Обеспечение вибробезопасности труда

В соответствии с требованиями ГОСТ 12.1.012 – 90 вибробезопасность труда на предприятиях должна обеспечиваться:

– соблюдением правил и условий эксплуатации машин и ведения технологических процессов, использованием машин только в соответствии с их назначением, предусмотренным научно-технической документацией;

– поддержанием технического состояния машин, параметров технологических процессов и элементов производственной среды на уровне, предусмотренном научно-технической документацией, своевременным проведением планового и предупредительного ремонта машин;

– совершенствованием режимов работы машин и элементов производственной среды, исключением контакта работающих с вибрирующими поверхностями за пределами рабочего места или зоны введением ограждений, предупреждающих знаков, использованием предупреждающих надписей, окраски, сигнализации, блокировки и т.п.;

– улучшением условий труда (в т.ч. снижением или исключением действия сопутствующих неблагоприятных факторов);

– применением средств индивидуальной защиты от вибрации (рукавиц, перчаток, вкладышей, прокладок, спецобуви, подметок, наколенников, нагрудников, поясов, специальных костюмов);

– введением и соблюдением режимов труда и отдыха, в наибольшей мере сни­жающих неблагоприятное воздействие вибрации на человека;

– санитарно-профилактическими и оздоровительными мероприятими, предусмотренными рекомендациями Минздрава и его органов;

– контролем вибрационных характеристик машин и вибрационной нагрузки на операторов, соблюдением требований вибробезопасности и выполнением предусмотренных для условий эксплуатации мероприятий.

При недостаточности этих мер должны использоваться методы и средства борьбы с вибрацией в источнике и на путях ее распространения по ГОСТ 26568 – 85.

Уменьшение вибрации в источнике ее возникновения достигается путем устранения или уменьшения действия различных причин, вызывающих силовое, кинематическое или параметрическое возбуждение колебаний.

Уменьшение параметров вибрации на путях ее распространения достигается исключением контакта оператора с вибрирующим объектом и использованием различных методов защиты в случае контакта оператора с вибрирующим объектом (динамическое виброгашение, демпфирование, виброизоляция и т.п.). При динамическом виброгашении к защищаемому объекту присоединяется дополнительная система или масса (использование виброгасящих оснований (фундаментов) и динамических виброгасителей). При демпфировании уменьшение вибрации достигается за счет: увеличения внутреннего трения конструкционных материалов; нанесения на колеблющиеся поверхности слоя упруго вязких материалов, обладающих большими потерями на внутреннее трение; применения поверхностного трения, увеличения сил вязкости, связанного с использованием смазочных масел и т.п.

Одним из наиболее распространенных методов, предупреждающих передачу вибрации при работе быстроходных машин, ручного механизированного инструмента является виброизоляция. Под виброизоляцией понимается метод вибрационной защиты посредством устройств, помещаемых между источником возбуждения и защищаемым объектом. Она заключается в создании упругой связи, которая осуществляется установкой виброизоляторов (резиновых, пружинных, пневматических и т.п.) между источниками возбуждения (колебаний) и защищаемым объектом (поддерживающая конструкция, оператор и т.п.).

Использование виброизоляторов без предварительного расчета может привести к резонансным явлениям, когда собственная частота колебаний системы (источника возбуждения) на виброизоляторах совпадает с частотой вынужденных колебаний. При этом виброизоляторы не только не уменьшат значений динамических сил, передаваемых на защищаемый объект, но, наоборот, увеличат эти значения.

Качество виброизоляции оценивается коэффициентом передачи при виброизоляции m, предсталяющим собой отношение амплитуды виброперемещения S_о (виброскорости V_о , виброускорения а_о защищаемого объекта или действующей на него силы F_пер) к амплитуде той же величины источника возбуждения при гармонической вибрации, т.е.

m = S_o · S ^–1 = V_o · V ^–1 = a_o · a ^–1 = F_пер · F ^–1 = [( f_в · f_o ^-1) ² - 1] ^–1

где F – вынуждающая сила;

f_в – частота вынуждающей силы;

f_о – частота собственных колебаний системы (машины, агрегата и т.п.) на виброизоляторах, Гц.

Последняя определяется по формуле

f_o = 5 x_ст^{- 0,5},

где x_ст– статическое смещение (осадка) источника колебаний (виброизолируемой машины) на виброизоляторах под действием силы тяжести, см.

Зависимость коэффициента передачи при виброизоляции m от частоты вынуждающей силы приведена на рис. 11.6, из которого видно, что виброизоляторы уменьшают передачу вибрации (m < 1) лишь при f_в > f_o.

Рис. 11.6. Зависимость коэффициента передачи при виброизоляции от частоты вынуждающей силы: 1 – без учета затухания (трения в виброизоляторах); 2 – с учетом затухания

При f_в £ f_o виброизоляторы или полностью передают вибрацию защищаемому объекту (m = 1)или даже усиливают их (m > 1). Для уменьшения коэффициента передачи при заданной частоте вынуждающей силы f_в необходимо уменьшать частоту собственных колебаний системы на виброизоляторах f_о, что достигается либо увеличением массы системы, либо уменьшением жесткости виброизоляторов.

Снижение передачи вибрации на защищаемый объект может быть также охарактеризовано логарифмической величинойвиброизоляции DL в децибелах, определяемой по формуле

DL = 20 · lq (m) ^-1.