Všeobecné priemyselné vibrácie: klasifikácia, typy a ich vzájomné pôsobenie

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Naposledy zmenené: 2023-12-17 10:39

Výrobné vibrácie predstavujú nebezpečenstvo pre ľudské zdravie, ako aj pre stavebné konštrukcie, technologické zariadenia. Vplyvom mechanických vibrácií sa zrýchľuje opotrebovanie strojov, skracuje sa doba medzi ich opravami, znižuje sa presnosť meracích prístrojov a kontrolných zariadení. Vibrácie prenášané cez pevné základy ovplyvňujú aj iné, nevýrobné priestory a personál údržby. Hodnotenie škodlivých výkyvov je zahrnuté v systéme sanitárneho a hygienického hodnotenia pracovných podmienok.

Všeobecný koncept

Výrobné vibrácie vznikajú v dôsledku mechanických vibrácií pracovných strojov, pohybu kvapalín a iných nevyvážených vplyvov. Zvýšená hladina vibrácií má negatívny vplyv na zdravie človeka, znižuje jeho výkonnosť a pri dlhšom pôsobení spôsobuje choroby z povolania. Preto sú otázky boja proti mechanickým vibráciám v sanitácii mimoriadne dôležité.

Vibrácie sa môžu prenášať na osobu priamo kontaktom so zariadením alebo nástrojmi,a nepriamo - prostredníctvom prvkov priemyselných priestorov. Požiadavky na kontrolu tohto nepriaznivého faktora a jeho maximálne prípustné hodnoty sú stanovené v niekoľkých regulačných dokumentoch (SN 2.2.4-2.1.8.566-96, SP 1102-73, GOST 12.1.012-2004, SanPiN 2.2. 4.3359-16 a ďalšie).

Zobrazenia

Klasifikácia priemyselných vibrácií sa vykonáva podľa niekoľkých kritérií:

1. Podľa lokalizácie:

• Všeobecné. Takáto vibrácia ovplyvňuje nervový, muskuloskeletálny, kardiovaskulárny systém, gastrointestinálny trakt (bolesť v žalúdku alebo v dolnej epigastrickej oblasti). Pri dlhšej expozícii môže dôjsť k ochoreniu z vibrácií - nevyliečiteľnej patológii.
• Lokálne (lokálne), prenášané na končatiny osoby pri odpočinku na vibrujúcom povrchu.

2. Podľa pôvodu:

• Pre miestne výkyvy: z ručného alebo nepoháňaného náradia.
• Pre všeobecné vibrácie: Kategória I, II a III (popísané nižšie).

3. Smer v priestore: X, Y, Z-oscilácie. Najnebezpečnejšie sú tie, ktoré sú nasmerované pozdĺž osi tela.

4. Spektrum:

• Úzke pásmo (úroveň vibrácií jednej tretiny oktávy, ktorá sa má ovládať, je o 15 dB vyššia ako v susedných sekciách rovnakej šírky).
• Širokopásmové (ich spektrum je súvislé viac ako 1 oktáva).

5. Frekvencia:

• Nízkofrekvenčné (<4 a <16 Hz pre všeobecné a miestne vibrácie).
• Stredná frekvencia(<16 a <63 Hz); o vysokofrekvenčné (<63 a <1000 Hz).

6. Podľa trvania:

• Trvalé.
• Periodické (kolísavé, prerušované, impulzívne).

Typy všeobecných priemyselných vibrácií

Všeobecné vibrácie podľa zdroja sú rozdelené do 3 typov:

1. Doprava (najnáchylnejšie sú na ne stroje ako traktory, banská doprava, kombajny, nákladné autá, snehové pluhy);
2. Dopravné a technologické (vyskytujúce sa pri pohybe po povrchu priemyselných priestorov - bagre, žeriavy, plniace stroje na nakladanie vsádzky do pece, koľajové vozidlá na stavbu a opravu železnice, betónové dlaždice a iné zariadenia).
3. Technologické, pochádzajúce zo stacionárnych zariadení (stroje, lisy, čerpadlá, ventilátory, vrtné, chemické a petrochemické zariadenia a iné).

Funkcie

Hlavné ukazovatele popisujúce rôzne typy priemyselných vibrácií sú tieto:

• Kruhová frekvencia (počet kmitov za sekundu). Pri meraní vibrácií je vibračné spektrum rozdelené do frekvenčných pásiem, pre každé z nich sa odhaduje intenzita. Na tento účel sa používajú oktávové filtre, ktorých nominálna šírka pásma sa rovná jednej oktáve.
• Amplitúda (maximálna odchýlka) vibračného pohybu.
• Najvyššia alebo efektívna hodnota rýchlosti vibrácií a zrýchlenia.

Zdroje

Výrobné zdroje vibrácií podľa typu všeobecných vibrácií zahŕňajú:

• úzkopásmové – stavebné vozidlá, električky, traktory, kombajny, električky, železničné vagóny a lokomotívy;
• polyharmonické (meniace sa podľa periodického zákona) - kovoobrábacie a drevoobrábacie stroje, spaľovacie motory, hydraulické turbíny a generátory, kompresory, textilné stroje, vibrodopravníky;
• náhodné a polyharmonické – vŕtacie stroje, žeriavy, zbíjačky a vŕtačky do kameňa, stroje na ťažbu zeminy a uhlia.

Miestne vibrácie vytvárajú nástroje ako:

• rotačné (brúsky a leštičky, reťazové píly);
• otočné rázové uťahováky;
• perkusívne (sekacie kladivá, nitovačky);
• nárazové rotačné (ťažobné mechanizované nástroje, dierovače);
• lisovanie (nožnice s viac ako 500 údermi za minútu).

Týmto vibráciám sú vystavení štiepkovači, nitovači, lámači, brúsky a iní pracovníci.

Reasons

Príčinou vibrácií sú nevyvážené silové účinky - vratné alebo rotačné; rázové interakcie v prevodoch, valivých ložiskách, ventiloch motora a kompresora, kľukových mechanizmoch. Mechanické vibrácie sa môžu vyskytnúť aj v robotických zariadeniach a linkách.

Ako faktory dizajnu a technológiepriemyselné priestory spôsobujúce vibrácie, možno rozlíšiť:

• nesprávne usporiadanie základov a základov vybavenia;
• nadmerná tuhosť konštrukcií (upevnenie pracovných plošín, sedadiel, ovládacích prvkov a iných prvkov);
• dizajnové prvky vybavenia;
• technologické chyby pri výrobe komponentov (nevyváženosť rotujúcich zotrvačníkov, hriadeľov, chyby pri výrobe dielov);
• zlá inštalácia zariadenia na mieste;
• zvýšené zaťaženie alebo rýchlosť počas prevádzky;
• Nevčas naplánovaná preventívna údržba zariadenia.

Účinok na ľudské telo

Vplyv priemyselných vibrácií na ľudské zdravie je zložitý:

• poruchy kostí a kĺbov - dystrofické lézie chrbtice (osteochondróza, spondylóza), znížená hustota kostí (osteoporóza);
• zhoršenie bunkovej a humorálnej imunity;
• kardiovaskulárne ochorenia (angiospazmus - zúženie ciev, zhoršený krvný obeh a výživa tkanív, rozvoj venóznej stázy);
• mikrotraumatizácia tkanív;
• znížená aktivita antioxidačných obranných enzýmov;
• neuropatia.

Pri dlhotrvajúcich lokálnych vibráciách sa prejavuje necitlivosť prstov, vznikajú ochorenia kĺbov a neurózy končatín. Všeobecné vibrácie ovplyvňujú aj vestibulárny aparát, gastrointestinálny trakt, orgányzmysly (zníženie zrakovej ostrosti a sluchu) a iné systémy. Najškodlivejšie vibrácie sú tie, ktorých frekvencia je v rozsahu 3-30 Hz, pretože ich hodnoty sú blízke prirodzeným vibráciám ľudských orgánov (dochádza k javu rezonancie). Vibrácie s frekvenciou 6-9 Hz môžu spôsobiť prasknutie vnútorných orgánov.

Závažnosť vplyvu mechanických vibrácií závisí od nasledujúcich faktorov:

• spektrálne zloženie;
• direction;
• dopadová stránka;
• trvanie.

Vibračná choroba

Systémový vplyv priemyselných vibrácií prispieva k vzniku chorôb z vibrácií. Je liečiteľná iba v počiatočných štádiách. Následne, ak dôjde k nezvratným zmenám vo vnútorných orgánoch, nie je možné sa toho zbaviť.

Ako subjektívne znaky sa táto patológia prejavuje vo forme nasledujúcich symptómov:

• závraty, bolesti hlavy, blikajúce „muchy“v očiach;
• pukavá bolesť v rukách, horšia v noci;
• necitlivosť, zimnica, belosť, opuch prstov; pálenie, mravčenie v nich;
• zlý sen;
• cítim sa horšie;
• pokles výkonu.

Ostatné znaky sú tiež charakteristické:

• hypotenzia;
• zlyhanie viacerých orgánov spôsobené nedostatočným zásobovaním krvou (v štádiu dekompenzácie);
• znížený srdcový tep;
• metabolické poruchy (hypotyreóza a iné patológie);
• znížiťcitlivosť;
• angiodystonia;
• patológie muskuloskeletálneho systému (myofibróza, artróza) a iné.

Rationing

Prideľovanie výrobných vibrácií sa vykonáva s cieľom vylúčiť možnosť ochorenia spôsobeného vibráciami u pracovníkov a zamestnancov. Kontrolované parametre upravuje GOST 12.1.012-90, ktorý obsahuje tabuľky s obmedzujúcimi hodnotami hlavných ukazovateľov.

Hygienické normy priemyselných vibrácií všeobecného a lokálneho typu sú normalizované v závislosti od geometrických stredných hodnôt frekvencie kmitov. Existuje niekoľko tried nebezpečenstva, pri ktorých je možný výskyt choroby z vibrácií. Prvá zodpovedá najmenšej úrovni (optimálne pracovné podmienky), pri ktorej nedochádza ku kontaktu so všeobecnými a lokálnymi vibráciami.

Hygienické a hygienické opatrenia na predchádzanie negatívnym následkom mechanických vibrácií zahŕňajú certifikáciu pracovísk, predbežný a aktuálny hygienický dozor, kontrolu používania osobných ochranných prostriedkov (rukavice tlmiace vibrácie, obuv).

Metódy

Existuje niekoľko metód na hodnotenie priemyselných vibrácií:

• frekvencia - meria sa spektrum vibrácií (stredné štvorcové hodnoty rýchlosti vibrácií a zrýchlenia sú vypočítané v plných frekvenčných pásmach alebo 1/3 rozsahu);
• celkový (integrálny) odhad podľa frekvencie (upravená hodnota rýchlosti vibrácií a zrýchlenia alebo ich logaritmické ukazovatele);

integrálne, berúc do úvahy trvanie účinku vibrácií o ekvivalentnú hodnotu

Hmotnostné faktory sa vyberajú podľa odporúčaní CH 2.2.4/2.1.8.566-96.

Nástroje

Meranie mechanických vibrácií pri pracovných podmienkach sa vykonáva pomocou nasledujúcich prístrojov:

• vibrometre (IShV-1, Assistant, VShV-003, modely od Brüel & Kjær a iné);
• hmotnostné a pásmové filtre;
• snímače vibrácií (séria DN vyrábaná spoločnosťami Vibropribor, Brüel & Kjær a ďalšie);
• metre hladiny zvuku (na zistenie ekvivalentných úrovní v bežných frekvenčných pásmach);
• rekordéry úrovne;
• magnetografy na zaznamenávanie vibrácií za účelom vykonania frekvenčnej analýzy, vypočítajte ekvivalentnú úroveň.

Meracie body sa vyberajú na povrchoch, ktoré sú v kontakte s ľudským telom. Ak pracovisko nie je trvalé, potom sa kontrola vykonáva aspoň v 3 bodoch s maximálnymi vibráciami. Na meranie všeobecných vibrácií sa vyberajú prístroje s vyššou citlivosťou. Senzory vibrácií sú inštalované v troch na seba kolmých rovinách.