Причини і джерела вібрацій, основні їх параметри. Методи і засоби захисту від вібрацій.

Під вібрацією розуміють механічні коливання твердого тіла. Найпростішим видом таких коливань є гармонійні коливання, при яких відбувається почергове наростання та спадання в часі значень рухомої точки чи механічної системи.

Вібрації виникають, зазвичай, при роботі машин та механізмів, які мають неврівноважені і незбалансовані частини, що обертаються чи здійснюють зворотно-посту-пального руху. До такого устаткування належать оброблювальні верстати, штампувальні та ковальські молоти, електро- та пневмоперфоратори, електроприводи, насосні установки, компресори, механізований інструмент та ін. При роботі даного устаткування вібрація відіграє негативну роль.

Вібрація характеризується абсолютними та відносними параметрами. До основних абсолютних параметрів належать: вібропереміщення - миттєве значение кожної з координат, які описують положення тіла, чи матеріальної точки під чаш вібрації; амплітуда вібропереміщення - найбільше відхилення точки, яка коливавється з певною частотою, від положення рівноваги, м; віброшвидкість - кінематичний параметр, що дорівнює швидкості переміщення точки, яка коливається з певною частотою, м/с; віброприскорення - кінематичний параметр, що дорівнює прискоренню переміщення точки, яка коливається з певною частотою, м/с2; період вібрації - найменший інтервал часу, через який під час періодичної вібрації повторюється кожне значення величини, яка характеризує вібрацію, с; частота вібрації - величина, обернено пропорційна періоду вібрації, яка показує кількість коливань за одиницю часу точки під час вібрації, Гц. Оскільки абсолютні параметри, що характеризують вібрацію змінюються в широких межах, то на практиці частіше використовують відносні параметри - рівні, які визначаються відносно опорного значення відповідного параметра вимірюються в децибелах.

Для захисту від вібрації застосовують такі методи: зниження вібро активності машин; відбудова від резонансних частот; вібро демпфування; віброізоляція; вібро гасіння, а також індивідуальні засоби захисту.

Зниження вібро активності машин досягається зміною технологічного процесу, застосуванням машин з такими кінематичними схемами, при яких динамічні процеси, викликані ударами, прискореннями і т.п. були б виключені або гранично знижені, наприклад, заміною клепки зварюванням; гарною динамічної і статичної балансуванням механізмів, мастилом і чистотою обробки взаємодіючих поверхонь; застосуванням кінематичних зачеплень зниженою вібро активності, наприклад, шевронних і косозубих зубчастих коліс замість прямозубих; заміною підшипників кочення на підшипники ковзання; застосуванням конструкційних матеріалів з підвищеним внутрішнім тертям.

Налаштування від резонансних частот полягає в зміні режимів роботи машини і відповідно частоти вимушених вібро сіли; власної частоти коливань машини шляхом зміни жорсткості системи з наприклад установкою ребер жорсткості або зміни маси системи (наприклад шляхом закріплення на машині додаткових мас).

Вібро демпфування - це метод зниження вібрації шляхом посилення в конструкції процесів тертя, розсіюють коливальну енергію в результаті необоротного перетворення її в теплоту при деформаціях, що виникають у матеріалах, з яких виготовлена конструкція. Вібро демпфування здійснюється нанесенням на вібруючі поверхні шару пружно в'язких матеріалів, що володіють великими втратами на внутрішнє тертя, - м'яких покриттів та жорстких; застосуванням поверхневого тертя; установкою спеціальних демпферів.

Вібро гасіння (збільшення маси системи) здійснюють шляхом установки агрегатів на масивний фундамент. Вібро гасіння найбільш ефективно при середніх і високих частотах вібрації. Цей спосіб знайшов широке застосування при установці важкого устаткування (молотів, пресів, вентиляторів, насосів і т.п.).

Підвищення жорсткості системи, наприклад шляхом встановлення ребер жорсткості. Цей спосіб ефективний тільки при низьких частотах вібрації.

Віброізоляція полягає у зменшенні передачі коливань від джерела до захищається за допомогою пристроїв, які розміщені між ними. Для віброізоляції найчастіше застосовують вібро ізолюючі опори типу пружних прокладок, пружин або їх поєднання. Ефективність вібро ізоляторів оцінюють коефіцієнтом передачі КП, рівним відношенню амплітуди вібро переміщення, вібро швидкості, вібро прискорення, що захищається, або діє на нього сили до відповідного параметру джерело вібрації. Віброізоляція тільки в тому випадку знижує вібрацію, коли КП < 1. Чим менше КП, тим ефективніше віброізоляція.

Профілактичні заходи щодо захисту від вібрацій полягають у зменшенні їх у джерелі освіти і на шляху поширення, а також у застосуванні індивідуальних засобів захисту, проведення санітарних та організаційних заходів.

Зменшення вібрації в джерелі виникнення досягають зміною технологічного процесу з виготовленням деталей з капрону, гуми, текстоліту, своєчасним проведенням профілактичних заходів та мастильних операцій; центруванням і балансуванням деталей; зменшенням зазорів у з'єднаннях. Передачу коливань на підставу агрегату або конструкцію будинку послаблюють допомогою екранування, що є одночасно засобом боротьби і з шумом.

Якщо методи колективного захисту не дають результату або їх нераціонально застосовувати, то використовують засоби індивідуального захисту. Як засоби захисту від вібрації при роботі з механізованим інструментом застосовують антивібраційні рукавиці і спеціальне взуття. Антивібраційні підлозі чоботи мають багатошарову гумову підошву.

Тривалість роботи з вібруючим інструментом не повинна перевищувати 2/3 робочої зміни. Операції розподіляють між працівниками так, щоб тривалість безперервної дії вібрації, включаючи мікро паузи, не перевищувала 15.20 хв. Рекомендується робити перерви на 20 хв. через 1.2 год. після початку зміни і на 30 хв. через 2 години після обіду.

Під час перерв слід виконувати спеціальний комплекс гімнастичних вправ і гідро процедури - ванночки при температурі води 38° С, а також саме масаж кінцівок.

Якщо вібрація машини перевищує припустиме значення, то час контакту працюючого з цією машиною обмежують.

Для підвищення захисних властивостей організму, працездатності і трудової активності слід використовувати спеціальні комплекси виробничої гімнастики, вітамінну профілактику (два рази на рік комплекс вітамінів С, В, нікотинову кислоту), спецхарчування.