Общие методы снижения вибраций
ЗАЩИТА ОТ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ВИБРАЦИЙ
Вопросы
1 Физическая характеристика и классификация вибраций
2 Действие вибрации на человека
3 Общие методы борьбы с вредными воздействием вибраций
4 Измерение вибрации
Физическая характеристика и классификация вибраций
Вибрация - это движение точки или механической системы, при котором происходит поочередное возрастание или убывание по времени значений, по крайней мере, одной координаты.
Причины вибрации:
1. Неуравновешенные силовые воздействия (зубчатые зацепления, кривошипно-шатунный механизм в двигателях и компрессорах).
2. Неуравновешенные вращающиеся элементы (распределение продукта во вращающихся центрифугах, сепараторах). Следствие - несимметричный износ.
3. Дисбаланс из-за дефектов литья, не симметричное распределение массы.
4. Ветровой резонанс.
Классификация вибраций:
1. По способу передачи на человека:
Общая - вызывает сотрясение всего организма.
Локальная - вовлекает в колебательное движение отдельные части тела.
2. По направлению действия:
действующая вдоль осей координат Х, У, Z, где Z вертикальная ось;
действующая вдоль осей симметрии Хр, Ур, Zр для локальной вибрации, где ось Хр -совпадает с осью мест охвата, ось Z р - лежит в плоскости образованной осью Хр и направлением подачи или приложении силы.
3. По источнику возникновения:
транспортная (при движении машин по местности);
транспортно-технологическая (при работе машин, выполняющих технологическую операцию в стационарном положении);
технологическая (при работе стационарных машин, или передается на рабочие места, не имеющие источников вибрации).
Основные параметры вибрации, происходящие по синусоидальному закону:
1. Амплитуда вибросмещения;
2. Амплитуда колебательной скорости;
3. Амплитуда колебательного ускорения;
4. Период колебаний;
5. Частота.
Действие вибрации на организм человека
Действие вибрации на организм человека зависит от величины колебательной энергии, поглощенной телом человека.
Q = S×T×I
где: Q - энергия, поглощения телом человека, Дж;
S - площадь контакта с вибрирующей поверхностью, м2;
T - длительность воздействия, сек.;
I - интенсивность раздражителя.
Физиологически колебательная скорость, равная 10-4 м/сек, улавливается человекам, как порог восприятия. При скорости 1 м/сек, возникает болевое ощущение.
Систематическое воздействие общих вибраций в резонансной или околорезонансной частоте может быть причиной виброционной болезни, при которой происходит перерождение биологических тканей (атрофия мышц; потеря упругости кровеносных сосудов, потеря подвижности сухожилий; потеря чувствительности нервных окончаний, повышенная ломкость волос, ногтей).
При локальной вибрации происходят спазмы сосудов, происходит ухудшение снабжения конечностей кровью, нарушение чувствительности кожи; боли и отложения солей в суставах рук.
Общие методы снижения вибраций
1 Автоматизация производства и внедрение робототехники.
2 Борьба с вибрацией в источнике ее возникновения, на стадии конструирования машин и проектирования технологических процессов предпочтение должно отдаваться таким кинематическим и технологическим схемам, при которых динамические процессы, вызванные ударами, резкими ускорениями и т.п. были бы исключены или предельно снижены (замена кулачковых и кривошипно-шатунных механизмов равномерно вращающимися; замена ковки и штамповки прессованием; замена ударной правки вальцовкой и т. д.).
3. Устранение резонансных режимов при работе технологического оборудования (изменение массы и жесткости системы; установление нового режима работы, т.е. изменением частоты, возмущающей силы).
4. Увеличение потерь энергии в системе
Ö использование в качестве конструкционных материалов материалы с большим внутренним трением (резина, дерево, пластмассы, сплавы);
Ö нанесением слоя упруго-вязких материалов, обладающих большими потерями на внутренне трение (мастика антивибрит на основе эпоксидной смолы), применяется для покрытия днищ автомобиля;
Ö использованием поверхностного трения (например, при колебаниях изгиба двух скрепленных и плотно прилегающих друг к другу пластин).
5. ВИБРОГАШЕНИЕ - уменьшение уровня вибраций защищаемого объекта путем введения в систему дополнительных масс.
6. ВИБРОИЗОЛЯЦИЯ - введения в колебательную систему упругой дополнительной связи, препятствующей передаче вибрации от машин, источника колебаний, к основанию или смежным элементам конструкции.
7. Упругие вставки между несущими элементами зданий, перекрытий и конструкций (вентиляторы отделены упругой вставкой от воздуховодов).
8. Индивидуальные средства защиты (виброизолирующие рукавицы; специальная обувь на высокой подошве).
В целях профилактики вибрационной болезни для работающих с вибрирующим оборудованием рекомендуется проводить комплекс профилактических мероприятий:
1) водные процедуры;
2) массаж;
3) лечебная гимнастика;
4) витаминизация и др.
При работе с вибрирующим оборудованием в рабочий цикл включаются технологические операции, не связанные с действием вибрации.
Но, если это невозможно - нужно предусмотреть 10-15 минутные перерывы после каждого часа работы.
Измерение вибрации
В настоящее время для измерения вибраций применяются различные приборы электронной техники. Разновидностей их очень много. Но общую схему их устойчиво можно представить в виде:
2 3
 |
1 - Измерительный преобразователь (вибродатчик); 2 - Предварительный усилитель; 3 - Регистрирующий прибор.
В качестве первичных измерительных преобразователей наиболее распространены, в настоящее время, такие преобразователи:
1.Емкостные.
2.Индукционные .
3. Пьезоэлектрические
Для измерения вибрационных ускорений на высоких частотах (верхняя граница измерений достигает 15 – 20 кГц). Наибольшее распространение получили пьезоэлектрические преобразователи виброускорения – акселерометры.