Производственные вибрации

Вибрация – сложный колебательный процесс, возникающий при пе­риодическом смещении центра тяжести какого-либо тела от положения равновесия, а также при периодическом изменении формы тела, которую оно имело в статическом состоянии.

Вибрация возникает под действием внутренних или внешних дина­мических сил, вызванных плохой балансировкой вращающихся и движу­щихся частей машин, неточностью взаимодействия отдельных деталей уз­лов, ударными процессами технологического характера, неравномерной рабочей нагрузкой машин, движением техники по неровности дороги и т.д. Вибрации от источника передаются на другие узлы и агрегаты машин и на объекты защиты, т.е. на сиденья, рабочие площадки, органы управления, а вблизи стационарной техники – и на пол (основание). При контакте с ко­леблющимися объектами вибрации передаются на тело человека.

Простейшим видом вибрации является вибрация, действующая по синусоидальному закону.

В соответствии с ГОСТ 12.1.012-90 ССБТ «Вибрационная безо­пасность. Общие требования» и СанПиН 2.2.4/2.1.8.10-33-2002 «Произ­водственная вибрация, вибрация в помещениях жилых и обществен­ных зданий» вибрация делится на:

1) общую;

2) локальную;

3) фоновую.

Общая вибрация передается через опорные поверхности на тело стоящего или сидящего человека. Общую вибрацию по источнику воз­никновения классифицируют на категории:

· категория 1;

· категория 2;

· категория 3.

Категория 1 – транспортные вибрации, воздействующие на челове­ка на рабочих местах транспортных средств (тракторов, сельхозмашин, ав­томобилей, в том числе тягачей, скреперов, грейдеров, катков, снегоочи­стителей, самоходных машин).

Категория 2 – транспортно-технологические вибрации, воздейст­вующие на человека на рабочих местах машин с ограниченной подвижно­стью, которые перемещаются только по специально подготовленным по­верхностям производственных помещений, площадок. К источникам транспортно-технологической вибрации относят: экскаваторы, краны, ма-

шины для загрузки, бетоноукладчики, напольный производственный транс­порт, рабочие места водителей легковых автомобилей, автобусов и т.д.

Категория 3 – технологические вибрации, воздействующие на чело­века на рабочих местах стационарных машин или передающиеся на рабо­чие места, не имеющие источников вибрации. К источникам технологиче­ских вибраций относят: металло- и деревообрабатывающие станки, куз-нечно-прессовое оборудование, электрические машины, вентиляторы, бу­ровые станки, сельхозмашины и т.д.

Общую вибрацию технологической категории по месту ее дейст­вия подразделяют на следующие типы:

1) на постоянных рабочих местах производственных помещений предприятий;

2) на рабочих местах складов, столовых, бытовых, дежурных и других производственных помещений, где нет машин, генерирующих вибрацию;

3) на рабочих местах помещений заводоуправлений, конструктор­ских бюро, лабораторий, учебных пунктов, вычислительных центров, здравпунктов, конторских помещений, рабочих комнат и других помеще­ний для работников умственного труда.

Локальная вибрация передается через руки человека или другие части его тела, контактирующие с вибрирующими поверхностями.

К виброопасному оборудованию относятся отбойные молотки, бето-ноломы, трамбовки, гайковерты, шлифовальные машины, дрели и др.

По источнику возникновения локальные вибрации подразделяют­ся на передающиеся от:

· ручных машин с двигателями (или ручного механизированного
инструмента), органов ручного управления машинами и оборудованием;

· ручных инструментов без двигателей (рихтовочные молотки раз­
ных моделей и т.п.) и обрабатываемых деталей.

По временным характеристикам локальные вибрации подразделя­ются на:

1) постоянные, для которых величина виброскорости изменяется бо­лее чем в 2 раза (на 6 дБ) за время наблюдения не менее 1 мин;

2) непостоянные, для которых величина виброскорости изменяется не менее чем в 2 раза (на 6 дБ) за время наблюдения не менее 1 мин.

В свою очередь, непостоянные вибрации подразделяются на:

1) колеблющиеся во времени, для которых уровень виброскорости непрерывно изменяется во времени;

2) прерывистые, когда контакт оператора с вибрацией в процессе работы прерывается, причем длительность интервалов, в течение которых имеет место контакт, составляет более 1 с;

3) импульсные, состоящие из одного или нескольких вибрационных воздействий (например, ударов), каждый длительностью менее 1 с.

Фоновая вибрация - вибрация, регистрируемая в точке измерения и не связанная с исследуемым источником.

По характеру спектра вибрации подразделяются на:

1) узкополосные, у которых контролируемые параметры в 1/3-октавной полосе частот более чем на 15 дБ превышают значения в соседних 1/3-октавных полосах;

2) широкополосные, которые не отвечают указанному требованию.

По частотному составу вибрации подразделяются на:

1) низкочастотные с преобладанием максимальных уровней в октав-ных полосах 8 и 18 Гц (локальная), и 1 и 4 Гц (общая);

2) среднечастотные - 31,5 и 63 Гц (локальная); 8 и 16 Гц (общая);

3) высокочастотные - 125, 250, 500 и 1000 Гц (локальная); 31,5 и 63 Гц (общая).

Вибрацию характеризуют следующие параметры:

.частота колебаний f, Гц - количество циклов колебаний в единицу времени;

.амплитуда смещения А, м - наибольшее отклонение колеблющей­ся точки от положения равновесия;

.виброскорость v, м/с - максимальное из значений скорости колеб­лющейся точки;

.виброускорение а, м/с² - максимальное из значений ускорений колеблющейся точки.

Виброскорость определяется по формуле:

v = 2 · π ·f·A. Виброускорение определяется по формуле:

а = (2·π ·f)².

Гигиеническую оценку вибрации, воздействующей на человека в производственных условиях, по санитарным нормам рекомендуют произ­водить частотным (спектральным) анализом, интегральной оценкой по частоте нормируемого параметра и дозой вибрации.

Основными нормативными документами в области вибрации явля­ются ГОСТ 12.1.012-90 ССБТ «Вибрационная безопасность. Общие требования», а также СанПиН 2.2.4/2.1.8.10-33-2002.

Основным методом, характеризующим вибрационное воздействие на человека, является частотный анализ.

Предельно допустимый уровень вибрации – уровень параметра вибрации, при котором ежедневная (кроме выходных дней) работа, но не более 40 ч в неделю в течение всего рабочего стажа не должна вызывать заболеваний или отклонений в состоянии здоровья, обнаруживаемых со­временными методами исследований, в процессе работы или в отдаленные сроки жизни настоящего и последующих поколений. Соблюдение ПДУ вибрации не исключает нарушения здоровья у сверхчувствительных лиц.

Нормируемый диапазон частот для локальной вибрации уста­навливается в виде октавных полос со среднегеометрическими частотами 8; 16; 31,5; 63; 125; 250; 500 и 1000 Гц.

Нормируемый диапазон частот для общей вибрации, в зависимо­сти от категории, устанавливается в виде октавных или третьоктавных по­лос со среднегеометрическими частотами 0,8; 1,0; 1,25; 1,6; 2,0; 2,5; 3,15; 4; 5; 6,3; 8; 10; 12,5; 16; 20; 25; 31,5; 40; 50; 63; 80 Гц.

Нормируемыми параметрами постоянной вибрации являются:

· средние квадратические значения виброускорения и виброскоро­
сти, измеряемые в октавных (третьоктавных) полосах частот, или их лога­
рифмические уровни;

· корректированные по частоте значения виброускорения и вибро­
скорости или их логарифмические уровни.