Вибрация — это механические колебания передаваемые по жидким

Вибрация - это механические колебания, передаваемые по жидким и твёрдым средам Простейший вид колебаний - гармонические.

Физические характеристики

Физические характеристики Виброско рость — кинематический параметр, равный скорости перемещения (первая производная виброперемещения) точки, которая колеблется с определенной частотой. Виброускорение — изменение скорости движения точки (или тела) во времени (вторая производная виброперемещения) точки, которая колеблется с определенной частотой.

Вибрация x T=1/f - круговая частота

Уровень ощущения вибрации Степень ощущения вибрации оценивают по закону Вебера. Фехнера логарифмическими относительными величинами: V 0 - пороговая виброскорость (опорное значение), 5*10 -8 м/с. a 0 - пороговое виброускорение (опорное значение), 1*10 -6 м/с2.

Среднее квадратичное значение Среднеквадратичная виброскорость в 1, 4 меньше амплитудного значения.

Импеданс и собственная частота где с – жесткость пружины; М – масса груза.

Классификация вибрации Вибрацию по способу передачи на человека делят на две группы: 1. Общая, которая действует на тело сидящего или стоящего человека и оценивается в октавных полосах f = 2, 4, 8, 16, 31, 5; 63 Гц. 2. Локальная, которая передаётся через руки на частотах f = 8, 16, 31, 5; 63, 125, 250, 500, 1000 Гц. Вибрацию по источнику возникновения делят на: 1. Общая в жилых и общественных зданиях 2. Общая на производстве 3. Локальная на производстве (а- ручной механизированный инструмент, б - ручной немеханизированный инструмент)

Классификация вибрации Общую на производстве вибрацию по источнику возникновения делят на три категории: 1. Транспортная (подвижные машины на местности). 2. Транспортно-технологическая (краны, погрузчики). 3. Технологическая (рабочие места): По месту действия: А – РМ производственных помещений Б – РМ ПМ без источников вибрации В – РМ работников умственного труда

Классификация вибрации Вибрацию по характеру спектра делят на: 1. Узкополосная 2. Широкополосная

Классификация вибрации Вибрацию по направлению действия делят на:

Классификация вибрации Вибрацию по частотному составу делят на:

Классификация вибрации Вибрацию по временным характеристикам делят на:

Воздействие вибрации на человека При действии вибрации высоких уровней возникают болезненные ощущения и патологические изменения в организме. 1. Болезненные ощущения вызываются резонансом внутренних органов, появляются боли в пояснице, а при локальной вибрации спазм сосудов, онемение пальцев и кистей рук. 2. При длительном воздействии вибрации возможно развитие вибрационной болезни, тяжёлая стадия которой неизлечима. Вибрация отрицательно воздействует на ЦНС, возникают головные боли, головокружение, нарушение сердечной деятельности, расстройство вестибулярного аппарата.

Воздействие вибрации на человека

Воздействие вибрации на человека Коэффициент заболеваемости в виброопасных профессиях (на 1000 чел) Латентный период (годы) Обрубщик литья 5, 4 10, 8 0, 3 Наждачник 2, 6 12, 1 0, 7 Вальщик леса 4, 0 14, 4 0, 4 Заточник 3, 9 14, 7 1, 0 Слесарь механосборочных работ 0, 3 16, 8 0, 6 Горнорабочий очистного забоя 2, 2 17, 8 0, 5 Бурильщик 5, 9 17, 9 0, 8 Проходчик (телескопы) 23, 4 17, 9 0, 9 Профессиональная группа

Профессионально–обусловленные заболевания от воздействий общей вибрации • Общие вегетативные расстройства с периферическими нарушениями и снижением сосудистого тонуса. • Функциональные расстройства анализаторов: вестибулярного (симптомы укачивания), зрительного (сужение и выпадение отдельных участков зрения, до 40% снижение зрения).

Профессионально–обусловленные заболевания от воздействий общей вибрации Снижение болевой, тактильной и вибрационной чувствительности. Низкочастотная вибрация изменяет углеводный, белковый, холестериновый, ферментативный, витаминный обмен, биохимические показатели крови

Профессионально–обусловленные заболевания от воздействий толчкообразной вибрации • • • Микротравмы, Боли в пояснице, конечностях, в области желудка. Отсутствие аппетита. Бессонница. Раздражительность. Быстрая утомляемость

Профессионально–обусловленные заболевания от воздействий локальной вибрации • • Спазмы сосудов кистей рук, предплечий. Нарушение снабжения конечностей кровью. Отложение солей в суставах. Деформация и уменьшение подвижности суставов.

Нормирование Санитарные нормы СН 2. 2. 4/2. 1. 8. 566 -96 "Производственная вибрация, вибрация в помещениях жилых и общественных зданий" Гигиеническая оценка должна производиться следующими методами: - частотным (спектральным) анализом нормируемого параметра; - интегральной оценкой по частоте нормируемого параметра; -интегральной оценкой с учетом времени вибрационного воздействия по эквивалентному (по энергии) уровню нормируемого параметра.

Нормирование Частотный метод: нормируемыми параметрами являются средние квадратические значения виброскорости (v) и виброускорения (а) или их логарифмические уровни (Lv, La), измеряемые в 1/1 и 1/3 октавных полосах частот. Интегральная оценка по частоте: нормируемым параметром является корректированное значение виброскорости и виброускорения (U) или их логарифмические уровни (LU)

Нормирование Ui, LUi – средние квадратические значения виброскорости или виброускорения или их логарифмические уровни в i-ой частотной полосе; п – число октавных полос в нормируемом частотном диапазоне; Ki, Lki – весовые коэффициенты для i-ой частотной полосы соответственно для абсолютных значений или их логарифмических уровней. Значения весовых коэффициентов приведены для локальной и общей с учетом направления действия (Zo, Xo, Yo ) вибраций в СН 2. 2. 4/2. 1. 8. 566 -96.

Нормирование Интегральная оценка вибрации с учетом времени ее воздействия: нормируемым параметром является эквивалентное корректированное значение виброскорости или виброускорения (Uэкв. ) или их логарифмический уровень (LUэкв. )

Нормирование Предельно допустимые значения производственной локальной вибрации Среднегеометрические частоты октавных полос, Гц Предельно допустимые значения по осям Xл, Yл, Zл Виброускорения Виброскорости м/с2 д. Б м/с д. Б 8 1, 4 123 2, 8 115 16 1, 4 123 1, 4 109 31, 5 2, 8 129 1, 4 109 63 5, 6 135 1, 4 109 125 11, 0 141 1, 4 109 250 22, 0 147 1, 4 109 500 45, 0 153 1, 4 109 1000 89, 0 159 1, 4 109 2, 0 126 2, 0 112 Корректированные и эквивалентные корректированные значения и их уровни

Защита

Защита • Воздействие на источник возбуждения (снижение или ликвидация возбуждающих сил) за счет изменения конструктивных параметров, отстройка от режима резонанса (подбор массы m и жесткости g колебательной системы)

Защита • Вибродемпфирование – уменьшение вибрации вследствие рассеяния механической энергии. Вибродемпфирование осуществляется за счет увеличения механического импеданса колебательной системы.

Защита • Динамическое гашение колебаний (применение динамических виброгасителей) заключается в присоединении к защищаемому объекту дополнительной механической системы, реакции которой уменьшают размах вибрации объекта.

Защита • Активная виброзащита - дополнительный источник вибрации в противофазе (антифазная синхронизация).

Защита • Виброизоляция - установка между источником возбуждения и защищаемым объектом виброизоляторов – устройств (материалов) с большим внутренним трением (резина, пробка, войлок, асбест, стальные пружины).

2 Схемы виброизоляции Установка механизма на виброизоляторы и массивный фундамент Виброизоляция рабочего места

Примеры конструктивных схем виброизоляции оборудования а) однозвенная виброизоляция (крепление к стальной раме на амортизаторах); б) двухзвенная виброизоляция (крепление к ж/б плите на амортизаторах и полу на упругом основании); 1 – машина; 2 – стальная рама; 3 – амортизаторы; 4 – несущая плита; 5 – железобетонная плита; 6 – плита пола на упругом основании; 7 – упругое основание

Защита

Эффективность виброизоляторов Для уменьшения вибрации применяют резиновые, пружинные или пневматические виброизоляторы, которые снижают динамическую силу, передающуюся от машины на фундамент. Эффективность виброизоляции Lвиб. (д. Б) - это разность уровней вибрации на фундаменте при жёстком Nж (д. Б) и эластичном Nэл (д. Б) креплении машины. При выборе виброизоляторов решают две задачи: достижение высокой виброизоляции и обеспечение надёжности работы системы.

Эффективность виброизоляции (продолжение) Lвиб. При понижении свободной частоты колебаний виброизоляция возрастает. fв/f 0 Резонанс - fв = f 0 + 0 0 1 1 - 10 10 100 Усиление вибрации фундамента + Виброизоляция f 0, fв - частоты свободных и вынужденных колебаний, Гц. При установке машины на резиновые виброизоляторы обычно f 0 = 20 -50 Гц, а на пружинные - f 0 = 2 -6 Гц, поэтому эффективность пружинных виброизоляторов больше, чем резиновых особенно в диапазоне низких и средних частот.

Виброизоляторы а - резинометаллический типа АКСС; б, в - пружиннорезиновые; г - демпфер; д - сильнодемпфированный пластмассовый; е - пневмоамортизатор.

СИЗ от вибрации

9 Средства индивидуальной защиты от вибрации Виброизоляция рабочего места (1); 2 -виброизоляторы Виброизолированное сидение с демпфером (1).