2020.03.25 Лекция № 6 Документ Microsoft Office Word (Лекции - Ванаев)

Сегодня 25 марта 2020 года время с 12.00 до 13.35

Вы должны посвятить изучению раздела БЖД «Вибрация». Для этого рекомендуется:

1. Просмотреть 18-минутную видео лекцию (очень интересную и наглядную);

2. Ознакомиться с Лекцией №6 Вашего лектора по теме «Вибрация», первая часть (текст ниже).

Для просмотра видео материала наберите в в браузере mhts.ru , или в поисковой строке Яндекса наберите

Кафедра экологии и промышленной безопасности МГТУ им. Н.Э. Бауиана

В левом столбце сайта кафедры найдите окно

Онлайн лекции курса безопасность жизнедеятельности. В открытом доступе без авторизации.

Жмите на заголовок. Найдите интересующую Вас лекцию (6 окно).

Курс БЖД. Вибрация (18 мин 14 сек).

После просмотра видео материала (если Вы посчитали целесообразным его просмотреть) приступайте к прочтению и «освоению» Лекции № 6 Вибрация (первая часть).

После освоения материала в этот же день

ОБЯЗАТЕЛЬНО

отправить на электронную почту лектора

vvanaev@mail.ru

следующую информацию

Получение лектором этой информации будет основанием считать, что Вы присутствовали на лекции 25.03.2020 с 12.00 до 13.35.

С уважением, Ванаев В.С.

25 марта 2020 года 12.00-13.35

Лекция № 6

ВИБРАЦИЯ

(часть 1)

Среди профессиональных заболеваний виброболезнь занимает ведущее место, а в отдельных отраслях первое. Неблагоприятно сказывается вибрация и на работе оборудования (в быту – балансировка колес, на производстве – снижение точности и ресурса станков и т.д.). Строительные конструкции и комплексы также страдают от вибрации (появляются трещины – Пашков дом она же Румянцевская библиотека, историческая часть Ленинки, а теперь Государственной библиотеки; Церковь Троицы в Никитниках 1634 г. бывшая площадь Ногина, а теперь Славянская; Корпус Э во время пробивки автомобильного туннеля и т.д.).

Среди источников вибрации наиболее близких нам являются транспортные вибрации (поезд, метро, трамвай трактор и т.д.) и вибрации промышленного оборудования. Среди промышленного оборудования это, в первую очередь, ручные машины (отбойные, рубильные, клепальные молотки, шлифовальные машины и т.д.). Увеличение производительности (мощности и быстроходности) при одновременном снижении материалоемкости приводит к существенному возрастанию вибрации, воздействующей на человека.

Что такое вибрация? По определению ГОСТ 24346-80 «Вибрация – это движение точки или механической системы, при котором происходят колебания характеризующих его скалярных величин». Определений вибрации много, но в БЖД принято следующее.

А что такое колебание?

Другими словами, вибрация и колебание это синонимы.

Применительно к БЖД колебание рассматривается как периодическое движение точки или тела относительно исходного положения. Простейшей формой такого движения является гармоническое колебание, известное ещё из физики.

Как известно, координата х гармонического колебания зависит от времени t по известному закону:

,

где:

A – амплитуда колебания;

ω - угловая частота, равная ω=2πf;

α - начальная фаза, равная фазе колебаний (ωt+α) при t=0.

Поскольку колебания представляют собой один из видов специфического движения, размерности его параметров являются теми же, что и для обычного движения. Только сам параметр мы называем с добавлением в начале слово вибро:

Классификация колебательных процессов

Колебания (вибрация) могут быть:

1. Свободные колебания (вибрация) это колебания (вибрация) системы, происходящие без переменного внешнего воздействия и поступления энергии извне;

2. Вынужденные колебания (вибрация) это колебания системы, вызванные и поддерживаемые каким-либо возбуждением (силовым, кинематическим и др.).

Вызывать колебания могут следующие воздействия:

1. Силовое возбуждение вибрации - возбуждение вибрации системы вынуждающими силами или моментами (валы и колеса турбин);

2. Кинематическое возбуждение вибрации - возбуждение вибрации системы сообщением каким-либо ее точкам заданных движений, не зависящих от состояния системы (движение по бездорожью);

3. Параметрическое возбуждение колебаний (вибрации) - возбуждение колебаний (вибрации) системы не зависящим от состояния системы изменением во времени одного или нескольких ее параметров (массы, момента инерции, коэффициента жесткости, коэффициента сопротивления);

4. Самовозбуждение колебаний (вибрации) - Возбуждение колебаний (вибрации) системы поступлением энергии от неколебательного источника, которое регулируется движением самой системы (часы ходики).

Характеристики вибрационного процесса

В технике колебательные процессы описывают колебательными спектрами. Спектр это совокупность значений, которые может принимать данная физическая величина. В БЖД такими величинами применительно к вибрации являются виброскорость и виброускорение. Все исследования влияния вибрации на человека начинались с виброскорости, поскольку её квадрат её значения пропорционален кинетической энергии. Впоследствии предпочтение стали отдавать виброускорению, поскольку этот параметр непосредственно снимается с датчика измерения вибрации.

По тем же причинам что и в шуме, в качестве параметров виброскорости и виброускорения используются логарифмические уровни их среднеквадратических значений. Так, среднеквадратическое значение виброскорости можно написать в следующем виде

Пример гармонического вибрационного сигнала с указанием пикового (Х_пик), среднеквадратичного (Х_СКЗ) и среднего абсолютного значений (Х_сред).

Спектр колебаний это совокупность простых гармонических колебаний, которыми может быть представлено сложное колебательное движение.

Если колебательное движение периодическое, то его спектр колебаний состоит из отдельных гармонических колебаний, частоты которых кратны основной частоте. Такой спектр колебаний называется

дискретный (линейчатый) спектр.

Отдельные импульсы и непериодические движения имеют

непрерывный (сплошной) спектр.

Спектры вибраций: а) дискретный спектр периодического колебательного процесса; б) непрерывный спектр случайного или импульсного процесса;

в) смешанный спектр как результат суммирования нескольких периодических и случайных процессов.

Логарифмический уровень среднеквадратического значения виброскорости в дБ равен

где

v – среднее квадратическое значение виброскорости, м/с;

v_o – опорное значение виброскорости, м/с, равное

м/c

Логарифмический уровень среднеквадратического значения виброускорения в дБ равен

где

а - среднее квадратическое значение виброускорения, м/с²;

а_о - опорное значение виброускорения, м/с², равное

а_о=10^-6 м/с²

Как и все колебательные процессы, вибрация количественно описывается спектрами, представляющими изменение параметра в зависимости от частоты. Частотный диапазон, в котором рассматривается вибрация, воздействующая на человека, представлен в виде октавных (третьоктавных) частотных полос. При этом ширина одной октавной полосы и её название обозначаются следующими выражениями

где: - верхняя граница частотной полосы;

- нижняя граница частотной полосы;

- среднегеометрическое значение частотной полосы.

Для третьоктавных полос соотношение между граничными значения частотной полосы равно .

Среднегеометрические значения частот октавных полос вибрационного процесса всего частотного диапазона имеет следующий ряд от 1 до 1000 Гц:

1, 2, 4, 8, 16, 31.5, 63, 125, 250, 500, 1000 Гц – всего 11 полос.

ВОЗДЕЙСТВИЕ ВИБРАЦИИ НА ЧЕЛОВЕКА

В БЖД различают два вида вибрации:

- общая;

- локальная.

Различаются диапазоном частот и нормами, связанными с различным воздействием на организм человека¹.

Общая вибрация (частотный диапазон от 1 до 63 Гц.) передается через опорные поверхности на тело сидящего или стоящего человека.

Локальная вибрация (частотный диапазон от 8 до 1000 Гц.) передается через руки человека.

Общая вибрация воздействует на всё тело (весь организм). Общей вибрации подвергаются: участники транспортных поездок (все вида транспорта особенно по бездорожью), летчики и пассажиры вертолетов и прочих летательных аппаратов, операторы кузнечнопрессового оборудования, операторы подъемно-транспортных машин и механизмов и т.д.

В частотном диапазоне общей вибрации находятся собственные частоты всех основных органов человека: голова – 25-30 Гц, большинство внутренних органов – 6-9 Гц.

Результат: механическое повреждение внутренних органов вплоть до их разрыва, стойкое нарушение физиологических функций организма и как следствие снижение производительности труда.

Локальная вибрация воздействует на периферическую нервную и кровеносную систему. Источники: рукоятки и штурвалы различных машин (трактор, самолет и т.д.); ручные машины ударного и вращательного действия (отбойные, рубильные и клепальные молотки, перфораторы и шлифовальные машины и пр.).

Результат: атрофия периферической нервной и кровеносной систем и как результат синдром белых пальцев; одновременно поражение мышечных, костных тканей и сухожилий.

Нормирование вибраций

Нормирование вибрации производится в соответствии с санитарными нормами

СН 2.2.4/2.1.8.566-96 «Производственная вибрация, вибрация в помещениях жилых и общественных зданий».

В нормах приводятся предельно допустимые величины нормируемых параметров производственной локальной вибрации при длительности вибрационного воздействия 480 мин (8 ч).

Ниже на графике приведены гигиенические нормы в логарифмических уровнях средних квадратических значений виброскорости для октавных полос частот.

- Общая вибрация 1 категории ( - колебания в вертикальной плоскости; - колебания в горизонтальной плоскости) – транспортная вибрация, воздействующая на человека на рабочих местах самоходных и прицепных машин, транспортных средств при движении по местности, агрофонам и дорогам (в том числе при их строительстве). К источникам транспортной вибрации относят: тракторы сельскохозяйственные и промышленные, самоходные сельскохозяйственные машины (в том числе комбайны); автомобили грузовые (в том числе тягачи, скреперы, грейдеры, катки и т.д.); снегоочистители, самоходный горно-шахтный рельсовый транспорт.

- Общая вибрация 2 категории – транспортно-технологическая вибрация, воздействующая на человека на рабочих местах машин, перемещающихся по специально подготовленным поверхностям производственных помещений, промышленных площадок, горных выработок. К источникам транспортно-технологической вибрации относят: экскаваторы (в том числе роторные), краны промышленные и строительные, машины для загрузки (завалочные) мартеновских печей в металлургическом производстве; горные комбайны, шахтные погрузочные машины, самоходные бурильные каретки; путевые машины, бетоноукладчики, напольный производственный транспорт.

- Общая вибрация 3 категории – технологическая вибрация, воздействующую на человека на рабочих местах стационарных машин или передающуюся на рабочие места, не имеющие источников вибрации. К источникам технологической вибрации относят:

- етало- и деревообрабатывающие станки,