Лекция 8. ВИБРАЦИЯ
ЗАЩИТА ОТ ВИБРАЦИИ Основные характеристики вибрации • Вибрация – это механические колебательные движения, распространяющиеся в телах с упругими связями, генерируется различным механизированным инструментом (отбойные молотки, перфораторы), различными видами машин и оборудования ударного, ударно-поворотного, ударно-вращательного действия (шлифовальные машины, рубильные молотки, трамбовки, сверлильные машины, вибростолы, виброплощадки, ткацкие станки и др. ), транспортом. • Вибрация характеризуется: - частотой колебаний f (Гц); - амплитудой колебаний А (м); - колебательной скоростью V (м/с); - колебательным ускорением a (м/с2) распространения волн колебаний от точки возникновения до точки затухания.
• Частота колебаний – это количество полных колебаний за единицу времени, величина, обратно пропорциональная периоду колебаний. • Период колебаний – это отрезок времени, в течение которого происходит полный колебательный цикл. • Амплитуда колебаний – это наибольшее смещение колеблющейся точки от нейтрального положения. • Зависимость между названными характеристиками: V = 2 π · f ·А, м/с, a = (2 π · f )2 · А, м/с2, где π = 3, 14.
Гигиенические характеристики вибрации: • логарифмический уровень виброскорости , д. Б; • логарифмический уровень виброускорения , д. Б, где V – среднее квадратическое значение виброскорости, м/с; 5· 10 -8 – опорное значение виброскорости, м/с, соответствует среднеквадратичной колебательной скорости при стандартном пороге звукового давления, равном 2· 10 -5 Н/м 2.
Классификация вибраций, воздействующих на человека • Согласно ГОСТ 12. 1. 012 -2004 ССБТ «Вибрационная безопасность. Общие требования» по способу передачи на человека делится на : - общую вибрацию, которая передаётся на тело стоящего, сидящего или лежащего человека в точках его опоры (ступни ног, ягодицы, спина, голова); - локальную вибрацию, которая передаётся через кисти рук человека в местах контакта с управляемой машиной или обрабатываемым изделием. Вибрация, которая передается на ноги сидящего человека и на предплечья, контактирующие с вибрирующими рабочими поверхностями, относится к локальной вибрации.
Общая вибрация • Санитарные нормы СН 2. 2. 4/2. 1. 8. 566 -96 «Производственная вибрация, вибрация в помещениях жилых и общественных зданий» общую вибрацию по источнику возникновения подразделяют на следующие категории: категория 1 – транспортная вибрация; категория 2 – транспортно-технологическая вибрация; категория 3 – технологическая вибрация. • Общую вибрацию категории 3 по месту действия подразделяют на типы: тип а – на постоянных рабочих местах производственных помещений и предприятий; тип б – на рабочих местах на складах, в столовых, бытовых, дежурных и других производственных помещений, где нет машин, генерирующих вибрацию; тип в – на рабочих местах в помещениях заводоуправления, конструкторских бюро, лабораторий, учебных пунктов, вычислительных центров, здравпунктов, конторских помещениях, рабочих комнатах и других помещениях для работников умственного труда;
По направлению действия вибрация подразделяется: • для общей вибрации – на действующую вдоль осей ортогональной системы координат: Хо – от спины к груди; Yо – от правого плеча к левому; Zо – вертикальная ось, перпендикулярная опорным поверхностям тела в местах его контакта с сиденьем, полом и т. д.
• для локальной вибрации – на действующую вдоль осей ортогональной системы координат: ось Хл – совпадает с осью мест охвата рукоятки, рулевого колеса, ложемента и др. ; ось Yл – перпендикулярна ладони; ось Zл – лежит в плоскости, образованной осью Хл и направлением подачи или приложения силы
• По характеру спектра вибрации подразделяются на: - узкополосные, у которых параметры в одной 1/3 октавной полосе частот не менее чем на 15 д. Б превышают значения в соседних 1/3 октавных полосах; - широкополосные, с непрерывным спектром шириной более одной октавы. • По частотному составу вибрации подразделяются на: - низкочастотные с преобладанием номинальных уровней в октавных полосах частот: для общей вибрации – 1— 4 Гц, для локальной – 8— 16 Гц; - среднечастотные: для общей вибрации – 8— 16 Гц, для локальной – 31, 5— 63 Гц; - высокочастотные: для общей вибрации – 31, 5— 63 Гц, для локальной – 125— 1000 Гц;
• По временным характеристикам вибрации выделяют: - постоянные вибрации, для которых величина нормируемых параметров изменяется не более чем в 2 раза (на 6 д. Б) за время наблюдения; - непостоянные вибрации, для которых величина нормируемых параметров изменяется не менее чем в 2 раза (на 6 д. Б) за время наблюдения не менее 10 мин при измерении с постоянной времени 1 с, в том числе: а) колеблющиеся во времени вибрации, для которых величина нормируемых параметров непрерывно изменяется во времени; б) прерывистые вибрации, когда контакт человека с вибрацией прерывается, причем длительность интервалов, в течение которых имеет место контакт, составляет более 1 с; в) импульсные вибрации, состоящие из одного или нескольких вибрационных воздействий (например, ударов), каждый длительностью менее 1 с.
Действие вибрации на человека • Действия вибрации на организм человека зависит от способа передачи на человека. Оба вида вибрации (общая и локальная) особенно опасны при частотах, совпадающих или близких к частоте собственных колебаний человеческого тела или его отдельных органов • При вибрации с частотой 4 Гц воздействие на вестибулярный аппарат и центральную нервную систему вызывает «морскую болезнь» . • Колебания с частотой 5— 6 Гц неблагоприятно действуют на область сердца, 4— 9 Гц – действуют на желудок, тело мозга и печень, 30— 40 Гц – особенно действуют на кисти рук. • Для стоящего на вибрирующей поверхности наблюдается два резонансных пика на частотах 5— 12 Гц и 17— 25 Гц; для сидящего – на частотах 4— 6 Гц. Для головы резонансные частоты лежат в области 20— 30 Гц.
• Колебания рабочих мест с указанными частотами весьма опасны, так как могут вызвать механические повреждения и даже разрыв внутренних органов. • Систематическое воздействие общих вибраций в резонансной и околорезонансной зоне может быть причиной стойких нарушений физиологических функций организма, обусловленных преимущественно воздействием вибраций на центральную нервную систему, которые проявляются в виде головных болей, головокружений, плохого сна, пониженной работоспособности, плохого самочувствия, нарушений сердечной деятельности, появляются боли в икроножных мышцах. • Воздействие общей вибрации на человека способствует расстройствам функционального состояния внутренних органов, вызывая, прежде всего, патологические нарушения органов малого таза. Такие изменения у мужчин могут сопровождаться импотенцией, у женщин – возрастанием гинекологической заболеваемости.
• Локальная вибрация вызывает нарушение питания и кровообращения в тканях: появляются спазмы сосудов, которые, начиная с концевых фаланг пальцев, распространяются на всю кисть, предплечье и охватывают сосуды сердца. • Одновременно наблюдается воздействие вибраций на нервные окончания, мышечные и костные ткани, которые проявляются в нарушении чувствительности кожи, окостенении сухожилий, болях и отложениях солей в суставах, что приводит к их деформации и уменьшению подвижности. • Систематическая длительная работа, связанная с общей или локальной вибрацией, а также с комплексом неблагоприятных факторов, может формировать профессиональное заболевание – вибрационную болезнь. • По перечню профзаболеваний (приказ МЗСР РФ № 417 н от 27. 04. 12 г. ) заболевания , связанные с воздействием вибрации – вибрационная болезнь, – № 2. 6. 1, 2. 6. 2, 2. 6. 3
• Чаще встречается вибрационная болезнь от воздействия локальной вибрации через 8— 10 лет работы с ручными машинами, генерирующими преимущественно низкочастотную вибрацию. • При работе в течение 3— 8 лет с инструментами ударного действия (клепка, обрубка), которые генерируют вибрацию средне- и высокочастотную (30— 125 Гц и более), появляется различная степень нервно-мышечных и костносуставных нарушений. • При работе с шлифовальными и другими ручными машинами, вибрация которых характеризуется максимумом в высокочастотной области спектра (125— 250 Гц и выше), возникают сосудистые расстройства за 5 и менее лет. • Сосудистые расстройства являются одним из основных симптомов вибрационной болезни: нарушение периферического кровообращения, которые проявляются внезапными приступами побеления пальцев при мытье рук холодной водой и при общем охлаждении организма. • Характерны ноющие, тянущие боли в конечностях, беспокоящие по ночам и во время отдыха. Боли сопровождаются онемением, повышенной зябкостью кистей.
• На рисунке показана зависимость длительности стажевого воздействия вибрации до появления сосудистых расстройств, характеризуемых побелением пальцев. Рисунок показывает стаж в годах до появления случаев эпизодического побеления пальцев у 10, 20, 30, 40, 50% работающих в условиях регулярного длительностью 4 часа ежедневного воздействия на руки локальной вибрации
• Вибрационная болезнь, которая возникает под воздействием общей вибрации, чаще наблюдается у водителей транспортных средств и операторов транспортно-технологических машин и агрегатов. При этом возникают типичные изменения в позвоночнике, которые проявляются в виде деформирующего остеоартроза поясничнокрестцового отдела или дискозов.
Нормирование вибрации • Основными гигиеническими характеристиками, определяющими воздействие вибрации на человека, по Санитарным нормам СН 2. 2. 4/2. 1. 8. 566 -96 «Производственная вибрация, вибрация в помещениях жилых и общественных зданий» являются среднеквадратичные значения виброскорости и виброускорения в октавных полосах частот. • ГОСТ 12. 1. 012 -2004 «Вибрационная безопасность. Общие требования» определяет в качестве гигиенической характеристики вибрации значение полного корректированного виброускорения.
• Предельно допустимые уровни производственной вибрации установлены СН 2. 2. 4/2. 1. 8. 566 -96 отдельно для локальной и общей вибрации (вибрация рабочих мест). • Нормирование общей вибрации осуществляется отдельно для следующих категорий вибрации (по источнику возникновения): – транспортной вибрации (вибрация 1 -й категории); – транспортно-технологической вибрации (вибрация 2 -й категории); – технологической вибрации (вибрация 3 -й категории). • Нормируемые показатели вибрационной нагрузки на оператора – одночисловые (корректированные) показатели вибрационной нагрузки на работника для длительности смены 8 ч. • При оценке вибрационной нагрузки на работника предпочтительным параметром является виброускорение. • Время воздействия вибрации принимают равным длительности непрерывного или суммарного воздействия.
Норма вибрационной нагрузки на работника устанавливается для каждого направления действия вибрации. Гигиенические нормы одночисловых (корректированных) показателей вибрационной нагрузки на работника для длительности смены 8 ч Вид вибрации Категория вибрации по санитарным нормам по виброускорению по виброскорости м/с2 д. Б м/с д. Б Xл , Yл , Zл 2, 0 126 2, 0 112 Zо 0, 56 115 1, 1 107 Xо , Yо 0, 4 112 3, 2 116 2 Zо , Xо , Yо 0, 28 109 0, 56 101 3 тип «а» Zо , Xо , Yо 0, 1 100 0, 2 92 3 тип «б» Zо , Xо , Yо 0, 04 92 0, 079 84 3 тип «в» Zо , Xо , Yо 0, 014 83 0, 028 75 Локальная Общая Направление действия Нормативные корректированные и эквивалентные корректированные значения 1
Измерение вибрации • Контроль вибрации проводят в точках, для которых установлены санитарные и технические нормы в направлениях координатных осей, установленных документами: • ГОСТ 31191. 1 -2004 (ИСО 2631 -1: 1997) «Вибрация и удар. Измерение общей вибрации и оценка ее воздействия на человека. Ч. 1. Общие требования» , • ГОСТ 31319 -2006 (ЕН 14253: 2003) «Вибрация. Измерение общей вибрации и оценка ее воздействия на человека. Требования к проведению измерений на рабочих местах» , • ГОСТ 31192. 1 -2004 (ИСО 5349 -1: 2001) «Вибрация Измерение локальной вибрации и оценка ее воздействия на человека. Ч. 1. Общие требования» , • ГОСТ 31192. 2 -2004 (ИСО 5349 -2: 2001) «Вибрация Измерение локальной вибрации и оценка ее воздействия на человека. Ч. 2. Требования к проведению измерений на рабочих местах» .
Измерение вибрации • Допускается проводить измерения в других, более удобных для контроля точках рабочего места, машины, тела оператора, если установлены достоверные взаимосвязи между выбранным местом измерения и точкой, для которой установлены нормы вибрации. • Контроль вибрации на рабочих местах должен обеспечивать оценку вибрационной нагрузки на оператора в реальных условиях производства. • Периодические испытания ручных машин для контроля ВХ должны проводиться не реже раза в год. • Периодичность контроля вибрационной нагрузки на оператора при воздействии локальной вибрации должна быть не реже 2 раз в год, общей – не реже раза в год.
Программа контроля при оценке вибробезопасности на рабочих местах или контроля ВХ машин должна содержать: • • • характеристику объекта измерений, правила его выбора; условия контроля, при которых проводят измерения; виды и характеристики применяемых средств испытаний; контролируемые параметры показателей вибрационной нагрузки на оператора или ВХ машины; точки и направления измерений; способы установки вибропреобразователей; тип измерительной аппаратуры и ее погрешность; требования к числу наблюдений и времени измерения; методику обработки и критерии оценки результатов измерений.
• Виброизмерительная аппаратура должна соответствовать требованиям ГОСТ ИСО 8041 -2006 «Вибрация. Воздействие вибрации на человека. Средства измерений» и иметь действующее свидетельство о поверке. • Средства для измерений вибрации должны иметь в своем составе устройства для показаний следующих параметров: - среднеквадратичного значения корректированного ускорения для данного периода измерений; - среднеквадратичного значения ускорения в диапазоне полосовой фильтрации для данного периода измерений; - периода измерений. • Для оценки вибрационной нагрузки точки измерения выбирают в местах контакта оператора с вибрирующей поверхностью. Если оператор в процессе производственной деятельности перемещается в пределах рабочего места (зоны), то измерения выполняют через каждый метр его пути.
• При измерении общей вибрации вибропреобразователь устанавливают на промежуточной платформе у ног оператора, работающего стоя, или на промежуточном диске, размещаемом на сиденье под опорными поверхностями оператора, работающего сидя. При измерении локальной вибрации вибропреобразователь устанавливают на переходном элементе – адаптере. • Способ и устройство крепления вибропреобразователя не должны оказывать влияния на характер контролируемой вибрации и вносить погрешности в измерения. Предпочтительным креплением вибропреобразователя является шпилька. • Измерения проводят непрерывно или через равные промежутки времени (дискретно).
• При непрерывном измерении спектров и корректированных по частоте значений длительность измерений должна быть: - для локальной вибрации — не менее 3 с; - для общей вибрации – не менее 30 с. • При непрерывном измерении дозы вибрации или эквивалентного корректированного значения контролируемого параметра длительность наблюдения должна быть: - не менее 5 мин для локальной вибрации; - не менее 15 мин для общей вибрации. • При дискретном измерении спектров и корректированных по частоте значений интервал между снятием отсчетов должен быть: - для локальной вибрации не менее 1 с; - для общей вибрации – не менее 10 с.
Контроль вибрационных характеристик машин • Нормативная документация на виброактивные машины должна содержать норму вибрации • В паспорте, техническом описании, инструкциях или других сопроводительных документах на технологическое оборудование и ручной инструмент, являющиеся источниками локальной вибрации должны быть указаны: - вибрационные характеристики (средние квадратические значения виброскорости или виброускорения или их логарифмические величины, измеряемые в октавных полосах частот, в диапазоне от 8 до 100 Гц, а также их корректированные значения или уровни) для всех номинальных режимов работы инструмента и измеренные в трех направлениях ортогональной системы осей координат в точках соприкосновения с руками оператора, точки измерения должны быть указаны на чертеже; - шумовые характеристики (уровни звуковой мощности в октавных полосах частот в диапазоне 31, 5— 8000 Гц и ее корректированные уровни, д. БА, а также уровни звука в д. БА);
• В качестве нормируемых показателей ВХ машин используют кинематические (виброперемещение, виброскорость, виброускорение) или динамические (сила, момент силы) параметры. • Для машин, имеющих контакт с телом человека ВХ нормируют только для точки (зоны) контакта в направлении максимальной вибрации для точки максимальной вибрации. Для машин, не имеющих точек контакта с телом человека, ВХ устанавливают в местах крепления машин к основаниям. • Для вибробезопасных машин нормой вибрации является допустимая вибрационная характеристика (ДВХ). • Для машин, не являющихся вибробезопасными, норма вибрации устанавливается в виде технически достижимой вибрационной характеристики (ТДВХ).
• Значения ВХ и дата их определения должны вноситься в паспорт или другой документ, удостоверяющий качество и безопасность машин. • Требования к ВХ ручных машин, методам их установления и контроля устанавливаются Сан. Пи. Н 2. 2. 2. 540 -96 «Гигиенические требования к ручным инструментам и организация работы» и комплексом ГОСТ 30873 -2006 «Машины ручные. Измерения вибрации на рукоятках. Части 2 -14» . • Ручные инструменты относятся к вибрирующим, если они генерируют вибрацию, уровни которой составляют не менее 25% от предельно допустимых уровней, а к виброопасным, если они генерируют вибрацию, уровни которой превышают ПДУ. • Контроль вибрационных характеристик машин должен проводиться в условиях, которые воспроизводят или имитируют типовые условия эксплуатации.
• Контроль вибрации на рабочих местах должен производиться: • при аттестации рабочих мест; • периодически; • по указанию (требованию) органов Роспотребнадзора и технической инспекции профсоюзов. • Периодичность контроля вибрационной нагрузки на оператора при воздействии локальной вибрации – не реже 2 раз в год, общей – не реже 1 раза в год.
• Виброизмерительная аппаратура должна соответствовать требованиям ГОСТ ИСО 8041 -2006 «Вибрация. Воздействие вибрации на человека. Средства измерений» и иметь действующее свидетельство о поверке. • Средства для измерений вибрации должны иметь в своем составе устройства для показаний следующих параметров: - среднеквадратичного значения корректированного ускорения для данного периода измерений; - среднеквадратичного значения ускорения в диапазоне полосовой фильтрации для данного периода измерений; - периода измерений. • Для оценки вибрационной нагрузки точки измерения выбирают в местах контакта оператора с вибрирующей поверхностью. Если оператор в процессе производственной деятельности перемещается в пределах рабочего места (зоны), то измерения выполняют через каждый метр его пути.
• При измерении общей вибрации вибропреобразователь устанавливают на промежуточной платформе у ног оператора, работающего стоя, или на промежуточном диске, размещаемом на сиденье под опорными поверхностями оператора, работающего сидя. При измерении локальной вибрации вибропреобразователь устанавливают на переходном элементе – адаптере. • Способ и устройство крепления вибропреобразователя не должны оказывать влияния на характер контролируемой вибрации и вносить погрешности в измерения. Предпочтительным креплением вибропреобразователя является шпилька. • Измерения проводят непрерывно или через равные промежутки времени (дискретно).
• При непрерывном измерении спектров и корректированных по частоте значений длительность измерений должна быть: - для локальной вибрации — не менее 3 с; - для общей вибрации – не менее 30 с. • При непрерывном измерении дозы вибрации или эквивалентного корректированного значения контролируемого параметра длительность наблюдения должна быть: - не менее 5 мин для локальной вибрации; - не менее 15 мин для общей вибрации. • При дискретном измерении спектров и корректированных по частоте значений интервал между снятием отсчетов должен быть: - для локальной вибрации не менее 1 с; - для общей вибрации – не менее 10 с.
Защита от вибрации: • технические средства: - устранение вибрации в источнике возникновения; - подгонка деталей, смазка; - виброизоляция и вибропоглощение; - правильный выбор рабочих режимов; - уравновешивание, балансировка вращающихся частей • организационные мероприятия: - эксплуатационные проверки вибрации; - использование машин в соответствии с их назначением; - планово-предупредительные ремонты; - рациональная планировка технологических процессов; - исключение контакта работников с вибрирующими поверхностями; - введение режимов труда • применение средств индивидуальной защиты
Допустимое время воздействия локальной вибрации Превышение ПДУ локальной вибрации д. Б Раз Допустимое суммарное время воздействия локальной вибрации за смену, мин 1 1, 1 381 2 1, 25 302 3 1, 4 240 4 1, 6 191 5 1, 8 151 6 2, 0 120 7 2, 25 95 8 2, 5 76 9 2, 8 60 10 3, 2 48 11 3, 6 38 12 4 30
Оценка условий труда • производится в зависимости от эквивалентного корректированного уровня виброускорения. • При соответствии эквивалентного уровня виброускорения предельно допустимому уровню – класс условий труда – 2 – допустимый. • Если при измерении виброускорения имеется превышение ПДУ по любому направлению координатных осей, класс условий труда определяют в зависимости от уровня превышения по руководству Р 2. 2. 2006 -05. • Если эквивалентный корректированный уровень (с учетом времени воздействия) будет соответствовать ПДУ, но имеется превышение ПДУ по какому-либо направлению координатных осей, условия труда по вибрации следует оценивать классом 3. 1 – вредным первой степени.
Скачать презентацию Лекция 8 ВИБРАЦИЯ ЗАЩИТА ОТ ВИБРАЦИИ Основные
21.ПСиГТ_-_лекция_8_-_Вибрация.ppt