Производственная вибрация и ее измерение

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

ОМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

 

кафедра «НЕФТЕГАЗОВОЕ ДЕЛО»

 

 

                                                                                              

 

 

 

 

 

 

 

ДОМАШНЕЕ ЗАДАНИЕ

 

по дисциплине

«Физические основы измерений»

 

тема: «Производственная вибрация и ее измерение»

 

 

 специальность 200503 – «Стандартизация  и сертификация»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                                                                            Выполнила: студентка

          Угрюмова Е.С.

 

                                                             

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Омск - 2012 год

Содержание

 

Введение………………………………………………………………….....	3
1. Общие сведения о производственной вибрации. Основные параметры	5
2. Классификация вибрации на производстве и ее воздействие  на человека………………………………………………………………….…….....	7
3. Измерение и нормирование вибрации  …………………………………	13
4. Методы снижения вибрации и средства защиты от производственной вибрации…………………………………………………………………...	18
Заключение………………………………………………………………….	26
Литература……………………………………………………………….	28

 
 
 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

 

Среди достаточно большого количества вредных и опасных факторов, воздействующих на человека, есть такие, с которыми человек сталкивается ежедневно. К таким факторам относятся виброакустические, включающие: шум, ультразвук, инфразвук и вибрацию.

В общем случае эти факторы будем называть воздействующими факторами на человека. С ними мы встречаемся на рабочих местах в производственных помещениях, на транспорте (автомобили, электрички, метро), в быту, на производстве и поэтому необходимо знать особенности их измерения и нормирования, как они воздействуют на организм человека, а также методы и средства защиты от них.

С точки зрения безопасности труда виброакустические факторы, в частности, вибрация является одним из наиболее распространенных вредных производственных факторов. Воздействию вибрации подвергаются более 3 млн. работающих в горной промышленности, строительстве, сельском хозяйстве и на транспорте (водители тракторов, бульдозеров, автомобилей и т.д.). Среди профессиональных заболеваний вибрационная болезнь занимает 2-ое место. И в быту более 30% населения больших городов живут в условиях виброакустического дискомфорта.

Вибрацией называют механическое колебательное движение системы с упругими связями.

Вибрация возникает при работе машин и механизмов, имеющих неуравновешенные и несбалансированные вращающиеся органы с движениями возвратно-поступательного и ударного характера. К такому оборудованию относятся металлообрабатывающие станки, ковочные и штамповочные молоты, электро- и пневмоперфораторы, механизированный инструмент, а также приводы, вентиляторы, насосные установки и компрессоры.

При современном уровне техники можно добиться значительных успехов в борьбе с уменьшением влияния вибрации на человека. Бороться с вибрацией можно, но это требует значительных финансовых затрат.

Поэтому, чтобы сохранить здоровье человека в производственных условиях, важно иметь не только представление о санитарных нормах, касающейся производственной вибрации, но и периодически проводить измерение вибрации. Без проведения этой важной процедуры работники могут испытывать негативное воздействие вибрации, в связи с чем, есть риск возникновения у них заболеваний различного рода.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 Общие сведения о производственной вибрации. Основные параметры.

 

Вибрация (лат. Vibratio - колебание, дрожание) - это механические колебания тела (13). Вибрацию порождают неуравновешенные силовые воздействия, возникающие при работе машин.

Для вибрации присущи следующие признаки:

- относительно малые отклонения  тела или его точек по отношению  к характерным размерам тела;

- вибрации подвержены упругие  тела и тела, находящиеся в поле действия переменных электромагнитных сил.

В соответствии с ГОСТ 24346-80 «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 (7).

Потенциально вибрация непроизвольно закладывается ещё на стадии проектирования и конструирования, а затем при изготовлении и монтаже машин и механизмов. Выпускаемые машиностроительной промышленностью мощные и высокоскоростные механизмы, оборудование и инструменты являются источниками, генерирующими вибрацию. Источниками вибрации могут быть станки оптического производства, механической обработки, роботы, роботизированные линии сборки и т.п.

Как правило, причиной возбуждения вибрации являются, возникающие при работе машин и агрегатов, неуравновешенные силовые воздействия:

1. неуравновешенные возвратно-поступательные движения элементов машин (перфораторы, отбойные молотки);
2. неуравновешенные вращающиеся массы машин, когда есть несовпадение центра массы тела и оси вращения (шлифовальные машины, дрели);
3. удары деталей (сваебойные машины, перфораторы).

Основными параметрами, характеризующие вибрацию, являются:

1. Амплитуда (А), то есть на какое расстояние отклоняется вибрирующая поверхность или ручной инструмент от положения равновесия (максимальное перемещение колеблющейся точки), м;
2. Колебательная скорость V, м/с
3. Ускорение колебаний W, м/с2;
4. Частота колебаний f, Гц (число колебаний в секунду)
5. Период колебаний Т, сек.

Учитывая, что при любом колебательном движении непрерывно изменяется скорость и ускорение (наибольшие на осевой линии колебания и наименьшие в крайних позициях), вибрацию оценивают по скорости и ускорению. Эти величины являются производными от амплитуды и частоты вибрации и определяются по формулам:

, м/c,

, м/c2, где ν - виброскорость, м/с; π - 3,14; f - частота, Гц; А - амплитуда колебания, м; W- виброускорение, м/с2.

Если для шума за нуль децибел принят порог слышимости, для вибрации отсчет децибел ведется от условной опорной виброскорости, равной       5*10-8 м/с, виброускорения - 3*10-4 м/с2.

В практике виброакустических исследований весь диапазон частот вибраций разбивается на октавные полосы (рис. 1.1). Среднегеометрические частоты октавных полос стандартизированы и составляют: 1; 2; 4; 8; 16; 31,5; 63; 125; 250; 500; 1000 Гц (5).

Рис. 1.1. Октавные полосы и среднегеометрические частоты

(Колосов Ю.В., Барановский  В.В. Защита от вибрации и шума  на производстве. Уч. пособие.- СПб: СПбГУ ИТМО, 2011.- c. 7 (Электронная версия))

Учитывая, что абсолютные значения параметров вибрации изменяются в очень широких пределах, в практике виброакустических исследований используют понятие логарифмического уровня параметра колебаний L, который измеряют в децибелах (дБ).

Согласно ГОСТ 12.1.012-90 «Вибрация, общие требования безопасности» (ССБТ) Логарифмический уровень виброскорости (дБ) определяют по формуле:

;   ,

где V, W-колебательная скорость, м/с и виброускорение, м/с² ; V0 ,Wо  пороговые значения скорости и ускорения м/с, м/с2.

Таким образом, основные гигиенические характеристики вибрации:

- среднее квадратичное значение  виброскорости LV ;

- логарифмический уровень виброскорости LV ;

- среднегеометрическая частота  октавной полосы fС.Г. .

При оценке суммарного воздействия вибраций разных частот спектры уровней виброскорости являются основными характеристиками вибраций.

Снижение уровня вибраций после проведения мероприятий по их уменьшению определяется как

ΔLV = LV1 – LV 2 ,

где LV1 – первоначальный уровень виброскорости; LV 2 – конечный, результирующий уровень виброскорости (5).

 

2 Классификация вибрации на производстве и ее воздействие на человека

Согласно СН 2.2.4/2.1.8.566-96 «Производственная вибрация, вибрация в помещениях жилых и общественных зданий» выделяются следующие виды вибрации.

По характеру воздействия различают общую и локальную вибрацию. При общей вибрации происходит сотрясение всего организма, передается через опорные поверхности на тело человека (сидящего или стоящего человека, на стопы и ягодицы) (вибростолы, водители транспорта). При локальной (местной) вибрации, происходит сотрясение кистей рук, отдельных частей тела, например, при работе с ручным механизированным инструментом, обрабатываемыми деталями дрели, перфораторы, горные сверла, гайковерты, электро - бензиномоторные пилы. Вибрация, передающаяся на ноги сидящего человека и на предплечья, контактирующие с вибрирующими поверхностями рабочих столов, относится к локальной вибрации (11).

 

Рис. 2.1. Направление координат осей при общей вибрации (а и б) и локальной(в)

(СН 2.2.4/2.1.8.566-96. Производственная  вибрация, вибрация в помещениях  жилых и общественных зданиях (Электронная версия)).

 

По источнику возникновения общая вибрация подразделяется на:

1. транспортную – воздействующую на операторов подвижных машин и транспортных средств при их движении по дорогам. К источникам транспортной вибрации относят: тракторы сельскохозяйственные и промышленные, самоходные сельскохозяйственные машины (в том числе комбайны); автомобили грузовые (в том числе тягачи, скреперы, грейдеры, катки и т.д.); снегоочистители, самоходный горно-шахтный рельсовый транспорт;

2. транспортно-технологическую – воздействует на операторов машин с ограниченным перемещением, только по специально подготовленным путям производственных помещений (краны, экскаваторы, горные комбайны, бурильные установки);

3. технологическую – воздействует на операторов стационарных машин, станков и передается на рабочие места, не имеющие источников вибрации (металлорежущие, деревообрабатывающие станки, электрические машины, стационарные электрические установки, насосные агрегаты и вентиляторы, оборудование для бурения скважин, буровые станки, машины для животноводства, очистки и сортировки зерна (в том числе сушилки), оборудование промышленности стройматериалов (кроме бетоноукладчиков), установки химической и нефтехимической промышленности и др.)

В свою очередь технологическая вибрация подразделяется на вибрацию:

3а – на постоянных рабочих  местах с вибрацией в производственных  помещениях;

3б – на рабочих местах  складских, столовых, бытовых, и др. производственных  помещений;

3в – на рабочих местах  заводоуправлений, конструкторских бюро, лабораторий, здравпунктов.

По временным характеристикам вибрация подразделяется на:

1. постоянную – величина виброускорения изменяется не более чем в 2 раза (менее чем на 6 дБ) за время наблюдения больше 1 минуты;
2. непостоянную – величина виброускорения изменяется более чем в 2 раза (более чем на 6 дБ) за время наблюдения более 1 минуты;

Непостоянная вибрация подразделяется на:

- колеблющуюся, для которой уровень виброскорости непрерывно изменяется во времени;

- прерывистую, когда контакт оператора с вибрацией в процессе работы прерывается, но этот контакт имеет длительность более 1 сек;

- импульсную, состоящую из одного или нескольких вибрационных воздействий, каждый длительностью менее 1 сек.

По направлению действия вибрацию различают на:

- действующую по трем осям, трехмерная вибрация;

- действующую по двум осям, двумерная вибрация;

- действующую по одной оси, одномерная вибрация.

По характеру спектра вибрации подразделяют на:

- узкополосную (в одной октаве);

- широкополосную (во всех октавных полосах частот).

По частотным характеристикам вибрация подразделяется на:

- низкочастотную 1-16 Гц;

- среднечастотную 31.5-63;

- высокочастотную более 63 Гц (5).