Защита от производственных вибраций

Общие сведения о виброопасности

В начале XX века врачи столкнулись с новой и страшной болезнью. Люди жаловались на онемение пальцев и кистей рук. Холод усиливал это явление и вызывал резкое побеление пальцев, сопровождаемое болью; приступы чаще случались по утрам при умывании холодной водой. Первые зафиксированные больные оказались людьми одной профессии – камнетесами, работающими с пневматическими отбойными молотками. В настоящее время эта болезнь встречается и у людей, обслуживающих технику, в частности сельскохозяйственную.

Вибрация – колебательное движение тела, возникающее от воздействия внешней силы.

По виду вибрацию подразделяют на: транспортную (тракторы, автомобили и др.); транспортно-технологическую (зерноуборочные комбайны); технологическую (стационарные машины для обработки зерна).

По способу воздействия на человека различают следующие виды вибрации:

- местную – движения передаются к отдельным частям тела, чаще к рукам (пневмоинструмент);

- общую – действие вибрации испытывает весь организм (работа на транспортных средствах, дробилки, ударные машины и т.д.).

Сотрясения при работе на тракторах могут носить характер случайных колебаний (неровность почвы) и периодических (связаны с работой двигателя и передаточных механизмов). Причинами вибраций являются:

- неравномерный износ отдельных деталей, зазоры выше допустимых; 80 % аварий на металлообрабатывающих станках вызываются такими типами вибраций;

- неправильная центровка силового двигателя с передаточными механизмами;

- дефекты в соединительных муфтах;

- нарушение прочности фундамента;

- неудовлетворительное состояние подшипников;

- несбалансированность механизма;

- неровность почвы для мобильных машин.

Основными характеристиками вибрации являются частота f, смещение (амплитуда) А, скорость v и ускорение w. Для оценки вибраций с точки зрения охраны труда интерес представляют не мгновенные, а максимальные значения этих параметров.

Для синусоидальных колебаний скорость и ускорение могут быть определены из следующих выражений:

(4.37)

Следует отметить, что при измерении и нормировании вибраций используют обычно среднеквадратичные значения величин.

Для детального описания колебательного процесса весь спектр его частот разделяют на полосы и в пределах каждой полосы нормируют среднеквадратичные величины параметров вибрации.

Поскольку диапазон изменения параметров вибрации от пороговых значений, при которых она не опасна, до действительных велик, то удобнее измерять не действительные значения этих параметров, а логарифмы отношения действительных параметров к пороговым, и оценивать в дБ:

(4.38)

где v – фактический уровень виброскорости; v₀ – пороговое значение виброскорости, v₀ = 5 × 10^-8, м/с.

Различные частоты вибрации по-разному действуют на организм человека. Для человека, стоящего на вибрирующей поверхности, имеется два резонансных типа: на частотах 5…15 Гц и 17 и 25 Гц, для сидящего – на частотах 4…6 Гц. Для головы резонансные частоты лежат в области 20…30 Гц. С учетом этих особенностей и разработаны нормы допустимых параметров вибрации.

Методы снижения вибрации

Снижения вибрации можно добиться воздействием либо на источник вибрации, либо на всю колебательную систему.

Источниками возникновения вибрации являются силы, возбуждающие колебания. Закономерность их возникновения и величина зависят от характера нагрузки, приложенной к рабочим органам, от вида движения элементов системы, от состояния балансировки деталей и величины зазоров в сопряжениях.

Одним из главных путей снижения вибрации является ликвидация резонансных колебаний системы. В условиях эксплуатации резонансные режимы устраняют изменением массы или жесткости системы.

Чаще всего для уменьшения вредного воздействия вибрации используется виброизоляция, когда между защищаемым объектом и источником возбуждения устанавливают специальные устройства – амортизаторы. На всех сиденьях современных тракторов и комбайнов применяются амортизаторы различного типа: пружинные, гидравлические, комбинированные. Кроме того, в конструкции сиденья предусмотрена регулировка сиденья в соответствии с массой и антропометрическими размерами тела оператора.

Стационарные вибрирующие машины (вентиляторы, компрессоры и др.) устанавливают на резиновые амортизаторы, стальные пружины и другие упругие элементы.

Для защиты от вибрации при работе с ручным механизированным электрическим и пневматическим инструментом применяют разнообразные специальные виброзащитные рукоятки, а также виброзащитные рукавицы или перчатки. Для защиты от вибрации, передаваемой через ноги, используется специальная виброзащитная обувь.

Вибропоглощение (демпфирование) достигается за счет нанесения на вибрирующие поверхности упруго-вязких материалов (резины, пластика, мастики и др.). За счет покрытия часть колебательной энергии переходит в теплоту. Этот метод также снижает шум, особенно высоких частот.

Для предотвращения виброболезни в дополнение к техническим мероприятиям должны выполняться организационно-профилактические: к работе с виброинструментом допускаются лица не моложе 18 лет, прошедшие медосмотр и инструктаж; работа с вибрирующим инструментом должна проводиться в помещении с температурой не ниже 16 °С; при работе на открытом воздухе при низких температурах вблизи рабочего места должно быть отапливаемое помещение с температурой воздуха более 22 °С. Через каждый час работы рабочий обязан делать 10-15-минутный перерыв для обогрева. Общая продолжительность контакта с виброинструментом не должна превышать 2/3 рабочей смены. При работе с вибрирующими механизмами запрещается проведение сверхурочных работ.