Вибрация

Вибрация — это  колебательный  процесс,  при  котором  отдельные элементы  механических  и  других  систем  периодически  проходят  через положение равновесия. Основными  физическими  параметрами  вибрации  являются  частота колебаний (f, Гц), амплитуда (А, м), виброскорость (V, м/с) и виброускорение (W, м/с²).

Причиной  вибрации  являются неуравновешенные  силы  воздействия.  Вибрация может  реализовываться  в  шести  направлениях  в соответствии с шестью степенями свободы. Основными  источниками  вибраций  являются электрические  приводы,  рабочие  органы  машин ударного  действия,  вращающиеся  массы,подшипниковые  узлы,  зубчатые  зацепления  и  т.д.

Вибрация генерируется различным технологическим оборудованием: металло- и деревообрабатывающими

станками,  транспортными  средствами,  ручным  электрифицированным инструментом  и  различными  машинами.  Кроме  того,  вибрация во  многих случаях  используется  для  интенсификации  некоторых  технологических процессов.

По  источнику  возникновения  вибрации,  подразделяется  на транспортную,  возникающую  в  результате  движения  машин;  транспортно-технологическую,  когда  одновременно  с  движением  машина  выполняет технологический  процесс;  технологическую,  возникающую  при  работе стационарного оборудования и машин.

Ощущение  вибрации  воспринимается  человеком  посредством воздействия колебательных движений на кожный покров, нервно-мышечную и костную ткань. Вибрация  может  оказывать  двоякое  воздействие  на  организм.  При высокой интенсивности и продолжительном  воздействии, она может вызвать тяжелое  заболевание. При небольших интенсивностях и продолжительности, вибрация может снизить утомляемость, повысить обмен веществ, тонус и т.п.

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.

Общие  вибрации,  воздействуя  на  нервную  и  сердечно-сосудистую системы,  вызывают  головные  боли,  тошноту, появление  внутренних  болей, ощущение тряски  внутренних  органов,   расстройство аппетита, нарушение сна и др.

Местные ( локальные)  вибрации  приводят  к  спазмам  сосудов,  которые  развиваются  с  концевых  фалангов  пальцев  и  через  кисть  и  предплечье охватывают сосуды сердца, ухудшают периферическое кровообращение (из-за спазмов  сосудов  конечностей),  приводят  к  снижению  болевой чувствительности,  ограничению  подвижности  суставов ( из-за  окостенения сухожилий мышц и отложения солей в суставах), атрофии мышц, нарушению обмена веществ, возникновению новообразований (костных мозолей) и др.

Наибольшую  опасность  представляет  общая  вибрация,  так  как  на частотах 6—9 Гц возможны разрывы внутренних органов из-за резонанса.

Весь  комплекс  возможных  нарушений  здоровья  человека,  вызванных действием вибрации, называется виброболезнью, лечение которой эффективно на ранних стадиях. Основным направлением по защите персонала от вибраций является автоматизация и механизация производственных процессов. Однако в тех случаях,  когда  автоматизация  и  механизация  невозможны, используются следующие методы и средства борьбы с вибрациями.

Снижение  возможности  виброгенерации  в  источнике.  Для  этого  при выборе кинематических и технических схем предпочтение должно отдаваться таким  схемам,  где  динамические  воздействия  и  вызванные  ими  ускорения оказываются  сниженными.  С  этой  целью,  например,  заменяют:  штамповку прессованием;  клепку  сваркой;  ударную  правку  вальцовкой;  кривошипно-шатунный  механизм  равномерно  вращающимся;  подшипники  качения подшипниками  скольжения;  зубчатые (прямозубые)  передачи  специальными (например,  косозубыми).  Важным  в  данном  случае  является  балансировка вращающихся  масс,  выбор  рабочих  режимов,  числа  оборотов,  качество обработки поверхностей, наличие люфтов, зазоров, смазки и т.д. Снижение  вибрации  на  путях  ее  распространения  эффективно применением  вибропоглощения,  исключением  резонансных  режимов, виброгашением, виброизоляцией и др.

Вибропоглощение ( вибродемпфирование)  реализуется  путем использования  материалов  с  большим  внутренним  сопротивлением (сплавы цветных  металлов,  полимерные  и  резиноподобные  материалы),  а  также   применением  вибропоглощающих  листовых  и  мастичных  покрытий ( с большим  внутренним  трением)  вибрирующих  поверхностей.  Листовые покрытия выполняются из резинообразных материалов (вини-пор). Мастичные покрытия являются более прогрессивными.Виброгашение  реализуется  путем  установки  машин  и  агрегатов  на индивидуальные основания (фундаменты), увеличением жесткости системы (например,  за счет ребер жесткости), установки  на систему  динамических виброгасителей (для дискретного спектра).

Виброизоляция  достигается  введением  в  колебательные  системы упругой связи, препятствующей передаче вибраций от машин к основанию, смежным  элементам  конструкции  или  к  человеку.  С  этой  целью используются  различные  виброизоляторы — пружинные,  резиновые, комбинированные, а также гибкие вставки в коммуникации воздуховодов, разделение перекрытий и несущих конструкций гибкой связью и др.Для  защиты  от  вибрации  при  работе  с  ручным  механизированным электрическим и пневматическим инструментом применяются разнообразные индивидуальные  средства защиты: виброзащитные рукоятки, виброзащитные рукавицы  или  перчатки  и  др.  Для  защиты  работающих  от  вибsрации, передаваемой через ноги, используется специальная виброзащитная обувь.

Организационно-профилактические  мероприятия  включают  в  себя требования  к  персоналу ( возраст,  медицинское  освидетельствование, инструктаж),  ограничение  времени  работы  с  виброисточником

(виброинструментом), проведение работ в помещении с температурой более 16 °С,  теплые  водные  процедуры  для  рук,специальная  производственная гимнастика,  витаминопрофилактика (ежедневный  прием  витаминов  В  и  С), перерывы в работе (через каждый час 10—15 мин.) и др.

Важной  мерой  профилактики  виброболезней  работающих  является ограничение  времени  воздействия  вибрации,  которое  осуществляется  путем установления для лиц виброопасных профессий внутрисменного режима труда.

Режим  труда  устанавливается  при  превышении  вибрационной  нагрузки  на оператора не менее 1 дБ (в 1,12 раза), но не более 12 дБ (4 раза). При превышении более 12 дБ запрещается проводить работы и применять машины, генерирующие такую вибрацию. Периодичность  контроля  вибрационной  нагрузки  на  оператора  при воздействии локальной вибрации должны быть не реже 2 раз в год, общей – не реже раза в год.