Общи индустриални вибрации: класификация, видове и тяхното взаимодействие

2025 Автор: Howard Calhoun | [email protected]. Последно модифициран: 2025-01-24 13:12

Производствената вибрация представлява опасност както за човешкото здраве, така и за строителните конструкции, технологичното оборудване. Под въздействието на механичните вибрации се ускорява износването на машините, намалява се периодът от време между ремонтите им и се намалява точността на измервателните уреди и контролното оборудване. Предавани през здрави основи, вибрациите засягат и други, непроизводствени помещения и персонала по поддръжката. Оценката на вредните колебания е включена в системата за санитарно-хигиенна оценка на условията на труд.

Обща концепция

Производствената вибрация възниква в резултат на механичните вибрации на работните машини, движението на течности и други небалансирани влияния. Повишеното ниво на вибрации има отрицателно въздействие върху човешкото здраве, намалявайки неговата производителност, а при продължителна експозиция причинява професионални заболявания. Ето защо въпросите за борбата с механичните вибрации в канализацията са от особено значение.

Вибрацията може да се предава на човек както директно чрез контакт с оборудване или инструменти,и косвено - чрез елементите на производствени помещения. Изискванията за контрол на този неблагоприятен фактор и неговите максимално допустими стойности са посочени в редица регулаторни документи (SN 2.2.4-2.1.8.566-96, SP 1102-73, GOST 12.1.012-2004, SanPiN 2.2. 4.3359-16 и други).

Прегледи

Класификацията на индустриалните вибрации се извършва по няколко критерия:

1. По локализация:

• Общо. Такава вибрация засяга нервната, мускулно-скелетната, сърдечно-съдовата система, стомашно-чревния тракт (болка в стомаха или в долната част на епигастриума). При продължително излагане може да възникне вибрационна болест - неизлечима патология.
• Локален (локален), предава се на крайниците на човек, когато стои върху вибрираща повърхност.

2. По произход:

• За локални колебания: от ръчни или немеханични инструменти.
• За обща вибрация: Категория I, II и III (описани по-долу).

3. Посока в пространството: X, Y, Z-колебания. Най-опасни са тези, които са насочени по оста на тялото.

4. Спектър:

• Теснолентови (нивото на вибрациите на една трета от октавата, която трябва да се контролира, е с 15 dB по-висока, отколкото в съседните секции със същата ширина).
• Широколентова връзка (техният спектър е непрекъснат за повече от 1 октава).

5. Честота:

• Нискочестотни (<4 и <16 Hz съответно за общи и локални вибрации).
• Средна честота(<16 и <63 Hz); o високочестотни (съответно <63 и <1000 Hz).

6. По продължителност:

• Постоянно.
• Периодични (променливи, периодични, импулсивни).

Видове общи индустриални вибрации

Общите вибрации по източник са разделени на 3 типа:

1. Транспорт (машини като трактори, минен транспорт, комбайни, камиони, снегорини са най-податливи на тях);
2. Транспортно-технологични (възникващи при придвижване по повърхността на промишлени помещения - багери, кранове, подови машини за зареждане на шихта в пещта, подвижен състав за изграждане и ремонт на ж.п., бетонови павета и друго оборудване).
3. Технологични, произтичащи от стационарно оборудване (машини, преси, помпи, вентилатори, сондажни, химически и нефтохимически инсталации и други).

Функции

Основните индикатори, описващи различните видове индустриални вибрации са следните:

• Кръгова честота (брой трептения в секунда). При измерване на вибрациите спектърът на вибрациите се разделя на честотни ленти, за всяка от които се оценява интензитетът. За това се използват октавни филтри, чиято номинална честотна лента е равна на една октава.
• Амплитуда (максимално отклонение) на вибрационното движение.
• Най-високата или средноквадратична стойност на скоростта и ускорението на вибрацията.

Източници

Производствените източници на вибрации, според вида на общите вибрации, включват:

• теснолентови - строителни превозни средства, трамваи, трактори, комбайни, трамваи, железопътни вагони и локомотиви;
• полихармонични (променящи се по периодичен закон) - метало- и дървообработващи машини, двигатели с вътрешно горене, хидравлични турбини и генератори, компресори, текстилни машини, виброконвейери;
• случайни и полихармонични – сондажни машини, кранове, ударни чукове и скални бормашини, машини за добив на пръст и въглища.

Локалната вибрация се генерира от инструменти като:

• ротационни (шлифовъчни и полиращи, верижни триони);
• ротационни ударни ключове;
• ударни (чукове, нитове);
• ударни ротационни (механизирани инструменти за добив, перфоратори);
• натискане (ножици с повече от 500 удара в минута).

Метални дробилки, нитове, валци, мелници и други работници са изложени на тази вибрация.

Причини

Причината за вибрациите са небалансирани силови ефекти - възвратно-постъпателни или ротационни; ударни взаимодействия в зъбни колела, търкалящи лагери, клапани на двигателя и компресора, колянови механизми. Механични вибрации могат да се появят и в роботизирани инсталации и линии.

Като дизайнерски и технологични фактори,в промишлени помещения, причиняващи вибрации, могат да се разграничат следните:

• неправилно подреждане на основите и основите на оборудването;
• прекомерна твърдост на конструкциите (закрепване на работни платформи, седалки, органи за управление и други елементи);
• дизайн характеристики на оборудването;
• технологични грешки при производството на компоненти (дисбаланс на въртящи се маховик, валове, грешки при производството на части);
• лош монтаж на оборудването на място;
• увеличено натоварване или скорост по време на работа;
• Ненавременна планирана превантивна поддръжка на оборудването.

Влияние върху човешкото тяло

Влиянието на индустриалните вибрации върху човешкото здраве е сложно:

• костни и ставни нарушения - дистрофични лезии на гръбначния стълб (остеохондроза, спондилоза), намалена костна плътност (остеопороза);
• влошаване на клетъчния и хуморалния имунитет;
• сърдечно-съдови заболявания (ангиоспазъм - стесняване на кръвоносните съдове, нарушено кръвообращение и хранене на тъканите, развитие на венозна стаза);
• микротравматизация на тъканите;
• намалена активност на ензимите за антиоксидантна защита;
• невропатия.

При продължителна локална вибрация се усеща изтръпване на пръстите, развиват се заболявания на ставите и неврози на крайниците. Общата вибрация засяга и вестибуларния апарат, стомашно-чревния тракт, органитесетива (намаляване на зрителната острота и слуха) и други системи. Най-вредните вибрации са тези, чиято честота е в диапазона от 3-30 Hz, тъй като стойностите им са близки до естествените вибрации на човешките органи (има резонансен феномен). Вибрациите с честота 6-9 Hz могат да причинят разкъсване на вътрешните органи.

Тежестта на влиянието на механичните вибрации зависи от следните фактори:

• спектрална композиция;
• посока;
• импакт сайт;
• продължителност.

Вибрационна болест

Систематичното влияние на индустриалната вибрация допринася за появата на вибрационна болест. Лекува се само в ранните етапи. Впоследствие, ако настъпят необратими промени във вътрешните органи, е невъзможно да се отървете от тях.

Като субективни признаци, тази патология се проявява под формата на следните симптоми:

• замаяност, главоболие, мигащи "мухи" в очите;
• избухваща болка в ръцете, по-лоша през нощта;
• изтръпване, втрисане, белота, подуване на пръстите; парене, изтръпване в тях;
• лош сън;
• чувства се по-зле;
• намаляване на производителността.

Други знаци също са характерни:

• хипотония;
• многоорганна недостатъчност, причинена от недостатъчно кръвоснабдяване (на етапа на декомпенсация);
• намален пулс;
• метаболитни нарушения (хипотиреоидизъм и други патологии);
• намаляванечувствителност;
• ангиодистония;
• патологии на мускулно-скелетната система (миофиброза, артроза) и други.

Рациониране

Нормирането на производствените вибрации се извършва, за да се изключи възможността от вибрационна болест при работници и служители. Контролираните параметри се регулират от GOST 12.1.012-90, който съдържа таблици с ограничителни стойности на основните показатели.

Санитарните норми за промишлени вибрации от общ и локален тип се нормализират в зависимост от средните геометрични стойности на честотата на трептене. Има няколко класа опасности, при които е възможна поява на вибрационна болест. Първото отговаря на най-минималното ниво (оптимални условия на работа), при което няма контакт с обща и локална вибрация.

Санитарно-хигиенните мерки за предотвратяване на негативните последици от механичните вибрации включват сертифициране на работните места, предварителен и текущ санитарен надзор, контрол върху използването на лични предпазни средства (вибрационни ръкавици, обувки).

Методи

Има няколко метода за оценка на индустриалните вибрации:

• честота - измерва се спектърът на вибрациите (средните квадратни стойности на скоростта и ускорението на вибрациите се изчисляват в пълни честотни ленти или 1/3 от диапазона);
• обща (интегрална) оценка по честота (коригирана стойност на скоростта и ускорението на вибрациите или техните логаритмични показатели);

интегрално, като се вземе предвид продължителността на ефекта на вибрацията с еквивалентната стойност

Коефициентите на тегло се избират в съответствие с препоръките на CH 2.2.4/2.1.8.566-96.

Инструменти

Измерването на механичните вибрации при работни условия се извършва с помощта на следните инструменти:

• виброметри (IShV-1, Assistant, VShV-003, модели от Brüel & Kjær и други);
• филтри за тегло и лента;
• сензори за вибрации (серия DN, произведени от Vibropribor, Brüel & Kjær и други);
• измерители на нивото на звука (за откриване на еквивалентни нива в общи честотни ленти);
• рекордери за ниво;
• магнитографи за записване на вибрации с цел провеждане на честотен анализ, изчислете еквивалентното ниво.

Точките на измерване се избират върху повърхности в контакт с човешкото тяло. Ако работното място не е постоянно, тогава контролът се извършва най-малко в 3 точки с максимална вибрация. За измерване на обща вибрация се избират инструменти с по-висока чувствителност. Сензорите за вибрации са инсталирани в три взаимно перпендикулярни равнини.