Размещено на http://www.allbest.ru/

Оглавление

Введение

1. Физические характеристики вибрации

2. Классификация вибраций

3. Действие вибрации на организм человека

4. Нормирование и средства оценки вибраций

5. Системы защиты от вибрации

6. Методы и средства защиты от вибрации

7. Расчет пружинных виброизоляторов

8. Расчет резиновых виброизоляторов

Заключение

Литература



Введение

В условиях становления рыночной экономики проблемы безопасности жизнедеятельности становятся одним из самых острых социальных проблем. Связано это с травматизмом и профессиональными заболеваниями, приводящими в ряде случаев к летальным исходам, притом что более половины предприятий промышленности и сельского хозяйства относится к классу максимального профессионального риска.

Рост профессиональных заболеваний и производственного травматизма, числа техногенных катастроф и аварий, неразвитость профессиональной, социальной и медицинской реабилитации пострадавших на производстве отрицательно сказываются на жизнедеятельности трудящихся, их здоровье, приводят к дальнейшему ухудшению демографической ситуации в стране.

Подтверждением этого служат следующие факторы: высокий удельный вес работников, занятых на рабочих местах, не отвечающих эргономическим и санитарно-гигиеническим требованиям и правилам техники безопасности; быстрый рост уровня профессиональной заболеваемости и производственного травматизма; увеличение тяжести производственного травматизма и его уровня с летальным исходом.

В данной работе представлена теория и расчет средств защиты от вибрации при работе средств механизации по предмету «Охрана труда». Тема актуальна, потому что, вибрация - неблагоприятный производственный фактор, отрицательно влияющий на производительность труда и здоровья работников.

Цель данной работы состоит в изучении и рассмотрении расчета средств защиты от вибрации при работе средств механизации.

К числу основных задач относятся системы защиты от вибрации, методы и средства защиты от вибрации и расчеты виброизоляторов.

1. Физические характеристики вибрации

Вибрация - это механические колебания, передаваемые по жидким или твердым средам.

Вибрация представляет собой кинетическую энергию, передаваемую машине или человеку. Причинами её возникновения являются неуравновешенные силовые воздействия, источниками которых служат:

* возвратно-поступательные движущиеся системы (кривошипно-шатунные механизмы, вибротрамбовки и др.);

* неуравновешенные вращающиеся массы (ручные электрические шлифовальные машины).

В отдельных случаях вибрации могут создаваться также ударами деталей (зубчатые зацепления, подшипниковые узлы).

Неуравновешенные силы появляются в результате дисбаланса, причиной которого может быть неоднородность материала вращающегося тела, несовпадение центра массы тела и оси вращения и др.

Основными параметрами вибрации являются: виброперемещение, виброскорость и виброускорение.

Виброперемещение (x) - величина отклонения колеблющейся точки от положения равновесия (формула 1).

x = x_Т sin(щt +? ) (1)

где xT - амплитуда виброперемещения;

ц - начальная фаза колебаний в момент времени t=0;

щ=2рf - круговая частота (f - частота колебаний).

Виброскорость (х) и виброускорение (а) являются соответственно первой и второй производной по времени от виброперемещения (формула 2,3):

х =щx_Т cos(щt +? ) =х_Т cos(щt +? ) (2)

a = ?щ² x_Т sin(щt +? ) = ?a_Т sin(щt +? ) (3)

где хТ, аТ - максимальные значения соответственно виброскорости и виброускорения колеблющейся точки.

Абсолютные значения параметров, характеризующих вибрацию, изменяются в очень широких пределах, поэтому в практике используются уровни параметров виброскорости (Lх) и виброускорения (Lа) (формула 4,5):

Lх = 20 ? lg (4)

L_а =20? lg (5)

где х, а - соответственно средние квадратичные значения виброскорости (м/с) и виброускорения (м/с2);

х₀ = 5?10^-8 ? - опорное значение виброскорости, м/с;

а₀ = 1?10^-6 ? - опорное значение виброускорения, м/с2.

2. Классификация вибраций

В соответствии с СН 2.2.4/2.1.8.566-96 «Производственная вибрация, вибрация в помещениях жилых и общественных зданий» вибрация, воздействующая на человека, классифицируется следующим образом.

По способу передачи:

* общая вибрация, передающаяся через опорные поверхности на тело сидящего или стоящего человека;

* локальная вибрация, передающаяся через руки человека, на ноги сидящего человека и на предплечья, контактирующие с вибрирующими поверхностями рабочих столов.

По источнику возникновения:

* от внешних источников (городского рельсового транспорта и автотранспорта; промышленных предприятий и передвижных промышленных установок);

* от внутренних источников (инженерно-технологического оборудования зданий и приборов и др.);

* общая на производстве (транспортная, транспортно-технологическая, технологическая).

По характеру спектра:

* узкополостная, у которой контролируемые параметры в одной третьоктавной полосе частот более, чем на 15 дБ превышают значения в соседних третьоктавных полосах;

* широкополостная - с непрерывным спектром более одной октавы.

По направлению действия: в соответствии с направлением осей ортогональной системы координат (X, Y, Z).

По частотному составу:

* низкочастотная (1-4 Гц для общих вибраций, 8-16 Гц для локальных вибраций);

* среднечастотная (8-16 Гц для общих вибраций, 31,5-63 Гц для локальных вибраций);

* высокочастотная (31,5-63 Гц для общих вибраций, 125-1000 Гц для локальных вибраций).

По временным характеристикам:

* постоянная вибрация, для которой величина нормируемых параметров изменяется не более чем на 6 дБ за время наблюдения.

* непостоянная - величина нормируемых параметров изменяется не менее, чем на 6 дБ за время наблюдения не менее 10 минут в том числе: колеблющиеся во времени вибрации, прерывистые вибрации, импульсные вибрации.



3. Действие вибрации на организм человека

При работе в условиях вибраций производительность труда снижается, растет число травм. На некоторых рабочих местах в сельскохозяйственном производстве вибрации превышают нормируемые значения, а в некоторых случаях они близки к предельным. Не всегда соответствуют нормам уровни вибраций на органах управления. Обычно в спектре вибрации преобладают низкочастотные вибрации отрицательно действующие на организм. Некоторые виды вибрации неблагоприятно воздействуют на нервную и сердечно-сосудистую системы, вестибулярный аппарат. Наиболее вредное влияние на организм человека оказывает вибрация, частота которой совпадает с частотой собственных колебаний отдельных органов, примерные значения которых следующие (Гц): желудок - 2...3; почки - 6...8; сердце - 4...6; кишечник- 2...4; вестибулярный аппарат - 0,5..Л,3; глаза - 40...100 и т.д.

Воздействие на мускульные рефлексы достигает 20 Гц; нагруженное массой оператора сиденье на тракторе имеет собственную частоту вибрации 1,5...1,8 Гц, а задние колеса трактора - 4 Гц. Организму человека вибрация передается в момент контакта с вибрирующим объектом: при действии на конечности возникает локальная вибрация, а на все тело - общая. Локальная вибрация поражает нервно-мышечные ткани и опорно-двигательный аппарат и приводит к спазмам периферических сосудов. При длительных и интенсивных вибрациях в некоторых случаях развивается профессиональная патология (к ней чаще приводит локальная вибрация): периферическая, церебральная или церебрально-периферическая вибрационная болезнь. В последнем случае наблюдаются изменения сердечной деятельности, общее возбуждение или, наоборот, торможение, утомление, появление болей, ощущение тряски внутренних органов, тошнота. В этих случаях вибрации влияют и на костно-суставной аппарат, мышцы, периферийное кровообращение, зрение, слух. Местные вибрации вызывают спазмы сосудов, которые развиваются с концевых фаланг пальцев, распространяясь на всю кисть, предплечье, и охватывают сосуды сердца.

Тело человека рассматривается как сочетание масс с упругими элементами. В одном случае это все туловище с нижней частью позвоночника и тазом, в другом - верхняя часть туловища в сочетании с верхней частью позвоночника, наклоненной вперед. Для стоящего на вибрирующей поверхности человека существуют 2 резонансных пика на частотах 5…12 и 17…25 ГЦ, для сидящего на частотах 4…6 ГЦ. Для головы резонансные частоты находятся в области 20…30 Гц. В этом диапазоне частот амплитуда колебаний головы может превышать амплитуду колебаний плеч в 3 раза. Колебания внутренних органов, грудной клетки и брюшной полости обнаруживают резонанс на частотах 3,0...3,5 Гц.

Максимальная амплитуда колебаний брюшной стенки наблюдается на частотах 7...8 Гц. С увеличением частоты колебаний их амплитуда при передаче по телу человека ослабляется. В положении стоя и сидя эти ослабления на костях таза равны 9 дБ на октаву изменения частоты, на груди и голове - 12дБ, на плече -12...14 дБ. Эти данные не распространяются на резонансные частоты, при воздействии которых происходит не ослабление, а увеличение колебательной скорости.

В производственных условиях ручные машины, вибрация которых имеет максимальные уровни энергии (максимальный уровень виброскорости) в полосах низких частот (до 36 Гц), вызывают вибрационную патологию с преимущественным поражением нервно-мышечной ткани и опорно-двигательного аппарата. При работе с ручными машинами, вибрация которых имеет максимальный уровень энергии в высокочастотной области спектра (выше 125 Гц), возникают главным образом сосудистые расстройства. При воздействии вибрации низкой частоты заболевание возникает через 8... 10 лет, а при воздействии высокочастотной вибрации - через 5 лет и раньше. Общая вибрация разных параметром вызывает различную степень выраженности изменений нервно и системы (центральной и вегетативной), сердечнососудистой системы и вестибулярного аппарата.

В зависимости от параметров (частота, амплитуда) вибрация может как положительно, так и отрицательно влиять на отдельные ткани и организм в целом. Вибрацию используют при лечении некоторых заболеваний, но чаще всего вибрацию (производственную) считают вредно влияющим фактором. Поэтому важно знать граничные характеристики, разделяющие позитивное и негативное влияние вибрации на человека. Впервые на полезное значение вибрации обратил внимание французский ученый аббат Сен Пьер, который в 1734 г. сконструировал вибрирующее кресло для домоседов, повышающее мышечный тонус и улучшающее циркуляцию крови. В начале XX в. в России профессор Военно-медицинской академии А. Е. Щербак доказал, что умеренная вибрация улучшает питание тканей и ускоряет заживление ран.

Производственная вибрация, характеризующаяся значительной амплитудой и продолжительностью действия, вызывает у работающих раздражительность, бессонницу, головную боль, ноющие боли в руках людей, имеющих дело с вибрирующим инструментом. При длительном воздействии вибрации перестраивается костная ткань: на рентгенограммах можно заметить полосы, похожие на следы перелома - участки наибольшего напряжения, где размягчается костная ткань. Возрастает проницаемость мелких кровеносных сосудов, нарушается нервная регуляция, изменяется чувствительность кожи. При работе с ручным механизированным инструментом может возникнуть акроасфиксия (симптом мертвых пальцев) - потеря чувствительности, побеление пальцев, кистей рук. При воздействии общей вибрации более выражены изменения со стороны центральной нервной системы: появляются головокружения, шум в ушах, ухудшение памяти, нарушение координации движений, вестибулярные расстройства, похудение.

Основные параметры вибрации: частота и амплитуда колебаний. Колеблющаяся с определенной частотой и амплитудой точка движется с непрерывно меняющимися скоростью и ускорением: они максимальны в момент ее прохождения через исходное положение покоя и снижаются до нуля в крайних позициях. Поэтому колебательное движение характеризуется также скоростью и ускорением, представляющими собой производные от амплитуды и частоты. Причем органы чувств человека воспринимают не мгновенное значение параметров вибрации, а действующее.

Вибрацию часто измеряют приборами, шкалы которых отградуированы не в абсолютных значениях скорости и ускорения, а в относительных - децибелах. Поэтому характеристиками вибрации служат также уровень колебательной скорости и уровень колебательного ускорения. Рассматривая человека как сложную динамическую структуру с изменяющимися во времени параметрами, можно выделить частоты, вызывающие резкий рост амплитуд колебаний как всего тела в целом, так и отдельных его органов. При вибрации ниже 2 Гц, действующей на человека вдоль позвоночника, тело движется как единое целое. Резонансные частоты мало зависят от индивидуальных особенностей людей, так как основной подсистемой, реагирующей на колебания, являются органы брюшной полости, вибрирующие в одной фазе. Резонанс внутренних органов наступает при частоте З...3,5 Гц, а при 4...8 Гц они смещаются.

Если вибрация действует в горизонтальной плоскости по оси, перпендикулярной позвоночнику, то резонансная частота тела обусловлена сгибанием позвоночника и жесткостью тазобедренных суставов. Область резонанса для головы сидящего человека соответствует 20…30 Гц. В этом диапазоне амплитуда виброускорения головы может втрое превышать амплитуду колебаний плеч. Качество зрительного восприятия предметов значительно ухудшается при частоте 60…70 Гц, что соответствует резонансу глазных яблок.

Исследователи Японии установили, что характер профессии определяет некоторые особенности действия вибрации. Например, у шоферов грузовых машин широко распространены желудочные заболевания, у водителей трелевочных тракторов на лесозаготовках - радикулиты, у пилотов, особенно работающих на вертолетах, наблюдается снижение остроты зрения. Нарушения нервной и сердечнососудистой деятельности у летчиков возникают в 4 раза чаще, чем у представителей других профессий.

4. Нормирование и средства оценки вибраций

Нормирование. Цель нормирования вибраций - предотвращение функциональных расстройств и заболеваний, чрезмерного утомления и снижения работоспособности. В основе гигиенического нормирования лежат медицинские показания. Нормированием устанавливают допустимую суточную или недельную дозы, предупреждающие в условиях трудовой деятельности функциональные расстройства или заболевания работающих.

Для нормирования воздействия вибрации установлены четыре критерия: обеспечение комфорта, сохранение работоспособности, сохранение здоровья и обеспечение безопасности. В последнем случае используются предельно допустимые уровни для рабочих мест.

Применительно к вибрациям существует техническое (распространяется на источник вибрации) и гигиеническое нормирование (определяет ПДУ вибрации на рабочих местах). Последнее ограничивает уровни вибрационной скорости и ускорения в октавных или третьоктавных полосах среднегеометрических частот.

При гигиенической оценке вибраций нормируемыми параметрами являются средние квадратичные значения виброскорости (и их логарифмические уровни) или виброускорения как в пределах отдельных октав, так и третьеоктавных полос. Для локальной вибрации нормы вводят ограничения только в пределах октавных полос. Например, когда устанавливают регулярные перерывы в течение рабочей смены при локальной вибрации, допустимые значения уровня виброскорости увеличивают.

При интегральной оценке по частоте нормируемым параметром является корректированное значение контролируемого параметра вибрации, измеряемое при помощи специальных фильтров. Локальную вибрацию оценивают, используя среднее за время воздействия корректированное значение.

Вибрацию, воздействующую на человека, нормируют для каждого установленного направления. Гигиенические нормы вибрации при частотном (спектральном) анализе установлены для длительности воздействия 480 мин. Гигиенические нормы в логарифмических уровнях среднеквадратических значений виброскорости для общей локальной вибрации в зависимости от категории (1,2, За, б, в, г) приведены в ГОСТ 12.1.012-78; там же указаны нормы при интегральной оценке по частоте нормируемого параметра. Эти значения положены в основу норм СН 245-71 и требований в рамках ССБТ.

Вибрацию классифицируют по следующим признакам: по способу воздействия на человека - общая и локальная; по источнику возникновения - транспортная (при движении машин), транспортно-технологическая (при совмещении движения с технологическим процессом, например при косьбе или обмолоте самоходным комбайном, рытье траншей экскаватором и т. п.) и технологическая (при работе стационарных машин, например насосных агрегатов);

по частоте колебаний - низкочастотная (менее 22,6 Гц), среднечастотная (22,6...90 Гц) и высокочастотная (более 90 Гц); характеру спектра - узко- и широкополосная; времени действия - постоянная и непостоянная; последнюю, в свою очередь, делят на колеблющуюся во времени, прерывистую и импульсную.

Нормы вибрации установлены для трех взаимно перпендикулярных направлений вдоль осей ортогональной системы координат. При измерении и оценке общей вибрации необходимо помнить, что ось X расположена в направлении от спины к груди человека, ось Y- от правого плеча к левому, ось Z- вертикально вдоль туловища. При измерении локальной вибрации следует учитывать, что ось Z направлена вдоль ручного инструмента, а оси Х Y- перпендикулярно к ней.

Стандартом установлены нормы отдельно для транспортной вибрации (категория 1), транспортно-технологической (категория 2) и технологической (категория 3); причем нормы для третьей категории подразделены на подкатегории: За - для вибрации, действующей на постоянных рабочих местах производственных помещений; 3б - на рабочих местах складов, бытовых, дежурных и подсобных помещений, в которых отсутствуют генерирующие вибрацию машины; Зв -в помещениях для работников умственного труда.

Средства оценки. Вибрации измеряют виброметрами типов НВА-1 и ИШВ-1. Аппаратура НВА-1 в комплекте с пьезометрическими датчиками Д-19, Д-22, Д-26 позволяет определять низкочастотную виброскорость и виброускорения. Виброизмерительный комплекс представляет собой измерительный преобразователь (датчик), усилитель, полосовые фильтры и регистрирующий прибор. Контролируемые параметры - действующие значения виброскорости, ускорения или их уровней (дБ) в октавных полосах частот. Параметры вибрации определяют в том направлении, где колебательная скорость наибольшая.

5. Системы защиты от вибрации

Классификация средств и методов защиты от вибрации определена ГОСТ 26568-85 «Вибрация. Методы и средства защиты. Классификация».

Средства защиты от вибрации по организационному признаку делятся на коллективные (рисунок 1) и индивидуальные.

Рисунок 1 - Классификация методов и средств защиты от вибрации

Средства индивидуальной защиты (СИЗ) рук, ног и тела оператора от вибрации используются на производстве в случае необходимости.

В качестве СИЗ рук от вибрации применяются антивибрационные рукавицы.

Основными требованиями, предъявляемые к СИЗ являются:

* эффективность;

* максимальная толщина упругодемпфирующего материала 5…10 мм.

В зависимости от области применения средства защиты ног подразделяются на обувь, подметки и наколенники. В них используются специальные вибродемпфирующие материалы, которые ослабляют вибрацию в диапазоне частот 11…90 Гц.

Для защиты тела оператора используются нагрудники, пояса и специальные костюмы. Все виды защиты снижают вибрацию максимум на 10 дБ.

Вибродемпфирование это процесс уменьшения уровня вибраций путем превращения энергии механических колебаний системы в другие виды энергии. Увеличение потерь энергии в системе может быть достигнуто использованием конструктивных материалов с большим внутренним трением, нанесением слоя упруговязких материалов, обладающих большими потерями на внутреннее трение, использованием поверхностного трения или переводом механической колебательной энергии в энергию токов Фуко или электромагнитного поля.

В качестве демпфирующих материалов используют пластмассу, дерево, резину. С целью снижения вибрации начат выпуск ручного механизированного инструмента в корпусах из полимерных материалов. На многих видах оборудования внедряется постановка в подшипниковые узлы вибродемпфирующих втулок, что значительно снижает уровень вибраций. Использование пластмасс позволяет снизить уровень вибрации по виброскорости на 810 дБ. В том случае, когда применение полимерных покрытий в качестве конструктивных не представляется возможным, для снижения вибраций используют вибродемпфирующие покрытия, переводящих колебательную энергию покрытия в тепловую.

Действие жестких покрытий проявляется главным образом на низких и средних частотах, мягких на высоких. В качестве жестких покрытий используются твердые пластмассы, битуминизированный войлок, а также различные полимерные смеси. В качестве мягких мягкие пластмассы, материалы типа резины, пенопласты, поливинилхлоридные пластики. Хорошо демпфируют колебания смазочные материалы.

Под виброгашением понимают уменьшение уровня вибрации защищаемого объекта путем введения в систему дополнительных сопротивлений упругого или инерционного типа. Чаще всего виброгашение реализуется путем установки агрегатов на самостоятельные фундаменты. Иногда для небольших объектов между основанием и агрегатом устанавливают массивную опорную плиту. Используют также установку виброгасителей как дополнительную колебательную систему.

Виброгаситель жестко крепится на вибрирующем агрегате, поэтому в нем в каждый момент времени возбуждаются колебания, находящиеся в противофазе с колебаниями агрегата. Недостаток динамического виброгасителя он действует только на своей резонансной частоте.

Виброгашение путем увеличения жесткости системы достигают изменением конструкции и, в частности, введением ребер жесткости, что способствует снижению амплитуды смещения отдельных точек и снижению уровня вибрации.

Виброизоляция это уменьшение уровня вибрации защищаемого объекта путем уменьшения передачи колебаний этому объекту от источника колебаний.

Виброизоляция осуществляется посредством введения в колебательную систему дополнительной упругой связи, препятствующей передаче вибраций от источника колебаний к элементам конструкции или человеку. Виброизоляция достигается путем установки агрегатов на специальные упругие устройства (опоры), обладающие малой жесткостью.

Эффективность виброизоляции оценивается коэффициентом передачи, который имеет физический смысл отношения силы, действующей на основание при наличии упругой связи, к силе, действующей при жесткой связи. Чем это отношение меньше, тем лучше виброизоляция.

6. Методы и средства защиты от вибрации

Для защиты от вибрации применяют следующие методы: снижение виброактивности машин; отстройка от резонансных частот; вибродем- пфирование; виброизоляция; виброгашение, а также индивидуальные средства защиты.

Снижение виброактивности машин (уменьшение Fm) достигается изменением технологического процесса, применением машин с такими кинематическими схемами, при которых динамические процессы, вызываемые ударами, ускорениями и т. п. были бы исключены или предельно снижены, например, заменой клепки сваркой; хорошей динамической и статической балансировкой механизмов, смазкой и чистотой обработки взаимодействующих поверхностей; применением кинематических зацеплений пониженной виброактивности, например, шевронных и косозубых зубчатых колес вместо прямозубых; заменой подшипников качения на подшипники скольжения; применением конструкционных материалов с повышенным внутренним трением.

Отстройка от резонансных частот заключается в изменении режимов работы машины и соответственно частоты возмущающей вибросилы; собственной частоты колебаний машины путем изменения жесткости системы с например установкой ребер жесткости или изменения массы системы (например путем закрепления на машине дополнительных масс).

Вибродемпфирование - это метод снижения вибрации путем усиления в конструкции процессов трения, рассеивающих колебательную энергию в результате необратимого преобразования ее в теплоту при деформациях, возникающих в материалах, из которых изготовлена конструкция. Вибродемпфирование осуществляется нанесением на вибрирующие поверхности слоя упруговязких материалов, обладающих большими потерями на внутреннее трение,- мягких покрытий (резина, пенопласт ПХВ-9, мастика ВД17-59, мастика «Анти-вибрит») и жестких (листовые пластмассы, стеклоизол, гидроизол, листы алюминия); применением поверхностного трения (например, прилегающих друг к другу пластин, как у рессор); установкой специальных демпферов.

Виброгашение (увеличение массы системы) осуществляют путем установки агрегатов на массивный фундамент. Виброгашение наиболее эффективно при средних и высоких частотах вибрации. Этот способ нашел широкое применение при установке тяжелого оборудования (молотов, прессов, вентиляторов, насосов и т. п.).

Повышение жесткости системы, например путем установки ребер жесткости. Этот способ эффективен только при низких частотах вибрации.

Виброизоляция заключается в уменьшении передачи колебаний от источника к защищаемому объекту при помощи устройств, помещаемых между ними. Для виброизоляции чаще всего применяют виброизолирующие опоры типа упругих прокладок, пружин или их сочетания. Эффективность виброизоляторов оценивают коэффициентом передачи КП, равным отношению амплитуды виброперемещения, виброскорости, виброускорения защищаемого объекта, или действующей на него силы к соответствующему параметру источника вибрации. Виброизоляция только в том случае снижает вибрацию, когда КП < 1. Чем меньше КП, тем эффективнее виброизоляция.

Профилактические меры по защите от вибраций заключаются в уменьшении их в источнике образования и на пути распространения, а также в применении индивидуальных средств защиты, проведении санитарных и организационных мероприятий.

Уменьшения вибрации в источнике возникновения достигают изменением технологического процесса с изготовлением деталей из капрона, резины, текстолита, своевременным проведением профилактических мероприятий и смазочных операций; центрированием и балансировкой деталей; уменьшением зазоров в сочленениях. Передачу колебаний на основание агрегата или конструкцию здания ослабляют посредством экранирования, что является одновременно средством борьбы и с шумом.

В качестве вибропоглощающих покрытий обычно используют мастики № 579, 580, типа БД-17 и простейшие конструкции (слои рубероида, проклеенные битумом или синтетическим клеем).

Если методы коллективной защиты не дают результата или их нерационально применять, то используют средства индивидуальной защиты. В качестве средств защиты от вибрации при работе с механизированным инструментом применяют антивибрационные рукавицы и специальную обувь. Антивибрационные полусапоги имеют многослойную резиновую подошву.

Длительность работы с вибрирующим инструментом не должна превышать 2/3 рабочей смены. Операции распределяют между работниками так, чтобы продолжительность непрерывного действия вибрации, включая микропаузы, не превышала 15...20 мин. Рекомендуется делать перерывы на 20 мин через 1...2ч после начала смены и на 30 мин через 2 ч после обеда.

Во время перерывов следует выполнять специальный комплекс гимнастических упражнений и гидропроцедуры - ванночки при температуре воды 38 °С, а также самомассаж конечностей.

Если вибрация машины превышает допустимое значение, то время контакта работающего с этой машиной ограничивают.

Для повышения защитных свойств организма, работоспособности и трудовой активности следует использовать специальные комплексы производственной гимнастики, витаминную профилактику (два раза в год комплекс витаминов С, В, никотиновую кислоту), спецпитание.

7. Расчет пружинных виброизоляторов

Рисунок 2 - Пружинный виброизолятор

Сначала определяют расчетную частоту вращения n_p и требуемую эффективность виброизоляции ДL_Т (табл. 1)



Таблица 1 - Расчетная частота вращения n_р и требуемая эффективность виброизоляции ДL_T

Вид оборудования	Значения ДLT, дБА
Поршневые компрессоры мощностью, кВт:
До 15	17
От 20 до 60	20
От 75 до 150	26
Центробежные насосы	26
Автономные кондиционеры	20
Вентиляторы с частотой вращения, мин-1:
Более 800	26
500…800	20…36
350…500	17…20
200…350	11…17

Далее находят расчетную частоту возбуждающей силы, Гц,

f_в = n_у / 60 , (6)

где n_y - частота вращения частей установки, мин-1.

Если в работающей установке существуют части, вращающиеся с различной частотой, то в качестве расчетной принимают наименьшую из них. вибрация работоспособность безопасность

Отношение С расчетной частоты возбуждающей силы fв к предельно допустимой частоте собственных вертикальных колебаний fод виброизолированной установки принимают в зависимости от требуемой эффективности виброизоляции ДL_T из следующих значений (табл. 2)

Таблица 2 - Требуемая эффективность виброизоляции

ДLТ, дБ	5	7,5	10	15	20	25	30	35
С = fв/fод	1,65	1,8	2	2,6	3,3	4,2	5,4	7

По выбранному значению параметра С определяют предельно допустимую частоту, Гц,

f_од = f_в / С (7)

Требуемую общую массу, кг, виброизолированной установки рассчитывают по формуле

m_T ? 2,5е ? т_в / А_д , (8)

где е - эксцентриситет вращающихся частей, мм;

т_в - масса вращающихся с частотой nу частей установки, кг;

Ад - максимально допустимая амплитуда смещения центра тяжести установки, мм.

Если величины е и Ад неизвестны, то, например, для вентиляционной установки можно приближенно принять е_д = 0,2…0,4 мм при динамической балансировке и ес= 1…1,5 мм при статической балансировке. Максимально допустимую амплитуду смещения Ад центра тяжести установки принимают из значений указанных в таблице 3.

Таблица 3 - Максимально допустимую амплитуду смещения

Частота вращения nу, мин-1	300	400	500	600	700	900	1200	1500	3000
Ад, мм	0,2	0,18	0,16	0,145	0,13	0,11	0,09	0,07	0,04

Далее вычисляют суммарную массу, кг, установки с рамой

m₀ = m_y + т_p , (9)

где т_y - масса установки, кг;

т_p - масса рамы, кг.

При этом должно соблюдаться условие

m₀ ? т_T (10)

Определяют статистическую Рс и расчетную максимальную Рр мax нагрузки на одну пружину, Н:

P_c= ; (11)

P_pmax=P_c+ , (12)

где nв - число виброизоляторов;

x - число пружин в одном виброизоляторе.

Требуемую суммарную жесткость, Н/м, виброизоляторов в вертикальном направлении рассчитывают по формуле

УК_в = 4р² f_од ²m₀ = 39,48 f_од ²m₀. (13)

Требуемая жесткость, Н/м, одной пружины в продольном направлении

K_mp = . (14)

Марку применяемых в виброизоляторах опорных пружин выбирают с соблюдением условий:

P_Tmax? P_Pmax ; K_T ? K_TP (15)

где Р_Tmax - максимальная рабочая нагрузка на пружину, Н (табл. 4);

К_T - жесткость пружин в продольном направлении, Н/м (табл. 4).

Таблица 4 - Параметры типовых значений опорных пружин

Параметр	Марка пружины
	ДО-38	ДО-39	ДО-40	ДО-41	ДО-42	ДО-43	ДО-44	ДО-45
Максимальная рабочая нагрузка на пружину, Н	120	220	340	550	960	1680	2430	3800
Собственная частота вертикальных колебаний при максимальной рабочей нагрузке, Гц	3	2.7	2.5	2.4	2.1	2.1	1.9	1.8
Жесткость пружины в продольном направлении, Н/м	0.46	0.62	0.83	1.26	1.68	3.0	3.64	4.5
Диаметр проволоки, мм	3	4	5	6	8	10	12	15
Диаметр пружины, мм	30	40	50	54	72	80	96	120
Высота пружины в ненагруженном состоянии, мм	65	84	100	114	152	171	202	245
Число рабочих витков	6.5	6.5	6.5	6.5	6.5	6.5	6.5	6.5
Полная высота пружины в ненагруженном состоянии, мм	68	88	107	123	164	186	220	275
Шаг ненагруженной пружины, мм	10	13	17	18	24	27	32	40

Уровень шума, дБА, после установки вентиляционной установки приблизительно можно определить по следующим эмпирическим формулам:

при массе 1 м2 стены менее 200 кг

L_из1=L- ДL -(23 lg? Q+13) (16)

при массе 1 м2 стены более 200 кг

L_из1=L- ДL -(23 lg? Q- 9) (17)

где L - фактический уровень шума в помещении, дБА;

ДL - требуемая эффективность виброизоляции, дБА;

Q - масса 1 м2 звукоизолирующей стены, кг/м2.

8. Расчет резиновых виброизоляторов

Рисунок 3 - Типовые конструкции резинометаллических виброизоляторов: 1 - верхняя пластина; 2 - резиновый массив; 3 - нижняя пластина

Рисунок 4 - Резиновый виброизолятор: 1 - груз массой m; 2 - основание; 3 - резиновые виброизоляторы

Начало расчета резиновых виброизоляторов аналогично расчету пружинных виброизоляторов. После определения массы установки вычисляют площадь поперечного сечения всех виброизоляторов, м2:

F_в = 9,81т_о /у, (18)

где то - общая масса установки, кг;

у - расчетное статистическое напряжение в резине: для мягкой резины

(1…3)·105 Н/м2, для резины с большей твердостью (3,1…5)·105 Н/м2.

Рабочую высоту, м, каждого виброизолятора находят по выражению

Нр = , (19)

где Е - динамический модуль упругости резины, Па;

УКв - требуемая суммарная жесткость виброизоляторов, Н/м

Модуль упругости резины можно выбрать в зависимости от ее твердости по Шору (табл. 5).

Таблица 5 - Модуль упругости резины

Твердость резины (по Шору)	30	35	40	45	50	55	60	65	70
Динамический модуль упругости Е·105, Па	15	20	30	40	50	60	71	85	100

Площадь поперечного сечения одного виброизолятора, м2,

F₁= F_в / n_в , (20)

где n_в - число виброизоляторов.

Далее для виброизолятора призматической формы находят сторону квадрата, м,

В = , (21)

а для виброизолятора цилиндрической формы - диаметр, м,

D = . (22)

Для обеспечения устойчивости виброизоляции необходимо, чтобы соблюдалось условие

1,5Нр ? В ? 8Нр (23)

1,5Нр ? D ? 8Нр . (24)

Если это условие не выполняется, необходимо или взять резину другой твердости, или принять другое число изоляторов, или увеличить площадь их поперечного сечения, или выбрать пружинные виброизоляторы.

Полную высоту, м, виброизолятора определяют по формуле

Н=Нр + 0,125В , (25)

Н=Нр + 0,125 D. (26)

После уточнения размеров виброизоляторов следует проверить обеспечиваемую

ДL_у = 20 ? lg ?-1, где

f₀ 1/2р - уточненная частота собственных вертикальных колебаний, Гц;

У K_в.у.=EF_в.у./H_р - уточненная общая жесткость всех виброизоляторов, м2;

где т_о.у. - уточненная масса виброизолированной устоновки, кг.

Если общая масса установки то?тт, то то.у=то.

Полученное значение ДLу должно быть близко к выбранному ДLТ или меньше его.



Заключение

Безопасность жизнедеятельности человека стоит на первом месте. Но на многих предприятиях не соблюдается либо игнорируется техника безопасности, тем самым, и условия труда не самые благоприятные. Так же следует хорошо вести расчет средств защиты от вибрации.

Обеспечение безопасности производства и охраны труда работников - одна из самых главных проблем национальной безопасности страны.



Литература

1. «Охрана труда от «А» до «Я»» С.А. Андреев, О.С. Ефремова, М. 2006 г.

2. Белов, С.В. Безопасность жизнедеятельности: учебник / С.В. Белов, А.В. Ильницкая, А.Ф. Козьяков; под общ. ред. С.В. Белова. - Изд. 3-е, испр. и доп. - М.: Высшая школа, 2001. - 485 с.: ил.

ГОСТ 26568-85 Вибрация. Методы и средства защиты. Классификация. - Введ. 1985-06-26. См. 1.6 стр. 17.

3. СН 2.2.4/2.1.8.566-96 Производственная вибрация, вибрация в помещениях жилых и общественных зданий. - Введ. 1996-10-31. См. 1.2 стр 5.

4. Курдюмов, В.И. Проектирование и расчет средств обеспечения безопасности: учеб. пособие / В.И. Курдюмов, Б.И. Зотов. - М.: Колос С, 2005. - 216 с. См. 1.7 стр 20 , 1.8 стр 26.

Размещено на Allbest.ru

...