ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 11 «ИССЛЕДОВАНИЕ ВИБРАЦИИ»

Цель работы - исследовать параметры вибрации оборудования, дать оценку их вредности и эффективности средств виброзащиты.

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Классификация вибрации

Под вибрациями понимают механические колебания упругих тел, характеризующиеся периодичностью изменения параметров. Вибрации возникают при неправильной балансировке валов, шкивов в машинах и станках, воздействии динамических нагрузок, при работе машин и механизмов ударного действия, например, прессов, ткацких станков, пневматического инструмента и т.д.

Воздействие вибрации на человека-оператора классифицируется:

• по способу передачи вибрации на человека;
• по направлению действия вибрации;
• по временной характеристике вибрации.

По способу передачи на человека различают общую и локальную вибрацию. Общая вибрация передается через опорные поверхности на тело сидящего или стоящего человека. Локальная вибрация передается через руки человека. Вибрация, воздействующая на ноги сидящего человека и на предплечья, контактирующие с вибрирующими поверхностями рабочих столов, может быть отнесена к локальной вибрации.

По направлению действия вибрацию подразделяют в соответствии с направлением осей ортогональной системы координат. Для общей вибрации направления осей X₀, Y₀, Z₀ и их связь с телом человека показаны на рис. 1а. Ось Z₀ - вертикальная, перпендикулярная к опорной поверхности, ось X₀ - горизонтальная от спины к груди; ось Y₀ - горизонтальная от правого плеча к левому. Для локальной вибрации направление осей X_л, Y_л, Z_л и их связь с рукой человека показаны на рис. 1б. Ось X_л - совпадает или параллельна оси места охвата источника вибрации (рукоятки, ложемента, рулевого колеса, рычага управления, обрабатываемого изделия, удерживаемого в руках). Ось Z_л лежит в плоскости, образованной осью X_л и направлением подачи или приложения силы, и направлена вдоль оси предплечья. Ось Y_л направлена от ладони. Вибрационная нагрузка на оператора нормируется для каждого направления действия вибрации.

По временной характеристике различаются: постоянная вибрация, для которой спектральный или корректированный по частоте контролируемый параметр за время наблюдения изменяется не более чем в 2 раза (на 6 дБ); непостоянная вибрация, для которой эти параметры за время наблюдения изменяются более чем в 2 раза (на 6 дБ).

Показатели вибрационной нагрузки и нормирование вибрации

Показателями вибрационной нагрузки на оператора являются:

• виброускорение (виброскорость);
• диапазон частот;
• время воздействия вибрации.

К нормируемым показателям вибрационной нагрузки при производственном контроле относятся средние квадратические значения виброускорения а или виброскорости V, а также их логарифмические уровни в децибелах.

Виброскорость V, м×с^-1, определяется по формуле

V=2p¦A; (1)

где ¦ - частота, Гц;

А - амплитуда, м.

Рис. 1

Логарифмические уровни виброскорости L_v , дБ, определяют по формуле

(2)

где V - среднее квадратическое значение виброскорости, м×с^-1

Логарифмические уровни виброускорения La , дБ, определяют по формуле

(3)

где а - среднее квадратическое значение виброускорения, м×с^-2.

Нормируемый диапазон частот для технологической вибрации, для вибрации на рабочих местах работников умственного труда устанавливается в виде октавных полос со среднегеометрическими частотами:

• для локальной вибрации - 2; 4; 8; 16; 31,5; 63; 125; 250; 500; 1000 Гц;
• для общей вибрации - 2; 4; 8; 16; 31,5; 63 Гц.

Время воздействия вибрации принимается равным длительности непрерывного или суммарного воздействия, измеряемого в минутах или часах.

К нормируемым показателям вибрационной нагрузки на оператора на рабочих местах в процессе труда относятся: одночисловые параметры (корректированное по частоте значение контролируемого параметра, доза вибрации, эквивалентное корректированное значение контролируемого параметра), или спектр вибрации (приложения 1 - 4).

Корректированное по частоте значение контролируемого параметра U или его логарифмический уровень L_U определяются по формулам

(5)

где U_iи Lu_i - среднее квадратическое значение контролируемого параметра вибрации (виброскорости или виброускорения) и его логарифмический уровень в i-й полосе;

n - число частотных полос в нормируемом диапазоне;

Кi и Lk_i - весовые коэффициенты для i-й частотной полосы для среднего квадратического значения контролируемого параметра или его логарифмического уровня.

Весовые коэффициенты приведены в приложениях 5 и 6. Доза вибрации (D) определяется по формуле

(6)

где U(t) - корректированное по частоте значение контролируемого параметра в момент времени t, м·с^-2 или м·с^-1;

T - время воздействия вибрации, с;

m - показатель эквивалентности физиологического воздействия вибрации, устанавливаемый санитарными нормами.

Эквивалентное корректированное значение (U_экв) определяется по формуле

(7)

Если нормирование вибрационной нагрузки на оператора осуществляется через спектр вибрации, то нормируемыми показателями являются средние квадратические значения виброускорения (виброскорости) или их логарифмические уровни в октавных и третьоктавных полосах частот.