Производственная вибрация

Вибрация – колебание твердого тела около положения равновесия.

Причиной возникновения являются возникающие при работе машин и механизмов неуравновешенные силовые воздействия.

Ими являются:

1. возвратно-поступательные вращающиеся детали (кривошипно-шатунные механизмы): двигатели внутреннего сгорания, компрессоры, перфораторы и др.

2. неуравновешенные вращающиеся массы: шаровые мельницы, буровые станки, шлифовальные машины и т.д.

3. соударения деталей: зубчатые зацепления, соединительные муфты.

4. Наличие дисбаланса приводит к появлению неуравновешенных центробежных сил, вызывающих вибрацию.

Причины:

- неоднородность материала вращающегося тела.

- несовпадение центра массы тела с осью вращения.

- деформация деталей от неравномерного нагрева при горячих посадках.

Воздействие вибрации на человека и ее нормирование:

Различают следующие виды вибраций:

1. Общая, когда сотрясениям и толчкам подвергается все тело человека. Оно особенно опасно при частоте 6-9 Гц. Т.к. это частота большинства внутренних органов. При этом могут быть механические повреждения и разрывы этих органов.

Вибрация в основном действует на ЦНС, вызывая плохой сон, головную боль, снижение работоспособности, нарушение сердечной деятельности.

2. Местная – вызывает спазм сосудов, которые начинаются с кончиков пальцев, охватывают кисть, плечо и сосуды сердца. Происходит нарушение периферического кровоснабжения, т.е. снабжение конечностей кровью. Одновременно нарушается чувствительность кожи, окостенение сухожилий мышц, отложение солей в суставах, что приводит к их деформации и уменьшению подвижности. Возникают боли – это признаки вибрационной болезни.

Вибрация отрицательно воздействует на зрение, слух, желудочно-кишечный тракт, нервную систему.

Оценку степени вредности вибраций производят по спектру виброскорости:

1. Для местной вибрации (контакт руками) в диапазоне разбитом на 8 октавных полос: 16; 32; 63; 125; 250; 500; 1000; 2000….

Для общей вибрации в диапазоне разбитом на 5 октавных полос:

16; 32; 63; 125; 250;

Для каждой октавной полосы устанавливают предельно допустимые значения среднеквадратичной величины скорости и ее уровня в ДБ.

L_v = 10 Lg V²/V₀² = 20Lg V/V₀ ДБ

V- средний квадрат колебательной скорости в определенной полосе частот.

V₀ – пороговое значение колебательной скорости вибрационное по международным соглашениям.

V₀ = 5*10^-6 см/сек

Исходя и С.Н. разработан ГОСТ – 17770 устанавливающий допустимые уровни вибраций для основных типов ручных машин.

Защита от вибраций:

Ослабление вибраций достигается следующими технологическими и конструктивными мерами:

1. Борьба с вибрациями в источнике ее возникновения.

При конструировании предпочтение таким кинематическим схемам, при которых динамические процессы вызванные ударами, резкими ускорениями были исключены или предельно снижены: замена кривошипных механизмов равномерно вращающихся; спец. зацеплениями; повышение класса точности обработки; качественная смазка.

Наиболее опасна вибрация с f = 16-250 Гц. Для локальной вибрации допустимые значения нормируемого параметра по виброскорости не должны повышать 109 ДБ. Вибрационные характеристики современных перфораторов близки к нормируемому параметру.

2. Отстройка от режима резонанса, отстройка собственных частот машины или отдельных узлов от частоты вынуждающей силы 2-мя путями:

а) увеличение массы или жесткости системы.

б) установление нового режима работы (изменение угловой скорости).

3. Вибродемпфирование – уменьшение вибрации путем превращения энергии мех. колебаний в другие виды энергии.

а) использование материалов с большим внутренним трением Ni-Ti; Ni-Cn; Ni-Co; Детали из этих сплавов имеют меньшую вибропроводность чем чугун и сталь. Нанесение упруго-вязких материалов обладающих большими потерями на трение мех. энергия – переходит в тепловую. Мастика.

4. Виброгашение – установка на самостоятельный фундамент колебания подошвы 0,1-0,2 мм.