Методы защиты от производственной вибрации

 

1. Методы, снижающие параметры вибрации на путях ее распространения от источника возбуждения:

Виброизоляция – метод вибрационной защиты посредством устройств, помещенных между источником возбуждения и защищаемым объектом. Метод виброизоляции реализуется различными способами, в том числе введением упругих элементов (стальные пружины, рессоры, резиновые прокладки и др.) между источником вибрации и защищаемым объектом, фундаментом. Располагают изоляторы в плане симметрично относительно центра тяжести агрегата.

Эффективность виброизоляции тем выше, чем меньше силы упругости, то есть чем мягче пружины или прокладки. Однако агрегат, установленный на слишком мягкиевиброизоляторы, становится неустойчивым, зыбким. Таким образом, задача заключается в выборе достаточно эффективных, но сохраняющих определенную горизонтальную устойчивость агрегата виброизоляторов.

Вибродемпфирование – это процесс уменьшения уровня вибраций защищаемого объекта путем превращения энергии механических колебаний данной колеблющейся системы в тепловую энергию, то есть использование на вибрирующих поверхностях в качестве конструкционных материалов, обладающих большим внутренним трением, слоя упруговязких материалов.

Изменение конструктивных элементов машин и строительных конструкций для снижения вибрации на путях ее распространения производится чаще за счет увеличения жесткости системы, то есть введением ребер жесткости (при условии низкочастотной вибрации) или за счет выбора формы конструкции.

Динамическое решение – присоединение к защищаемому объекту системы, реакции которой уменьшают размах вибрации объекта в точках присоединения системы. Чаще всего – это установка агрегатов на фундаменты, что приводит к увеличению суммарной массы колеблющейся системы.

 

2. Методы, снижающие параметры вибрации воздействием на источник возбуждения:

- Кинематические и технологические методы, с помощью которых динамические процессы, вызванные ударами, резкими ускорениями и т.п., были бы исключены или предельно снижены. Так, замена кулачковых и кривошипных механизмов равномерно вращающимися, а также механизмами с гидроприводами, в значительной мере способствуют снижению вибрации.

- Изменение конструктивных решений. Например, замена подшипников качения на подшипники скольжения, в редукторах целесообразно применять шестерни со специальными видами зацеплении – глобоидным, шевронным, вместо обычных шестерен с прямым зубом.

- Повышение класса точности обработки и уменьшение шероховатости поверхности шестерен, вращающих частей. Чем выше класс точности обработки и меньше шероховатости, тем меньше уровень вибрации.

- Метод, влияющий на изменение частоты вибрации в самом источнике. Например, меняя частоту вращения вала электродвигателя при помощи автотрансформатора, получаем различные частоты вибрации.

- Метод уравновешивания вращающихся масс реализуется с помощью балансировки вращающихся частей машин.

Средства индивидуальной защиты (СИЗ)

К индивидуальным средствам защиты относятся виброзащитные перчатки, коврики, виброзащитные рукоятки у вибрирующих ручек управления. При работе в условиях общей вибрации применяются спецобувь.

 

Организационные мероприятия

Для защиты от воздействия вибрации устанавливают специальные режимы труда и отдыха. Так, при работе с ручными машинами, удовлетворяющими требованиям санитарных норм, суммарное время работы в контакте с вибрацией не должно превышать 2/3 рабочей смены. При этом продолжительность одноразового непрерывного воздействия вибрации, включая микропаузы, входящие в данную операцию, не должна превышать для ручных машин 15-20 минут. К основному перерыву (не менее 40 мин.) устанавливают два дополнительных регламентированных перерыва: первый перерыв через 1 – 2 часа после начала смены длительностью 20 мин. и второй перерыв длительностью 30 мин. через 2 часа после обеденного перерыва.

Практическая часть

1. При работе с прибором «Ассистент» (рис. 3) в режиме измерения звука необходимо выполнить следующие действия:

2. Вставить микрофон (1) во входной разъем (2) прибора «Ассистент».

3. Включить питание прибора (нажать клавишу (3) ВКЛ) - на дисплее (4) отразятся характеристики прибора.

4. На дисплее отразятся настройки прибора, клавишами перемещения (5), выделить значение опции «вибрация»).

5. На дисплее отразятся измеряемые характеристики звука.

6. Нажать клавишу (6) ЭКРАН (на дисплее отразятся значения измеряемых величин).

7. Нажать клавишу (7) ПАУЗА (измеряемые величины перестанут меняться).

8. Выключить виброметр, нажав клавишу (3) ВЫКЛ.

 

Рисунок 3. Анализатор шума и вибрации «Ассистент»

 

Произвести замеры вибрации в пяти точках исследуемого помещения. Результаты записать в таблицу 1.

Оформление отчета

В отчете необходимо привести:

1. Таблицу с результатами замеров вибрации;

2. Сделать вывод об уровне производственной вибрации в исследуемом помещении при выполнении работ, проводимых в этом помещении.

 

 

Таблица 1

Экспериментальные данные

f (Гц)	1 точка	2 точка	3 точка	4 точка	5 точка
31,5
Среднее значение

 

Контрольные вопросы

1. Что такое вибрация?

2. Назовите влияние вибрации на организм человека.

3. Классификация вибрации:

- по способу передачи;

- по направлению действия;

- по источнику возникновения.

4. Назовите основные методы защиты от вибрации.

5. Назовите средства индивидуальной защиты от шума.

 

 

ГЛАВА 3 ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОИЗВОДСТВЕННОГО

ШУМА

 

Цель работы

 

Изучить основные характеристики шума, воздействие шума на организм человека и методы защиты от производственного шума.

 

Содержание работы

1. Ознакомиться с устройством и работой анализатора шума и вибрации прибором «Ассистент».

2. Рассчитать и сравнить эффективность защиты от шума различных видов звукоизолирующих устройств.

3. Сделать вывод о звукоизолирующих свойствах используемых материалов.

 

Теоретическая часть

Шум – это беспорядочное сочетание звуков различной частоты и интенсивности (силы), возникающих при механических колебаниях в твердых, жидких и газообразных средах.

Звуковая волна характеризуется звуковым давлением (Р, Па), интенсивностью (I, Вт/м²), частотой (f, Гц).

Звуковое давление показывает разность между мгновенным значением давления и средним давлением в невозмущенной среде. Именно на изменение давления в воздухе реагирует наш орган слуха. Чем больше давление, тем сильнее раздражение органа слуха и ощущение громкости звука.

При распространении звуковой волны в пространстве происходит перенос энергии; количество переносимой энергии определяется интенсивностью звука.

Интенсивность звука – количество звуковой энергии, проходящей в одну секунду через единицу площади, перпендикулярной к направлению распространения звуковой волны.

 

,

где:

I – интенсивность звука, Вт/м²;

W – звуковая энергия, Вт;

S – площадь, м².

 

Между интенсивностью звука и его звуковым давлением существует определенная зависимость:

 

 

где:

I – интенсивность звука, Вт/м²;

Р – звуковое давление, Па;

ρ – плотность среды, кг/м³;

с – скорость звука в этой же среде, м/с.

 

Для характеристики уровня шума используют не непосредственные значения интенсивности звука и звукового давления, которыми неудобно оперировать, а их логарифмические значения, называемые уровнем интенсивности звука или уровнем звукового давления.

 

Уровень интенсивности звука определяют по формуле:

 

,

где:

L_I – уровень интенсивности в децибелах (дБ);

I – интенсивность звука, Вт/м²;

I ₀ – интенсивность звука, соответствующая порогу слышимости человеческого уха (I ₀ – постоянная величина; I ₀ =10^-12 Вт/м² на частоте 1000 Гц).

 

Человеческое ухо, а также многие акустические приборы реагируют не на интенсивность звука, а на звуковое давление, уровень которого определяется по формуле:

 

,

 

где:

Р – звуковое давление, Па;

Р ₀ – пороговое звуковое давление (Р ₀– постоянная величина; Р ₀ = 2 × 10^-5 Па на частоте 1000 Гц).

 

Органы слуха человека воспринимают звуковые волны с частотой 16 – 20000 Гц. Колебания с частотой ниже 16 Гц (инфразвук) и выше 20000 Гц (ультразвук) не вызывают слуховых ощущений, но оказывают биологическое воздействие на организм.

Восприятие человеком звука зависит от его частоты, интенсивности и звукового давления. Наименьшая интенсивность (I ₀) и наименьшее звуковое давление (Р ₀), воспринимаемое человеком на данной частоте, называется порогом слышимости. При f = 1000 Гц Р ₀ = 2 × 10^-5 Па и I ₀ = 10^-12 Вт/м².

Если Р = 20 Па и I = 10 Вт/м², то у человека возникают болевые ощущения – болевой порог.

Между этими порогами лежит область слышимости.

 

Для оценки уровня шума используются октавные полосы, то есть f₂/f₁ = 2. Граничные значения частот октавных полос и среднегеометрические частоты в октавных полосах (в скобках) таковы: 22 – 45 (31,5); 45 – 90 (63); 90 – 180 (125); 180 – 355 (250); 355 – 710 (500); 710 – 1400 (1000); 1400 – 2800 (2000); 2850 – 5600 (4000); 5600 – 11200 (8000). Спектры представляются в виде таблиц или графиков, используются для сравнения шумовых характеристик, нормирования шума и др.