Bendra pramoninė vibracija: klasifikacija, tipai ir jų sąveika

2024 Autorius: Howard Calhoun | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2023-12-17 10:34

Gamybinė vibracija kelia pavojų tiek žmonių sveikatai, tiek pastatų konstrukcijoms, technologinei įrangai. Veikiant mechaninėms vibracijoms, pagreitėja mašinų susidėvėjimas, sutrumpėja laiko tarpas tarp jų remonto darbų, sumažėja matavimo priemonių ir valdymo įrangos tikslumas. Per tvirtus pamatus perduodama vibracija veikia ir kitas, ne gamybines patalpas, prižiūrintį personalą. Žalingų svyravimų įvertinimas įtrauktas į sanitarinio ir higieninio darbo sąlygų vertinimo sistemą.

Bendra koncepcija

Gamybos vibracija atsiranda dėl mechaninės darbo mašinų vibracijos, skysčių judėjimo ir kitų nesubalansuotų poveikių. Padidėjęs vibracijos lygis neigiamai veikia žmonių sveikatą, mažina jo darbingumą, o ilgai veikiant sukelia profesines ligas. Todėl kovos su mechanine vibracija sanitarijos srityje klausimai yra ypač svarbūs.

Vibracija gali būti perduodama asmeniui tiek tiesiogiai, kai liečiasi su įranga ar įrankiais,ir netiesiogiai – per gamybinių patalpų elementus. Šio nepalankaus veiksnio ir jo didžiausių leistinų verčių kontrolės reikalavimai yra nustatyti daugelyje norminių dokumentų (SN 2.2.4-2.1.8.566-96, SP 1102-73, GOST 12.1.012-2004, SanPiN 2.2). 4.3359-16 ir kt.).

Peržiūros

Pramoninė vibracija klasifikuojama pagal kelis kriterijus:

1. Pagal lokalizaciją:

• Bendra. Tokia vibracija veikia nervų, raumenų ir kaulų sistemą, širdies ir kraujagyslių sistemą, virškinamąjį traktą (skausmas skrandyje arba apatinėje epigastrinėje srityje). Ilgai veikiant, gali išsivystyti vibracinė liga – nepagydoma patologija.
• Vietinis (vietinis), perduodamas į žmogaus galūnes, kai jis ilsisi ant vibruojančio paviršiaus.

2. Pagal kilmę:

• Dėl vietinių svyravimų: nuo rankinių ar nevaromų įrankių.
• Bendrai vibracijai: I, II ir III kategorijos (aprašyta toliau).

3. Kryptis erdvėje: X, Y, Z svyravimai. Pavojingiausios yra tos, kurios nukreiptos išilgai kūno ašies.

4. Spektras:

• Siaurajuostė (valdomo trečdalio oktavos virpesių lygis yra 15 dB didesnis nei gretimose to paties pločio atkarpose).
• Plačiajuostis ryšys (jų spektras yra nenutrūkstamas daugiau nei 1 oktavą).

5. Dažnis:

• Žemo dažnio (<4 ir <16 Hz atitinkamai bendriesiems ir vietiniams virpesiams).
• Vidutinis dažnis(<16 ir <63 Hz); o aukšto dažnio (atitinkamai <63 ir <1000 Hz).

6. Pagal trukmę:

• Nuolatinis.
• Periodinis (svyruojantis, su pertrūkiais, impulsyvus).

Bendrosios pramoninės vibracijos tipai

Bendrosios vibracijos pagal š altinį skirstomos į 3 tipus:

1. Transportas (joms labiausiai jautrios tokios mašinos kaip traktoriai, kasyklų transportas, kombainai, sunkvežimiai, sniego valytuvai);
2. Transporto ir technologinės (atsiranda judant gamybinių patalpų paviršiumi - ekskavatoriai, kranai, grindų pildymo mašinos, skirtos įkrovimui į krosnį pakrauti, geležinkelių tiesimo ir remonto riedmenys, betoninės trinkelės ir kita įranga).
3. Technologinės, kylančios iš stacionarios įrangos (mašinų, presų, siurblių, ventiliatorių, gręžimo, chemijos ir naftos chemijos įrenginių ir kt.).

Funkcijos

Pagrindiniai indikatoriai, apibūdinantys įvairius pramoninės vibracijos tipus, yra šie:

• Apskritasis dažnis (svyravimų skaičius per sekundę). Matuojant virpesius, virpesių spektras skirstomas į dažnių juostas, kurių kiekvienos intensyvumas įvertinamas. Tam naudojami oktavos filtrai, kurių vardinis pralaidumas yra lygus vienai oktavai.
• Vibracijos judėjimo amplitudė (didžiausias nuokrypis).
• Didžiausia arba vidutinė vibracijos greičio ir pagreičio vertė.

Š altiniai

Gamybiniai vibracijos š altiniai, atsižvelgiant į bendrųjų vibracijų tipą, yra:

• siaurajuostis - statybinės transporto priemonės, tramvajai, traktoriai, kombainai, tramvajai, geležinkelio vagonai ir lokomotyvai;
• poliharmoninis (kintantis pagal periodinį dėsnį) - metalo ir medžio apdirbimo staklės, vidaus degimo varikliai, hidraulinės turbinos ir generatoriai, kompresoriai, tekstilės mašinos, vibrokonvejeriai;
• atsitiktinės ir poliharmoninės – gręžimo staklės, kranai, domkratai ir uolienų grąžtai, žemės ir anglies kasybos mašinos.

Vietinę vibraciją sukuria tokie instrumentai kaip:

• rotaciniai (šlifuokliai ir poliravimo aparatai, grandininiai pjūklai);
• sukamieji smūginiai veržliarakčiai;
• perkusinis (skaldantys plaktukai, kniedės);
• smūginis rotacinis (kasybos mechanizuoti įrankiai, perforatoriai);
• spaudimas (žirklės su daugiau nei 500 smūgių per minutę).

Metalo smulkintuvai, kniedės, frezos, šlifuokliai ir kiti darbuotojai yra veikiami šios vibracijos.

Priežastys

Vibracijos priežastis yra nesubalansuoti jėgos efektai – slenkamieji arba besisukantys; smūginės sąveikos pavarose, riedėjimo guoliuose, variklio ir kompresoriaus vožtuvuose, alkūniniuose mechanizmuose. Mechaninės vibracijos taip pat gali atsirasti robotų gamyklose ir linijose.

Kaip dizainas ir technologijos veiksniai,vibraciją sukeliančiose pramoninėse patalpose galima išskirti:

• neteisingas pagrindų ir įrangos pamatų išdėstymas;
• per didelis konstrukcijų standumas (darbo platformų, sėdynių, valdiklių ir kitų elementų tvirtinimas);
• įrangos dizaino ypatybės;
• dedamųjų dalių gamybos technologinės klaidos (besisukančių smagračių, velenų disbalansas, dalių gamybos klaidos);
• blogas įrangos montavimas vietoje;
• padidėjusi apkrova arba greitis eksploatacijos metu;
• Nelaiku suplanuota profilaktinė įrangos priežiūra.

Poveikis žmogaus organizmui

Pramoninės vibracijos poveikis žmonių sveikatai yra sudėtingas:

• kaulų ir sąnarių sutrikimai - distrofiniai stuburo pažeidimai (osteochondrozė, spondilozė), sumažėjęs kaulų tankis (osteoporozė);
• ląstelinio ir humoralinio imuniteto pablogėjimas;
• širdies ir kraujagyslių ligos (angiospazmas – kraujagyslių susiaurėjimas, sutrikusi kraujotaka ir audinių mityba, venų stazės išsivystymas);
• audinių mikrotraumatizacija;
• sumažėjęs antioksidantų apsauginių fermentų aktyvumas;
• neuropatija.

Esant ilgalaikei vietinei vibracijai, jaučiamas pirštų tirpimas, išsivysto sąnarių ligos, galūnių neurozės. Bendra vibracija veikia ir vestibiuliarinį aparatą, virškinamąjį traktą, organusjutimai (sumažėja regėjimo aštrumas ir klausa) ir kitos sistemos. Žalingiausios vibracijos yra tos, kurių dažnis yra 3-30 Hz diapazone, nes jų vertės artimos natūralioms žmogaus organų vibracijoms (yra rezonanso reiškinys). 6–9 Hz dažnio vibracija gali sukelti vidaus organų plyšimą.

Mechaninių virpesių poveikio stiprumas priklauso nuo šių veiksnių:

• spektrinė kompozicija;
• kryptis;
• poveikio svetainė;
• trukmė.

Vibracijos liga

Sisteminė pramoninės vibracijos įtaka prisideda prie vibracijos ligų atsiradimo. Jis išgydomas tik ankstyvosiose stadijose. Vėliau, jei vidaus organuose atsiranda negrįžtamų pakitimų, jų atsikratyti neįmanoma.

Kaip subjektyvūs požymiai, ši patologija pasireiškia šiais simptomais:

• galvos svaigimas, galvos skausmai, mirgančios "muselės" akyse;
• trūkinėjantis rankų skausmas, stipresnis naktį;
• pirštų tirpimas, š altkrėtis, b altumas, patinimas; deginimas, dilgčiojimas juose;
• blogas sapnas;
• jaučiasi blogiau;
• našumo sumažėjimas.

Būdingi ir kiti požymiai:

• hipotenzija;
• daugelio organų nepakankamumas, kurį sukelia nepakankamas aprūpinimas krauju (dekompensacijos stadijoje);
• sumažėjęs širdies ritmas;
• medžiagų apykaitos sutrikimai (hipotirozė ir kitos patologijos);
• mažėjimasjautrumas;
• angiodistonija;
• raumenų ir kaulų sistemos patologijos (miofibrozė, artrozė) ir kitos.

Ricionavimas

Gamybos vibracijos normavimas atliekamas siekiant išvengti darbuotojų ir darbuotojų vibracijos ligų. Valdomi parametrai reguliuojami GOST 12.1.012-90, kuriame pateikiamos lentelės su pagrindinių rodiklių ribojančiomis reikšmėmis.

Bendrojo ir vietinio tipo pramoninės vibracijos sanitarinės normos normalizuojamos priklausomai nuo virpesių dažnio geometrinių vidutinių verčių. Yra keletas pavojaus klasių, kuriose galimos vibracijos ligos. Pirmasis atitinka minimaliausią lygį (optimalios darbo sąlygos), kai nėra sąlyčio su bendra ir vietine vibracija.

Sanitarinės ir higienos priemonės, padedančios išvengti neigiamų mechaninės vibracijos padarinių, apima darbo vietų sertifikavimą, išankstinę ir einamąją sanitarinę priežiūrą, asmeninių apsaugos priemonių (vibraciją slopinančių pirštinių, batų) naudojimo kontrolę.

Metodai

Yra keli pramoninės vibracijos įvertinimo metodai:

• dažnis - matuojamas virpesių spektras (vibracijos greičio ir pagreičio vidutinės kvadratinės vertės apskaičiuojamos visose dažnių juostose arba 1/3 diapazono);
• bendras (integralus) įvertinimas pagal dažnį (koreguota vibracijos greičio ir pagreičio reikšmė arba jų logaritminiai rodikliai);

integralus, atsižvelgiant į vibracijos poveikio trukmę lygiaverte verte

Svorio koeficientai parenkami pagal CH 2.2.4/2.1.8.566-96 rekomendacijas.

Instrumentai

Mechaninių virpesių matavimas darbo sąlygomis atliekamas naudojant šiuos prietaisus:

• vibrometrai (IShV-1, Assistant, VShV-003, Brüel & Kjær ir kitų modeliai);
• svorio ir pralaidumo filtrai;
• vibracijos jutikliai (DN serija, kurią gamina Vibropribor, Brüel & Kjær ir kt.);
• garso lygio matuokliai (kad aptiktų lygiaverčius lygius bendrose dažnių juostose);
• lygio įrašymo įrenginiai;
• magnetografai virpesiams įrašyti, kad būtų galima atlikti dažnio analizę, apskaičiuokite lygiavertį lygį.

Matavimo taškai parenkami ant paviršių, kurie liečiasi su žmogaus kūnu. Jei darbo vieta nėra nuolatinė, kontrolė atliekama bent 3 taškuose su maksimalia vibracija. Bendrajai vibracijai matuoti pasirenkami didesnio jautrumo prietaisai. Vibracijos jutikliai montuojami trijose viena kitai statmenose plokštumose.