Заходи та засоби захисту від вібрації

Заходи та засоби захисту від вібрації за організаційною ознакою поділяються на колективні та індивідуальні (рис. 2.26). Колективні заходи та засоби віброзахисту можна підрозділити за такими напрямами:

— зниження вібрації в джерелі її виникнення;

— зменшення параметрів вібрації на шляху її поширення від джерела;

— організаційно-технічні заходи;

— лікувально-профілактичні заходи.

Зменшення вібрації в джерелі її виникнення досягається шляхом застосування таких кінематичних та технологічних схем, які усувають чи мінімально знижують дію динамічних сил. Так, вібрація ослаблюється при заміні кулачкових та кривошипних механізмів на механізми, що обертаються з рівномірною швидкістю, механічних при­водів — на гідравлічні і т. п. Зменшення вібрації досягається також статичним та динамічним зрівноважуванням механізмів та об'єктів, що обертаються. Слід зазначити, що дія динамічних сил може посилитись внаслідок спрацювання окремих механізмів, появи зазорів та люфтів, поганого зчеплення деталей, що призводить до посилення вібрації. При проектуванні устаткування важливо передбачити недопущення резонанс­них режимів його роботи. Це досягається раціональним вибором маси та жорсткості коливальної системи або частоти змушувальної сили.

Контакту працівника з віброоб'єктом, а відтак і шкідливої дії вібрації можна уникнути шляхом використання дистанційного керування, автоматичного контролю та сигналізації, а також застосування захисного огородження. Якщо цього досягти неможливо, то необхідно при контакті працівника з віброоб'єктом домогтися змен­шення параметрів вібрації на шляху її поширення від джерела змушувальної сили. Це можна досягти за допомогою вібропоглинання, віброгасіння та віброізоляції.

Вібропоглинання (вібродемпфірування) полягає в штучному збільшенні втрат у коливальній системі, при цьому енергія вібрації перетворюється в теплову. На практиці для цього найчастіше використовують конструктивні матеріали з великим внутрішнім тертям (пластмаси, сплави марганцю та міді, магнієві сплави і т. п.) або наносять на поверхні, що вібрують, шар пружно-в'язких матеріалів, які збільшують внутрішнє тертя в коливній системі (покриття поверхонь, що вібрують, гумою та пружно-в'язкими мастиками на основі полімерів, мащення вузлів та з'єднань).

Динамічне віброгасіння полягає у збільшенні реактивного опору коливної системи. Засоби динамічного віброгасіння за принципом дії поділяється на ударні та динамічні віброгасники. Останні за конструктивною ознакою можуть бути пружинними, маятниковими, ексцентриковими та гідравлічними. Вони, зазвичай, являють собою додаткову коливну систему, яка встановлюється на агрегаті, що вібрує, масою М та жорсткістю С (рис. 2.27). Причому маса т та жорсткість с цієї системи піді­брані таким чином, що в кожний момент часу збуджуються коливання, які знахо­дяться в протифазі з коливаннями агрегату. Недоліком динамічних віброгасників є те, що вони налаштовані на певну частоту, яка відповідає їх резонансному режиму коливання.

Рис. 2.27. Схема дії динамічного віброгасника

Рис. 2.28. Схема фундаменту під важкий метало оброблювальний верстат:

/ — амортизатори, 2 — пружини, 3 — фундаментна плита, 4 — станина верстату

Для зниження вібрації застосовують також ударні віброгасники маятникового, пружинного і плаваючого типів. У них здійснюється перехід кінетичної енергії віднос­ного руху елементів, що контактують, в енергію деформації з поширенням напружень із зони контакту по елементах, що взаємодіють. Внаслідок цього енергія розподіляється по об'єму елементів віброгасника, які зазнають взаємних ударів, викликаючи їх коли­вання. Одночасно відбувається розсіювання енергії внаслідок дії сил зовнішнього та внутрішнього тертя. Маятникові ударні віброгасники використовуються для гасіння коливань частотою 0,4—2,0 Гц, пружинні — 2—10 Гц, плаваючі — понад 10 Гц.

Віброгасники камерного типу призначені для перетворення пульсуючого потоку газу чи рідини в рівномірний. Такі віброгасники встановлюються на всмоктувальній та нагнітальній сторонах компресорів, на гідроприводах, водогонах і т. п.

Динамічне віброгасіння досягається також встановленням агрегату на масивно­му фундаменті (рис. 2.28). Маса фундаменту підбирається таким чином, щоб амплі­туда його коливаньне перевищувала допустимих значень.

Віброізоляція полягає у введені в коливну систему додаткового пружного зв'язку, який перешкоджає передачі вібрації від об'єкта, що вібрує, до основи, суміжних конструкцій чи людини (рис. 2.29).

Віброізоляція є єдиним ефективним способом зменшення вібрації, що передаєть­ся на руки від ручного механізованого інструмента. Для цього держак відокремлюється від корпуса інструмента/що вібрує, за допомогою пружного елемента (рис. 2.30).

Пружні елементи, що вводяться в коливну систему (віброізолятори, амортизато­ри) можуть бути пружинні, гумові, гідравлічні, пневматичні та комбіновані (рис. 2.31).

Комплекс лікувально-профілактичних заходів захисту від вібрації передбачає: попередній та періодичні медичні огляди; заборону допуску до вібраційних робіт осіб молодших 18 років та таких, що мають відповідні протипокази у стані здоров'я; лікува­льну гімнастику та масаж рук; спеціальні режими праці та відпочинку. Так, якщо допустимий сумарний час дії локальної вібрації більший за необхідний технологічний час праці за зміну, то він повинен довільно розподілятися у межах робочої зміни з додержанням двох регламентованих перерв (перша — 20 хвилин за 1—2 годину від початку роботи, друга — ЗО хвилин через 2 години після обідньої перерви) та обідньої перерви не менше ніж 40 хвилин.

Засоби індивідуального захисту (3І3) від вібрації за місцем контакту працівника з об'єктом, що вібрує підрозділяються: 3І3 для рук (рукавиці, рукавички, прокладки); 313 для ніг (спеціальне взуття, підметки, коврики, наколінники); 3І3 для тіла (нагрудники, пояси, спеціальні костюми).