Заходи та засоби захисту від вібрації

Заходи та засоби захисту від вібрації за організаційною ознакою поділяються на колективні та індивідуальні (див.рисунок 7).

Рис. 7. Класифікація заходів і засобів віброзахисту

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 поділяються 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. Причому маса та жорсткістьцієї 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.

 

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. Маса фундаменту підбирається таким чином, щоб амплі­туда його коливань не 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.

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.

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

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 – 30 хвилин через 2 години після обідньої перерви) та обідньої перерви не менше ніж 40 хвилин.

Засоби індивідуального захисту (ЗІЗ) від вібрації за місцем контакту працівника з об'єктом, що вібрує підрозділяються:

– ЗІЗ для рук (рукавиці, рукавички, прокладки);

– ЗІЗ для ніг (спеціальне взуття, підметки, коврики, наколінники);

– 313 для тіла (нагрудники, пояси, спеціальні костюми).

Для вимірювання параметрів вібрації застосовуються віброметри ВМ-1, ВИП-2, апаратура контрольно-сигнальна вібровимірювальна типу ВВК-003, ВВК-005, вимірювачі шуму та вібрації ВШВ-003.

Методи захисту від шуму

Заходи та засоби захисту від шуму поділяються на колективні та індивідуальні, причому останні застосовуються лише тоді, коли заходами та засобами колективного захисту не вдається знизити рівні шуму на робочих місцях до допустимих значень. Призначення засобів індивідуального захисту (313) від шуму – перекрити найбільш чутливі канали проникнення звуку в організм - вуха. Тим самим різко послаблю­ються рівні звуків, що діють на барабанну перетинку, а відтак – і коливання чутливих елементів внутрішнього вуха. Такі засоби дозволяють одночасно попередити розлад і всієї нервової системи від дії інтенсивного подразника, яким є шум.

До ЗІЗ від шуму належать навушники, протишумові вкладки, шумозаглушувальні шоломи. Вибір ЗІЗ обумовлюється видом та характеристикою шуму на робочому місці, зручністю використання засобу при виконанні даної робочої опе­рації та конкретними кліматичними умовами.

Засоби колективного захисту від шуму подібно до віброзахисту поділяються за такими напрямками:

– зменшення шуму в самому джерелі;

– зменшення шуму на шляху його поширення;

– організаційно-технічні заходи;

– лікувально-профілактичні заходи.

Зменшення шуму у самому джерелі – найбільш радикальний засіб боротьби з шумом, що створюється устаткуванням. Досвід показує, що ефективність заходів щодо зниження шуму устаткування, що вже працює, досить невисока, тому необхідно прагнути до максимального зниження шуму в джерелі ще на стадії проектування устаткування. Це досягається за допомогою наступних заходів та засобів:

– удоскона­лення кінематичних схем та конструкцій устаткування;

– проведення статичного та динамічного зрівноважування і балансування;

– виготовлення деталей, що співударяються та корпусних деталей з неметалевих матеріалів (пластмас, текстоліту, гуми);

– чергування металевих та неметалевих деталей;

– підвищення точності виготовлення деталей та якості складання вузлів і устаткування;

– зменшення зазорів у з'єднаннях шляхом зменшення припусків; застосування мащення деталей, що труться і т. п.

Організаційно-технічні засоби захисту від шуму передбачають: застосування малошумних технологічних процесів та устаткування, оснащення шумного устатку­вання засобами дистанційного керування, дотримання правил технічної експлуатації, проведення планово-попереджувальних оглядів та ремонтів. До заходів лікувально-профілактичного характеру належать попередній та пе­ріодичні медогляди, використання раціональних режимів праці та відпочинку для працівників шумних дільниць та цехів, допуск до «шумних» робіт з 18 років тощо.

Засоби та заходи колективного захисту, що зменшують шум на шляху його поширення підрозділяються на архітектурно-планувальні та акустичні (див.рисунок 8).

Архітектурно-планувальні заходи щодо захисту від шуму передбачаються при проектуванні, реконструкції та експлуатації підприємства (цехів, дільниць). Вони дозволяють зменшити вплив виробничих шумів на працівників нешумних виробництв та мешканців житлових масивів, що розташовані поруч з під­приємством.

Для зменшення шкідливого впливу виробничого шуму на працівників шумних виробництв, послаблення передавання його в сусідні приміщення застосовують звуко - і віброізоляцію, звуко - і вібропоглинання та глушники шуму.

Звукоізоляція є ефективним засобом зменшення рівня шуму на шляху його поширення, що реалізується шляхом встановлення звукоізоляційних перешкод (пе­регородок, кабін, кожухів, екранів). Принцип звукоізоляції базується на тому, що біль­ша частина звукової енергії, яка потрапляє на перешкоду, відбивається і лише незнач­на її частина проникає через неї.

Рис. 8. Класифікація заходів та засобів колективного захисту,

що зменшують шум на шляху його поширення

 

Для звукоізоляції окремих шумних дільниць у приміщенні чи устаткування за­стосовують легкі багатошарові звукоізоляційні перегородки з повітряними прошар­ками. Для звукоізоляції найбільш шумних вузлів та агрегатів (ланцюгові передачі, двигуни, компресори, вентилятори) використовуються звукоізоляційні кожухи, які є засобами, що встановлюються в безпосередній близькості від джерела шуму. В тих випадках, коли неможливо ізолювати шумне устаткування чи його вузли, захист пра­цівника від дії шуму здійснюють шляхом встановлення звукоізольованої кабіни з пультом керування та оглядовими вікнами.

Метод акустичного екранування застосовується в тих випадках, коли інші ме­тоди малоефективні або недоцільні з техніко-економічної точки зору. Акустичний екран встановлюється між джерелом шуму та робочим місцем і являє собою певну перешкоду на шляху поширення прямого шуму, за якою виникає, так звана, звукова тінь. Найбільш поширеними для виготовлення екранів є сталеві чи алю­мінієві листи товщиною 1-3 мм, які покриваються зі сторони джерела шуму звуко­поглинальним матеріалом.

Рівень шуму у виробничому приміщенні залежить не лише від прямого, але й відбитого звуку. Тому, якщо в цеху неможливо знизити енергію прямого звуку, то необхідно зменшити енергію звукових хвиль, які відбиваються від внутрішніх по­верхонь приміщення. Для цього проводять акустичне оброблення всіх або частини стін та стелі приміщень шумних виробництв за допомогою звукопоглинального облицювання та (або) підвішують до стелі штучні звукопоглиначі. Для ефективного звукопоглинання матеріал повинен мати пористу структуру, причому необхідно щоб пори були відкриті зі сторони звукової хвилі і мали якнайбільше з'єднань між собою. Штучні звукопоглиначі найдоцільніше розміщувати в зонах, де концентруються зву­кові хвилі, що відбиваються від внутрішніх поверхонь приміщення.

Звукопоглиначі можуть мати різну форму (куля, куб, ромб, піраміда) і виготовля­ються з перфорованих листів твердого картону, пластмаси чи металу, які зі середини покриті звукопоглинальним матеріалом.

Глушники шуму – це ефективний засіб боротьби з шумом аеродинамічного походження, який виникає при роботі вентиляційних систем, пневмоінструменту, газотурбінних, дизельних, компресорних та деяких інших установок. За принципом дії глушники поділяють на активного, реактивного та комбінованого типу. У глуш­ників активного типу зниження шуму відбувається внаслідок його затухання в порах звукопоглинального матеріалу. В глушниках реактивного типу шум зни­жується шляхом відбивання звукових хвиль у системі розширювальних та резонанс­них камер, що з'єднані між собою за допомогою труб, щілин та отворів. У комбі­нованих глушниках відбувається як поглинання, так і відбивання шуму.

Інфразвук. Традиційні методи боротьби з шумом, засновані на звукоізоляції та звукопогли­нанні, є малоефективні щодо інфразвуку, оскільки останній має значно вищу проник­ну здатність. Тому необхідно, перш за все, домогтися усунення або зниження рівня інфразвуку в джерелі, що його генерує. Для цього підвищують циклічність устатку­вання (більше 20 ц/ с), жорсткість коливних конструкцій великих розмірів, встанов­люють глушники реактивного типу тощо.

Ультразвук. Робота ультразвукових установок на більш високих частотах, для яких допустимі рівні звукового тиску є більш вищими, а також застосування засобів звукоізоляції (звукоізоляційні кожухи, захисні екрани, звукоізольовані кабіни, розміщення ультра­звукового устаткування в окремому звукоізольованому приміщенні) забезпечують захист від ультразвуку, який передається через повітря.

Для виключення впливу контактного ультразвуку роботи з коливними рідинни­ми середовищами (завантаження, вивантаження) необхідно проводити при вимкне­ному джерелі ультразвуку, або використовувати для цього спеціальні інструменти, що мають ручки з еластичним покриттям, наприклад, гумовим. Як засоби індивідуального захисту, використовують протишумові навушники (дія через повітря) та двошарові рукавички із зовнішнім гумовим шаром (контактна дія).