропаузы, входя­щие в данную операцию, не должна превышать для руч­ных машин 15—20 мин.

При таком режиме труда (если прочие факторы ус­ловий труда соответствуют санитарным нормам) реко­мендуется устанавливать обеденный перерыв не менее 40 мин и два регламентированных перерыва (для ак­тивного отдыха, проведения производственной гимнасти­ки по специальному комплексу и физиопрофилактических процедур): 20 мин через 1—2 ч после начала сме­ны и 30 мин через 2 ч после обеденного перерыва.

Для работающих в условиях вибрации при наличии других неблагоприятных факторов (шума, температуры, вредных веществ, излучения и др.), превышающих сани­тарные нормы, режимы труда и отдыха должны уста­навливаться на основе изучения изменения работоспо­собности, отражающей степень неблагоприятного воз­действия всего комплекса факторов условий труда на организм человека.

При работе с вибрирующим оборудованием рекомен­дуется включать в рабочий цикл технологические опера­ции, не связанные с воздействием вибрации.

Рабочие, у которых обнаружена вибрационная бо­лезнь, временно, до медицинского заключения, должны быть пере­ведены на работу, не связанную с вибрацией, значитель­ным мышечным напряжением и охлаждением рук.

При работе в условиях общей вибрации применяется спецобувь (ГОСТ 12.4.024—76).

Вибрацию измеряют в соответствии с требованиями СТ СЭВ 1931—78 «Вибрации. Общие требования к про­ведению измерений», действующих санитарных норм, а также стандартов по ограничению вибраций отдель­ных видов технологического оборудования. Из много­численных видов виброизмерительных приборов, прежде всего, следует отметить отечественную измерительную аппаратуру ИШВ-1 со стандартными октавными фильт­рами, а также измерительный прибор ВИП-2. Из им­портной аппаратуры широко используется прецизионный виброакустическии тракт фнрии «Брюль и Къер» (Да­ния), а также комплект аппаратуры RFT (ГДР).

5. ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ К СДАЧЕ ЭКЗАМЕНА (ЗАЧЕТА).

16. Определение понятия «вибрация».

17. Классификация вибрации по способу действия на организм человека.

18. Действие на организм человека.

19. Локальная вибрация.

20. Вибрационная болезнь.

21. Причины возбуждения вибрации.

22. Основные параметры вибрации.

23. Нормирование вибрации.

24. Гигиенические нормы вибрации.

25. Методы борьбы с вибрацией.

26. Индивидуальные средства защиты от вибрации.

27. Виброизмерительная аппаратура.