71219

Основные понятие о вибрации, ее влияние на организм

Лабораторная работа

Физика

К источникам технологических вибраций относятся: оборудование действие которого основано на использовании вибрации и ударов виброплатформы вибростенды молоты штампы прессы и т. Степень воздействия общей вибрации на организм характеризуется следующими показателями...

Русский

2014-11-03

124.5 KB

1 чел.

  1.  Цель работы

       Изучить основные понятие о вибрации, ее влияние на организм

человека, нормирование и методы борьбы, приобрести практические  навыки в определении параметров вибрации лабораторной установки, сравнить их с санитарными нормами спектральных показателей вибрационной нагрузки на оператора в зависимости от категории вибрации, оценить эффективность виброизоляции и указать мероприятия по снижению или исключению воздействия вибрации на работающих.

  1.  Ответы на контрольные вопросы.

       2.1. Как подразделяется вибрация по способам передачи на организм человека.

общая (вибрация рабочих мест), передающаяся через опорные поверхности тела в положении сидя или стоя;

локальная, передающаяся на руки работающего.

      2.2.Общая вибрация, ее частотный диапазон и воздействие на организм человека.

    Общая вибрация по источнику возникновения подразделяется на транспортную, транспортно-технологическую и технологическую.

      На рабочие места передается низкочастотная толчкообразная вибрация беспорядочного характера, возникающая в процессе передвижения машин по неровной поверхности или от работы подвижных частей механизмов. На рабочее место водителя, в т.ч. и на органы управления, передается вибрация, возникающая в результате работы двигателя.

  К источникам технологических вибраций относятся: оборудование, действие которого основано на использовании вибрации и ударов (виброплатформы, вибростенды, молоты, штампы, прессы и т .д.);мощные электрические установки (компрессоры, насосы, вентиляторы, некоторые металлообрабатывающие станки и др.).

  Степень воздействия общей вибрации на организм характеризу-

ется следующими показателями :

  1) состоянием основных нервных процессов в центральной нервной системе (возбуждения и торможения);

  2) реакциями со стороны сердечно-сосудистой системы (изменением сердечной деятельности);

  3) общим состоянием: утомлением, проявлением в связи с воздействием В. других неприятных ощущений (зуда, тошноты, ощущения тряски внутренних органов и т. д.).

  Для стоящего на вибрирующей поверхности человека имеются два резонансных пика на частотах 5–12 Гц и 17–25 Гц, для сидящего на частотах 4–6 Гц. Для большинства внутренних органов собственные частоты лежат в диапазоне 6–9 Гц. Особенно опасна вибрация с частотой около 8 Гц из-за ее возможного совпадания с ритмом биотока мозга.

 

2.3. Локальная вибрация, ее частотный диапазон и воздействие на организм человека.

   Производственными источниками локальной вибрации является

ручной механизированный инструмент ударного (клепальные, рубильные, отбойные молотки, пневмотрамбовки), ударно-вращательного (пневматические и электрические перфораторы) и вращательного (шлифовальные, сверлильные инструменты; электро-и бензомоторные пилы) действия. Локальная вибрация имеет место

      - при точильных, наждачных, шлифовальных, полировочных работах, выполняемых на стационарных станках с ручной подачей изделий;

      - при работе ручным инструментом без двигателей (рихтовочные работы). К возможным источникам локальной вибрации относятся органы ручного управления машинами и оборудованием.

 Ручные виброопасные механизмы генерируют вибрацию, уровни которой зачастую значительно превышают нормативные значения

(112 дБ) на 5–26 дБ и более. Пневмотрамбовки, гайковертки, горные сверла создают вибрацию с высокими уровнями в области низких частот. Максимальные уровни колебательной скорости пневматических отбойных молотков, бурильных перфораторов с числом ударов до 2000 в 1 мин чаще лежат в широкой области низкой, средних и отчасти высоких частот.

    При увеличении интенсивности колебаний, длительности их

воздействия возникают изменения, приводящие в ряде случаев к развитию профессиональной патологии вибрационной болезни.

   С р е д н е и в ы с о к о ч а с т о т н а я вибрация вызывает

различные по степени выраженности сосудистые, нервно-мышечные,костно-суставные и иные нарушения. При работе со шлифовальными инструментами и другими источниками высокочастотной вибрации возникают в основном сосудистые нарушения. В результате влияния интенсивной локальной вибрации вначале появляются функциональные, а затем дистрофические изменения в рецепторном аппарате и нервных сплетениях мелких сосудов в области верхних конечностей.

  2.4. Как подразделяется общая вибрация по категориям?

     Общую вибрацию по источнику ее возникновения подразделяют на три категории (см. Приложение В):

Категория 1 – транспортная;

категория 2 – транспортно-технологическая;

категория 3 – технологическая.

        Технологическая вибрация в свою очередь подразделяется на три категории:3авибрация, возникающая у операторов стационарных машин и оборудования или передающаяся на рабочие места, не имеющие источников вибрации; 3б вибрация, передающаяся на рабочие места в складах, бытовых, дежурных и других производственных помещениях, где нет генерирующих машин; 3в вибрация на рабочих местах работников умственного труда персонала, не занимающегося физическим трудом.

     Гигиеническую оценку вибрации, воздействующей на человека, производят или частотным (спектральным) анализом нормируемого

параметра, или интегральной оценкой по частоте нормируемого параметра; или дозой вибрации.

       2.5. По каким параметрам нормируется вибрация?

    Нормируемый частотной диапазон частот устанавливается:

для локальной вибрации в виде октавных полос со среднегеометрически-ми частотами 1; 2; 4; 8; 16; 31; 5; 63; 125; 250; 500; 1000 Гц;

для общей вибрации октавных полос со среднегеометрическими частотами 0,8; 1,0; 1,25; 1,6; 2,0; 2,5; 3; 15; 4,0; 6,3; 8,0; 10,0;12,5; 16; 20; 25; 31,5; 40; 63; 80 Гц.

Норму вибрационной нагрузки на оператора устанавливают для длительнос-ти 8 часов.

     2. 6. Как осуществляется защита от общей вибрации.

   Снижение вибрации машины заключается, в основном, в уменьшении динамических процессов, вызываемых ударами, резкими ускорениями и др.

Уменьшить вибрацию в источнике ее образования можно следующими способами:

· исключение из конструкции ударного взаимодействия деталей;

· устранение дисбаланса вращающихся масс путем тщательной

балансировки;

· замена кривошипных механизмов равномерно вращающимися;

· ковки и штамповки прессованием;

· тщательный подбор зубчатых пар и т. п.

Для защиты от вибрации применяют следующие методы:

снижение виброактивности машин;

· отстройка от резонансных частот;

· вибродемпфирование;

· виброизоляция;

· виброгашение, а также применение индивидуальных средств

защиты.

      2.7. Защита от локальной вибрации.

Снижение неблагоприятного действия локальной вибрации ручного механизированного инструмента на операторов достигается:

путем уменьшения интенсивности вибрации непосредственно в источнике (применение рукояток с виброгасящими или амортизирующими устройствами, например виброгасящие рукоятки на воздушной подушке или пружинные);

средствами внешней виброзащиты, которые представляют собой упругодемпфирующие материалы и устройства, размещенные между источником вибрации и руками оператора (например виброизолирующие рукавицы, перчатки, вкладыши и прокладки) [8].

     В комплексе мероприятий по снижению неблагоприятного действия вибрации на организм человека важная роль отводится режимам труда и отдыха.

     2. 8. Что такое виброизоляция, виброгашение и вибродемпфирование?

     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 из резины,пробки, войлоки; пружин или их сочетания.

     Виброгашение (увеличение, массы системы, m ) осуществляется путем установки агрегатов на массивный фундамент. Этот способ нашел широкое применение при установке тяжелого оборудования  (молотов, прессов, вентиляторов, насосов и т. п.).

      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, мастика) и жестких (листовые пластмассы, стеклоизол, годроизол, листы алюминия); применением поверхностного трения (например, прилегающих друг к другу пластин, как у рессор); установкой специальных демпферов.

    2.9. Организация труда и отдыха при воздействии общей вибрации.

    2.10. Организация труда и отдыха при воздействии локальной вибрации.

    Согласно режимам труда суммарное время контакта с вибрацией в течение смены должно быть ограничено в соответствии с величиной превышения нормативного уровня. Рекомендуется устанавливать два регламентных перерыва для активного отдыха, проведения физиотерапевтических процедур и т. д.: 1-й продолжительность 20 мин (через 2 ч после начала смены) и 2-й – 30 мин (через 2 ч после обеденного перерыва). Обеденный перерыв должен длиться не менее 40 мин. При работе с вибрирующим оборудованием продолжительность одноразового непрерывного действия вибрации не должна превышать 10 – 15 мин.

     

2.11. Какие существуют СИЗ для защиты от вибрации и в каких случаях они применяются?

   В качестве средств индивидуальной защиты от общей вибрации используется виброизолирующая обувь, стельки, подметки .

Наиболее действенным средством защиты человека от общей

вибрации являются устранение непосредственного контакта с вибрирующим оборудованием. Осуществляется это путем применения дистанционного управления, промышленных роботов, автоматизации и замены технологических операций.

3.ЭКСПЕРЕМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

Рис. 1. Схема измерения вибрации

Виброскорость и виброускорение определяют из выражений:

υ = 2πƒх0;   а =2ƒ2 х0;

где υ – виброскорость (м/с), α - виброускорение (м/с2),  х0 – амплитуда колебаний, ƒ – частота колебаний.

υ = 2πƒх0= 3·3,14·16·4,2·10-5=4,22·10-3м/с;

а =2ƒ2 х0 =2·2,142·162·4,2·10-5=4,24·10-1 м/с;

Таблица 1

Определение вибрационных характеристик, воздействующих на работающих

№ п/п

Заданные и рассчитанные величины

Данные эксперимента

Санитарные нормы

1

Частота колебаний экспериментальной установки по варианту, Гц

16

2

Вычисленная амплитуда колебаний электродвигателя х, м

16,6·10-5

3

Вычисленная амплитуда колебаний основания электродвигателя, х0, м

4,2·10-5

4

Подсчитанная по формуле виброскорость υ, м/с

4,22·10-3

0,11·10-2

5

Вычисленный по формуле уровень виброскорости Lυ, дБ.

98

87

6

Подсчитанное по формуле виброускорение α, м/с

4,2·10-1

0,11

7

Вычисленный по формуле уровень виброускорения Lа, дБ

112

101

8

Вычисленный коэффициент виброизоляции μ  

0,25·10-5

μ =  = 4,2·10-5/16,6·10-5=0,25·10-5;  μ = (0,07÷0,125)

Вывод: Вибрация на рабочем месте превышает допустимые значения. Условия труда – вредные. Предлагаю снизить вибрацию путем снижения

виброактивности машин: виброизоляция  и вибродемпфирование.