Üldine tööstusvibratsioon: klassifikatsioon, tüübid ja selle koostoime

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2023-12-17 10:25

Tootmisvibratsioon kujutab endast ohtu nii inimeste tervisele kui ka ehituskonstruktsioonidele, protsessiseadmetele. Mehaanilise vibratsiooni mõjul kiireneb masinate kulumine, lüheneb nende paranduste vaheline ajavahemik ning väheneb mõõteriistade ja juhtimisseadmete täpsus. Tugevate vundamentide kaudu leviv vibratsioon mõjutab ka teisi, tootmisväliseid ruume ja hoolduspersonali. Kahjulike kõikumiste hindamine sisaldub töötingimuste sanitaar- ja hügieenilise hindamise süsteemis.

Üldkontseptsioon

Tootmisvibratsioon tekib töömasinate mehaanilise vibratsiooni, vedelike liikumise ja muude tasakaalustamata mõjude tagajärjel. Suurenenud vibratsioonitase avaldab negatiivset mõju inimeste tervisele, vähendades selle jõudlust ning pikaajalise kokkupuute korral põhjustab kutsehaigusi. Seetõttu on kanalisatsiooni mehaanilise vibratsiooniga võitlemise küsimused eriti olulised.

Vibratsioon võib inimesele edasi kanduda nii otse kokkupuutel seadmete või tööriistadega,ja kaudselt - tööstusruumide elementide kaudu. Selle ebasoodsa teguri ja selle maksimaalsete lubatud väärtuste kontrollimise nõuded on sätestatud paljudes regulatiivdokumentides (SN 2.2.4-2.1.8.566-96, SP 1102-73, GOST 12.1.012-2004, SanPiN 2.2. 4.3359-16 ja teised).

Vaatused

Tööstusliku vibratsiooni klassifikatsioon toimub mitme kriteeriumi järgi:

1. Lokaliseerimise järgi:

• Üldine. Selline vibratsioon mõjutab närvisüsteemi, lihasluukonna, südame-veresoonkonna süsteemi, seedetrakti (valu maos või epigastimaalses alumises piirkonnas). Pikaajalisel kokkupuutel võib tekkida vibratsioonihaigus – ravimatu patoloogia.
• Kohalik (lokaalne), kandub vibreerivale pinnale toetudes inimese jäsemetele.

2. Päritolu järgi:

• Kohalike kõikumiste korral: käsitsi või mootorita tööriistadest.
• Üldvibratsiooni jaoks: I, II ja III kategooria (kirjeldatud allpool).

3. Suund ruumis: X, Y, Z-võnkumised. Kõige ohtlikumad on need, mis on suunatud piki keha telge.

4. Spekter:

• Kitsasriba (juhitava oktaavi kolmandiku vibratsioonitase on 15 dB kõrgem kui sama laiusega naaberlõikudes).
• Lairiba (nende spekter on pidev rohkem kui 1 oktaavi).

5. Sagedus:

• Madal sagedus (vastav alt <4 ja <16 Hz üldise ja kohaliku vibratsiooni jaoks).
• Kesksagedus(<16 ja <63 Hz); o kõrgsagedus (vastav alt <63 ja <1000 Hz).

6. Kestuse järgi:

• Püsiv.
• Perioodiline (kõikuv, katkendlik, impulsiivne).

Üldise tööstusliku vibratsiooni tüübid

Üldvibratsioonid allika järgi jagunevad kolme tüüpi:

1. Transport (nendele on kõige vastuvõtlikumad masinad nagu traktorid, kaevandustransport, kombainid, veoautod, lumesahad);
2. Transport ja tehnoloogiline (esinevad mööda tööstusruumide pinda liikudes - ekskavaatorid, kraanad, põrandatäitemasinad laengu ahju laadimiseks, raudtee ehitamiseks ja remondiks mõeldud veerem, betoonsillutis ja muud seadmed).
3. Tehnoloogiline, mis tuleneb statsionaarsetest seadmetest (masinad, pressid, pumbad, ventilaatorid, puurimis-, keemia- ja naftakeemiaseadmed ja muud).

Funktsioonid

Peamised indikaatorid, mis kirjeldavad erinevat tüüpi tööstuslikku vibratsiooni, on järgmised:

• Ringsagedus (võnkumiste arv sekundis). Vibratsiooni mõõtmisel jagatakse võnkespekter sagedusribadeks, millest igaühe intensiivsust hinnatakse. Selleks kasutatakse oktaavifiltreid, mille nominaalne ribalaius on võrdne ühe oktaaviga.
• Vibratsiooni liikumise amplituud (maksimaalne kõrvalekalle).
• Vibratsioonikiiruse ja kiirenduse suurim ehk efektiivväärtus.

Allikad

Vibratsiooni tekitavad allikad on vastav alt üldise vibratsiooni tüübile järgmised:

• kitsasriba – ehitussõidukid, trammid, traktorid, harvesterid, trammid, raudteevagunid ja vedurid;
• polüharmooniline (muutub perioodilise seaduse järgi) - metalli- ja puidutöötlemismasinad, sisepõlemismootorid, hüdroturbiinid ja generaatorid, kompressorid, tekstiilimasinad, vibrokonveierid;
• juhuslikud ja polüharmoonilised – puurmasinad, kraanad, tungrauad ja kivipuurid, pinnase- ja söekaevandusmasinad.

Kohalikku vibratsiooni tekitavad sellised instrumendid nagu:

• rotaator (lihvimis- ja poleerimismasinad, mootorsaed);
• pöörlevad löökvõtmed;
• löökriistad (haamrid, needid);
• löögi pöörlev (mehhaniseeritud kaevandamise tööriistad, augustajad);
• pressimine (käärid üle 500 löögi minutis).

Metallihakkurid, neetijad, langetajad, lihvijad ja muud töötajad puutuvad kokku selle vibratsiooniga.

Põhjused

Vibratsiooni põhjuseks on tasakaalustamata jõu mõjud – edasi-tagasi või pöörlevad; löökide vastasmõju hammasratastes, veerelaagrites, mootori- ja kompressoriventiilides, vändamehhanismides. Mehaaniline vibratsioon võib esineda ka robottehastes ja -liinides.

Disaini ja tehnoloogiliste teguritenavibratsiooni tekitavate tööstusruumide puhul võib eristada järgmist:

• aluste ja seadmete vundamentide vale paigutus;
• konstruktsioonide liigne jäikus (tööplatvormide, istmete, juhtimisseadmete ja muude elementide kinnitus);
• seadmete disainifunktsioonid;
• tehnoloogilised vead komponentide valmistamisel (pöörlevate hoorataste, võllide tasakaalustamatus, vead osade valmistamisel);
• seadmete kehv paigaldus kohapeal;
• suurenenud koormus või kiirus töötamise ajal;
• Varustuse mitteõigeaegne plaaniline ennetav hooldus.

Mõju inimkehale

Tööstusliku vibratsiooni mõju inimeste tervisele on keeruline:

• luu- ja liigesehaigused - lülisamba düstroofsed kahjustused (osteokondroos, spondüloos), luutiheduse vähenemine (osteoporoos);
• rakulise ja humoraalse immuunsuse halvenemine;
• südame-veresoonkonna haigused (angiospasm – veresoonte ahenemine, vereringe ja kudede toitumise häired, venoosse staasi teke);
• kudede mikrotraumatiseerimine;
• antioksüdantsete kaitseensüümide aktiivsuse vähenemine;
• neuropaatia.

Pikaajalise lokaalse vibratsiooni korral on tunda sõrmede tuimust, arenevad liigeste haigused ja jäsemete neuroosid. Üldvibratsioon mõjutab ka vestibulaarset aparaati, seedetrakti, organeidmeeled (nägemisteravuse ja kuulmise vähenemine) ja muud süsteemid. Kõige kahjulikumad vibratsioonid on need, mille sagedus jääb vahemikku 3-30 Hz, kuna nende väärtused on lähedased inimorganite loomulikele vibratsioonidele (esineb resonantsnähtus). Vibratsioon sagedusega 6–9 Hz võib põhjustada siseorganite rebenemist.

Mehaanilise vibratsiooni mõju tugevus sõltub järgmistest teguritest:

• spektraalne koostis;
• suund;
• mõju sait;
• kestvus.

Vibratsioonitõbi

Tööstusliku vibratsiooni süstemaatiline mõju aitab kaasa vibratsioonihaiguse tekkele. Seda saab ravida ainult varases staadiumis. Hiljem, kui siseorganites tekivad pöördumatud muutused, on neist võimatu vabaneda.

Subjektiivsete tunnustena avaldub see patoloogia järgmiste sümptomitena:

• pearinglus, peavalud, vilguvad "kärbsed" silmades;
• lõhkev valu kätes, hullem öösel;
• sõrmede tuimus, külmavärinad, valgedus, turse; põletustunne, surisemine neis;
• halb unenägu;
• tunne halvem;
• jõudluse vähenemine.

Iseloomulikud on ka muud märgid:

• hüpotensioon;
• mitme organi puudulikkus, mis on põhjustatud ebapiisavast verevarustusest (dekompensatsiooni staadiumis);
• südame löögisageduse langus;
• ainevahetushäired (hüpotüreoidism ja muud patoloogiad);
• väheneminetundlikkus;
• angiodüstoonia;
• lihas-skeleti süsteemi patoloogiad (müofibroos, artroos) ja teised.

Rating

Tootmisvibratsiooni normeerimine viiakse läbi, et välistada töötajate ja töötajate vibratsioonihaiguse võimalus. Kontrollitavaid parameetreid reguleerib GOST 12.1.012-90, mis sisaldab peamiste näitajate piiravate väärtustega tabeleid.

Üldise ja kohaliku tüüpi tööstusliku vibratsiooni sanitaarnormid normaliseeritakse sõltuv alt võnkesageduse geomeetrilistest keskmistest väärtustest. On mitmeid ohuklasse, mille puhul on võimalik vibratsioonihaigus. Esimene vastab kõige minimaalsemale tasemele (optimaalsed töötingimused), mille korral puudub kokkupuude üldise ja kohaliku vibratsiooniga.

Sanitaar- ja hügieenimeetmed mehaanilise vibratsiooni negatiivsete tagajärgede vältimiseks hõlmavad töökohtade sertifitseerimist, esialgset ja jooksvat sanitaarjärelevalvet, isikukaitsevahendite (vibratsiooni summutavad kindad, jalanõud) kasutamise kontrolli.

Meetodid

Tööstusliku vibratsiooni hindamiseks on mitu meetodit:

• sagedus - mõõdetakse vibratsioonispektrit (võnkekiiruse ja kiirenduse keskmised ruutväärtused arvutatakse täissagedusribades või 1/3 ulatuses);
• kogu (integraalne) hinnang sageduse järgi (vibratsiooni kiiruse ja kiirenduse korrigeeritud väärtus või nende logaritmilised näitajad);

integraal, võttes arvesse vibratsiooni mõju kestust samaväärse väärtuse võrra

Kaalutegurid valitakse vastav alt CH 2.2.4/2.1.8.566-96 soovitustele.

Instrumendid

Mehaanilise vibratsiooni mõõtmine töötingimustes toimub järgmiste vahenditega:

• vibromeetrid (IShV-1, Assistant, VShV-003, Brüel & Kjæri ja teiste mudelid);
• kaalu- ja ribapääsfiltrid;
• vibratsiooniandurid (DN-seeria tootjad Vibropribor, Brüel & Kjær jt);
• helitaseme mõõturid (tavalistes sagedusalades samaväärsete tasemete tuvastamiseks);
• taseme salvestid;
• magnetograafid vibratsiooni salvestamiseks sagedusanalüüsi läbiviimiseks, arvutage välja samaväärne tase.

Mõõtepunktid valitakse inimkehaga kokkupuutuvatel pindadel. Kui töökoht ei ole püsiv, siis kontrollitakse vähem alt 3 punktis maksimaalse vibratsiooniga. Üldvibratsiooni mõõtmiseks valitakse suurema tundlikkusega instrumendid. Vibratsiooniandurid on paigaldatud kolmele üksteisega risti asetsevale tasapinnale.