Условиям их эксплуатации

Вибрационное воздействие на операторов машин проявляется в передаче механических колебаний от виброисточника операторам. Объекту (оператору) передается от виброисточника определенное количество энергии Е, величина которой зависит от:

кинетической энергии вибросмещаемого объекта при эксплуатации вибросистемы, его массы m, виброскорости v;

 

потенциальной энергии виброисточника (k – коэффициент упругости объекта вибрационного воздействия, x – амплитуда вибрационного смещения объекта),

 

Численные значения рассматриваемого параметра Е могут быть определены из равенства:

 

 

Средняя величина энергии, передаваемой от виброисточника виброобъекту:

 

 

 

где Т- время накопления дозы вибрации

 

 

Или, с учетом (согласно ГОСТ 12.1.012-78) дозы вибрации

(7)

 

(8)

 

Поскольку среднее значение кинетической энергии

(9)

 

 

То с учетом (1) и (3) уравнение (2) запишется в виде

(10)

 

Следовательно, для оценки величины дозы вибрации необходимо знать суммарное количество кинетической энергии, переданной вибросистемой единице массы виброобъекта.

 

В свою очередь, суммарное количество кинетической энергии, переданной единице массы виброобъекта, определяется по методике, применяемой в виброметрии, и сводится к определению средней величины квадрата виброскорости процесса.

В этой связи, используя рассматриваемую методику, необходимо учитывать гигиенические нормы вибрации при вибрационном воздействии 8ч в сутки (по ГОСТ 12.1.812-78, СН 3044-84)

Гигиеническими нормами вибрации при 8-часовом рабочем дне предусмотрены допустимые значения нормируемого параметра- виброскорости для работы в производственных помещениях или при транспортно-технических условиях. Согласно этим санитарным нормам, условия работы виброобъекта должны быть таковы, чтобы виброскорость при транспортно-технических работах не превышала 0,56 ∙ 10^-2 м/с, а на рабочих местах в производственных помещениях – 0,2∙10^-2 м/с

Что касается локальной вибрации, то для безопасной работы в этих условиях виброскорость, согласно требованиям ГОСТ 12.1.012-78, не должна превышать 4∙10^-2м/с

Приведенные нормативные значения виброскорости должны учитываться при расчетах дозы вибрации для виброобъекта, работающего на конкретном виброисточнике.

 

Наряду с рассмотренными используют и другие методы оценки вибрационного воздействия на человека.

Одним из таких методов является метод оценки вибрационного воздействия по величине логарифмических уровней виброскорости или виброускорения.

(11)

 

где v – реальная скорость вибрации или виброускорения

(12)

 

где a - реальное ускорение вибрации.

Допустимые (опорные) значения виброскорости и виброускорения соответственно:

И

Если принять, что общая или локальная вибрация действует на виброобъект по одной из осей координат x, y или z ортогональной системы, то средняя мощность вибрации запишется в виде:

(13)

 

Где Rez - действительная часть детерминированной дробно-рациональной функции z(ω), называемой входным импедансом в точке приложения силы. Для удобства практических расчетов средней величины мощности вибрации эту формулу удобно записать, преобразовав интеграл в сумму интегралов для каждого из которых определен интервал интегрирования в октавных или третьоктавных полосах частот.

Используя теорему о среднем, запишем ее в виде:

(14)

- средняя величина мощности вибрации;

- среднегеометрическая частота;

- среднеквадратическое значение виброскорости в i - той полосе частот;

 

- действительная часть входного импеданса, рассчитанная для среднегеометрической частоты i - той полосы частот

Записав эту формулу в логарифмическом масштабе, получим удобную для расчета уровней мощности вибрации формулу:

 

(15)

- октавный или третьоктавный уровень мощности вибрации в i -той полосе частот.

Величина определяется из равенства, где

- уровень взвешивающего значения импеданса, в котором z – взвешивающее значение импеданса.

Уровни мощности вибрации могут быть определены также при наличии данных о виброускорении процесса вибрации.

Для этих условий формула (13) запишется в виде:

(16)

 

Где - взвешивающее значение инерцианса;

- уровень виброскорости для i -той

полосы частот;

- среднеквадратичное ускорение в i -той

полосе частот.

Последующая оценка уровней мощности вибрации проводится при, где:

- уровень взвешивающего инерцианса

I₀ =2,54∙10^-5кгс – пороговое(опорное) значение инерцианса;

L_e=10lg(a²-a₀²) – уровень виброускорения, в котором a₀ =3,15∙10^-4 м/с²

При расчетах средней мощности вибрации и

уровня мощности вибрации следует

ориентироваться на нормативные значения этих

параметров.

Изложенные методы определения

вибрационного воздействия на оператора машин

позволяют оценить параметры вибрационного

воздействия и определить их критериальные

значения, обеспечивающие оптимальные

условия вибрационного воздействия на человека

при эксплуатации вибросистем

Вопрос 81: Вибродемпфирующие конструкционные материалы и их применение в виброизоляторах.

При проведении исследовательских и технологических работ широко применяются автоматизированные устройства, вакуумные механические насосы, вибросмесители и другое оборудование, работа которого реализуется в динамическом режиме и сопровождается вибрацией.

Локальная или общая вибрация, действующая на человека, отрицательно влияет на его работоспособность. Поэтому при длительной работе человека с вибросистемами необходимы соответствующие меры его защиты от вибрации.

Для защиты от вибрации широкое применение

находят виброизоляторы - устройства из

конструкционных материалов (или

высокомодульных резин): пружинные элементы,

расположенные между источником вибрации и

защищаемым от вибрации объектом.

Возможно также применение пластинчатых

виброизоляторов, которые используются в качестве

демпфирующих прокладок между фундаментом и

вибросистемой.

В целях обеспечения надежной работы виброизоляторов для их изготовления применяют высокопрочные пружинные стали, а также другие конструкционные материалы, характеризующиеся определенной демпфирующей способностью. Следует заметить, что конструкционные материалы для изготовления виброизоляторов должны сохранять в процессе их эксплуатации требуемый уровень физико-механических характеристик, исключающий возможность их изменения в результате деформационного старения, повышения склонности к хрупкому разрушению, снижения модуля упругости и предела упругой деформации и выносливости (усталости).

В наибольшей степени удовлетворяют рассмотренным требованиям пружинные сплавы и стали. К пружинным общего назначения относят легированные стали перлитного класса. Химический состав некоторых пружинных сталей общего назначения приведен в приложении.

Эффективность применения углеродистых и легированных сталей для пружинных элементов вибросистем обусловлена повышенным содержанием в них углерода, что обеспечивает требуемый уровень их прочности в результате выделения при термообработке дисперсной фазы, блокирующей дислокации.

Наиболее широкое применение при изготовлении пружинных виброизоляторов получили кремнистые пружинные стали. Их эффективное применение объясняется тем, что наличие кремния

(1-3 %) способствует сопротивлению сталей значительным пластическим деформациям. Это особенно важно для безопасной работы пружинных элементов в условиях перегрузки виброизоляторов.

Пружины из кремнистых сталей успешно эксплуатируются в условиях динамической нагрузки, поскольку такие стали характеризуются сочетанием высокой прочности и повышенной пластичности, а также вязкости. В качестве примера можно привести химический состав и свойства кремнистых пружинных сталей, применяемых для изготовления пружин, эксплуатируемых в условиях вибрационных нагрузок.

Содержание кремния в таких сталях 1,5-1,8 % при 0,48-0,55 % углерода, 0,50-0,80 % марганца. Прочность при растяжении достигает 980-1470 МН/м².

Для изготовления виброизоляторов могут быть рекомендованы также кремниемарганцевые, кремниехромистые, кремниеникелевые и кремниевольфрамовые пружинные стали. Применительно к условиям работы виброизоляторов в динамическом режиме целесообразно их изготовление из стали 55СГ2, содержащей 0,54 % С, 1,23 % Si, 1,66 % Мп.

 

Указанная марка стали после закалки и отпуска при 310 ͦ С имеет σ=1100 МН/м², = 803 МН/м², а после отпуска максимальный уровень предела упругости, пластичности, вязкости этой стали не хуже, чем у кремнистых сталей.

 

Вопрос 85: Основные виды утилизации ТПБО.

Основные методы утилизации отходов.

Одной из важнейших задач, стоящих перед мировым сообществом является поиск наиболее эффективных методов переработки отходов. В различных странах эта проблема решается применением одного из известных способов утилизации. Анализ мирового опыта рециклинга отходов показывает, что наиболее часто используемыми методами являются следующие:

1) Термическая обработка, преимущественно сжигание.

2) Аэробное биотермическое компостирование для последующего производства биотоплива и органических удобрений.

3) Анаэробная ферментация, в результате которой образуется биогаз.

Вне зависимости от выбранного метода, переработку в обязательном порядке предваряют такие операции, как сбор, вывоз отходов, а также сортировка. Все эти операции могут быть осуществлены различным способом. В некоторых случаях, благодаря использованию специального оборудования, облегчающего сбор и вывоз отходов, все три операции производятся непосредственно при помощи специальных мусороперегрузочных станций.

Сортировка является обязательной процедурой, которая позволяет отделить пригодные для вторичного использования компоненты. При этом происходит удаление вредных, балластных веществ.

Вывоз отходов для переработки осуществляется с применением специальной техники, оснащенной необходимым оборудованием. Все процедуры, связанные с какими-либо манипуляциями отходами жестко регламентируются нормативами, установленными государственным санитарно-эпидемиологическим надзором.

Выбор способа утилизации отходов определяется в зависимости от состава перерабатываемых отходов, а также от условий региона.

Исследования методов утилизации показывают, что каждый, из существующих имеет определенный круг, как достоинств, так и недостатков. Так, термический способ, являющийся наиболее распространенным, исключает прямое сжигание мусора, ввиду того, что такой способ утилизации наносит вред окружающей среде. В результате прямого сжигания ТБО происходит выброс тяжелых металлов, дибензодиоксинов, дибензофуранов и т.п. Для нейтрализации негативного воздействия на экологию продуктов, выделяемых при термообработке, были разработаны системы шахтных печей для сжигания мусора. Благодаря применению шахтного метода выброс отравляющих веществ удалось снизить в десятки раз.

В качестве основных достоинств термического способа переработки отходов можно назвать оперативное уменьшение объемов отходов в десятки раз.

Процесс компостирования отходов заключается в разложении перерабатываемой массы путем воздействия специальных микроорганизмов. Результатом подобной утилизации является компост – органическое удобрение, а также натуральное биологическое топливо. Существенным недостатком данного способа переработки является высокое содержание вредных примесей в получаемом сырье.

Результатом анаэробной ферментации является получение биогаза. Этот метод применяется во многих странах мира, но является наименее востребованным, по причине низкого качества биогаза, получаемого в результате переработки.

По-видимому, открытие универсального способа переработки отходов ученым только предстоит. Хотя, подробный анализ использования существующих методов утилизации показывает, что при условии должной доработки каждый из них может быть с успехом применен для всех

Вопрос 84: Управление твёрдыми бытовыми и промышленными отходами (ТПБО). Термическое обезвреживание ТПБО.

Управление ТПБО включает обязательные этапы:

– снижение объемов образования и захоронения ТПБО;

– широкое внедрение вторичного использования фракций отходов, обладающих потребительскими свойствами;

– использование соответствующих фракций ТПБО в качестве сырья для производственных процессов;

– утилизация энергетического потенциала отходов;

– создание экологически нейтральных полигонов для захоронения остатков ТПБО.