Исследование производственных вибраций

Цель работы:

1. Исследование параметров вибрации.

2. Ознакомление с приборами измерения вибрации, нормативными требованиями к параметрам вибрации и расчетам эффективности виброизоляции.

В соответствии с ГОСТ 24346-80 ССТ СЭВ 1926-79) «Вибрация. Термины и определения» под вибрацией понимается движение точки или механической системы, при котором происходит поочередное возрастание и убывание во времени значений по крайней мере одной координаты. Другими словами, вибрация представляет собой механические колебания упругих тел, проявляющиеся в периодическом пе­ремещении центра тяжести или оси симметрии этих тел в пространстве, а для веществ, находящихся в жидком агрегатном состоянии или сыпучих, и в периодическом изменении формы, отличающейся от формы в статическом состоянии.

Общими характеристиками всех видов колебаний, в том числе и механических, являются амплитуда и частота. Специфические характеристики вибрации - колебательное перемещение или, виброперемещение (а) колебательная скорость или виброскорость (ν) и колебательное ускорение или виброускорение (ω).

Организм человека способен воспринимать широкий диапазон параметров вибрации, изменяющийся в 10⁸...10⁷ раз. Кроме того исследования показали, что человек реагирует не на абсолютное изменение этих параметров, а кратность изменения абсолютных величин в логарифмической зависимости. В связи с этим введены относительные единицы - логарифмические уровни виброскорости L_v и виброускорения L_w, которые определяются по формулам;

L_v = 20 lg ν/ν_o и L_w = ω/ω_o

где V - среднеквадратичное значение виброскорости, м/с;

w - среднеквадратичное значение виброускорения, м/с;

V_o - пороговое значение виброскорости, равное 5·10^-8 м/с;

w₀ - пороговое значение виброускорения, равное 3×10^-4 м/с².

В практике виброакустических исследований весь диапазон частот разбивается на октавы - интервалы, у которых верхняя граничная частота вдвое больше нижней f₂ / f₁ = 2. Октавная полоса характеризуется среднегеометрической частотой:

Среднегеометрические частоты октавных полос стандартизированы и составляют: 1; 2; 4; 8; 16; 31,5; 63; 125; 250; 500; 1000 Гц.

Вибрация передается человеку при контакте с вибрирующей поверхностью и распространяется по телу. Наибольшее распространение вибрации по телу человеку наблюдается при воздействии низкочастотных колебаний. С ростом частоты, в связи с гашением вибрации тканями тела, уменьшается зона ее распространения. Ощущение вибрации исчезает при частоте около 1500 Гц, и дальнейшее повышение частоты вызывает ощущение равномерного давления с определенной силы.

Важными факторами, способствующими проявлению вредного воздействия вибрации, являются амплитуда, частота и время воздействия вибрации, а также неправильная организация рабочего процесса, нерациональный режим труда и отдыха. В результате воздействия интенсивной вибрации в организме человека возникает сложный, длительно развивающийся процесс. В течение этого периода сохраняется трудоспособность и работающие не обращаются за врачебной помощью. Однако на определенном этапе наблюдаются нарушения состояния различных органов и систем организма человека, а разрушительный процесс приобретает стойкость и малую обратимость.

Систематическое воздействие вибрации, параметры которой значительно превышают ее пороговые величины, может вызвать в организме стойкие нарушения, объединенные под общим названием - вибрационная болезнь.

По способу передачи на человека вибрация подразделяется на общую, передающуюся через опорные поверхности на тело сидящего или стоящего человека, и локальную, передающуюся через руки человека. В отдельных случаях наблюдается комбинированное действие общей и локальной вибрации.

При вибрационной болезни, вызванной локальной вибрацией, характерным симптомом является нарушение нервной и сосудистой систем. Проявляются своеобразные онемения пальцев, повышенная утомляемость и боли в руках, особенно после работы и по ночам. судороги в пальцах, повышенная чувствительность к охлаждению. При воздействии общей вибрации превалируют нарушения центральной нервной системы, значительно выражены вестибулярные расстройства. 9 больных отмечаются приступы головокружения, непереносимость вибрации, упорные головные боли, иногда невротические реакции.

Гигиеническое нормирование вибрации производится в соответствии с ГОСТ 12.1.012-90 «Вибрационная безопасность. Общие требования «Нормируемыми параметрами являются среднеквадратичные значения виброскорости в м/с или ее логарифмические уровни в дБ в октавных полосах частот в зависимости от вида вибрации и направления воздействия (классификация и направления координатных осей при воздействии вибрации см. планшет над лабораторным стендом). Для общей вибрации виброскорость нормируется в диапазоне частот от 1 до 60 Гц, а для локальной - от 8 до 1000 Гц. Нормы приведены в графическом виде на планшете.

Методы защиты от вибрации подразделяются на коллективные и индивидуальные. К коллективным методам защиты относятся: уменьшение вибрации в источникеих возникновения; виброизоляция; вибропоглощение; виброгашение. Классификация методов и средств вибрационной защиты дана на планшете.

Первый метод наиболее радикальный и заключается в правильном выборе кинематических и технологических схем при конструировании процессов. Предпочтение отдается таким схемам, в которых динамические процессы, вызванные ударами, резкими ускорениями и т.п., исключены или предельно снижены.

Виброизоляция заключается в уменьшении передачи колебаний от источника возбуждения защищаемому объекту. Ослабить передачу колебаний можно, устранив между ними жесткие связи с помощью упругих элементов (виброизоляторов) в виде стальных пружин, прокладок из упругих материалов, например, резины, войлока, битуминизированного войлока и т.п.

Вибропоглощение - способ уменьшения вибрации вследствие увеличения потерь энергии в системе. Это достигается чаще всего нанесением слоев упругих вязких материалов, плотно скрепленных с вибрирующими поверхностями. Наиболее эффективно использование этого метода на тонкостенных конструкциях.

Виброгашение представляет собой соединение источника возбуждения с дополнительной массой упругой связью или без нее.

К индивидуальным средствам защиты от вибрации относятся виброизолирующие перчатки или рукавицы, обувь, коврики, наколенники и налокотники.