Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
26
Министерство общего и профессионального образования РФ
Ульяновский государственный технический университет
Санитарно-гигиеническая
оценка воздействия вибрации
на работающих
Составил: В.А. Цветков
Ульяновск 1999 г.
УДК 628.517.2(076)
Санитарно-гигиеническая оценка воздействия вибрации на работающих.
Лабораторная работа. (Сост. В.А. Цветков - Ульяновск : УлГТУ, 1998. - 30 стр.
Методические указания составлены в соответствии с учебными программами курса “Безопасность жизнедеятельности” для студентов всех специальностей и содержат основные сведения по вибрации и методах борьбы с нею.
Методические указания подготовлены на кафедре “Экология и БЖД”.
Ил. 4 Табл.8 Библиогр.10 назв.
Рецензент: Зам. директора УФ ИРЭ к.т.н., доцент Б.А. Соломин
Одобрено секцией методических
пособий научно-методического
совета университета.
Ульяновский Государственный Технический Университет. 1999 г.
СОДЕРЖАНИЕ
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 1
Санитарно- гигиеническая оценка воздействия вибрации на работающих
лабораторной работы..................................................................................... ......…..4.
4.1. Вибрация и источник ее возникновения ......................................................4.
4.2. Воздействие вибрации на организм человека .............................................7.
4.3. Гигиеническое нормирование вибрации .....................................................9.
4.4. Контроль вибрации ......................................................................................17.
4.5. Защита от вредного воздействия вибрации ..............................................18.
5. Экспериментальная часть ...................................................................................21.
5.1. Описание лабораторной установки ...........................................................21.
5.2. Порядок выполнения работы .....................................................................24.
5.3. Отчет о работе ..............................................................................................26.
6. Контрольные вопросы .........................................................................................27.
7. Список литературы ..............................................................................................33.
работать на лабораторной установке со снятой задней стенкой.
обязательно выключить питание на всех блоках и обеспечить ее путем
вынимания вилки из розетки электросети.
2.Цель работы.
Изучить основные понятия о вибрации, ее влиянии на организм человека, нормирование и методы борьбы, приобрести практические навыки в определении параметров вибрации лабораторной установки, сравнить их с санитарными нормами спектральных показателей вибрационной нагрузки на оператора в зависимости от категории вибрации, оценить эффективность виброизоляции и указать мероприятия по снижению или исключению воздействия вибрации на работающих.
4.Общие сведения.
4.1. Вибрация, источники возникновения и ее физические характеристики.
В соответствии с ГОСТ 24346-80 [1] ВИБРАЦИЯ - движение точки или механической системы, при котором происходят колебания характеризующих его скалярных величин.
Вибрация - это сложный колебательный процесс, возникающий при периодическом смещении центра тяжести какого-либо тела от положения равновесия, а также при периодическом изменении формы тела, которую оно имело в статистическом состоянии [2].
Источниками вибрации являются различные технологические процессы, механизмы, машины и их рабочие органы.
В промышленности широко применяются механизированные инструменты ударного действия (рубильно-чеканные, отбойные, бурильные, клепальные молотки) ; пневматические и электрические ручные инструменты вращательного действия (виброножницы, сверлильные инструменты); электро- и мотоперфораторы. В строительстве источниками вибрации являются механизмы для уплотнения бетонных и асфальтно-бетонных смесей, вибротрамбовки и т.д. Источниками вибрации часто бывают неуравновешенные вращающиеся массы электродвигателей, насосов и др.
Пульсация давления при транспортировке жидкостей и газов тоже являются источниками вибрации.
Вибрация с физической стороны характеризуется следующими основными параметрами:
а м п л и т у д а смещения - наибольшее отклонение колеблющейся точки от положения равновесия - х, м;
в и б р о с к о р о с т ь - максимальное из значений скорости колеблющейся точки , м/с;
Виброускорение - максимальное из значений ускорения колеблющейся точки - а, м/с2;
частота , Гц.
;
где:
п - число оборотов в минуту.
Как правило, в механизмах вибровозбудителей создаются гармонические колебания, т.е. вибрирующая точка отклоняется по времени от среднего положения по синусоидальному закону (рис. 4.1.).
Рис. 4.1. Синусоида колебательного движения
х - амплитуда колебания (вибрация);
Т - период колебания;
R - размах колебания.
Виброскорость и виброускорение в случае гармонических колебаний определяют из выражений:
(4.1.)
(4.2.)
Кроме абсолютных величин, вибрацию можно характеризовать относительными величинами. При этом вибрация оценивается величиной, выраженной в децибелах.
Согласно ГОСТ 12.1.012-90 [3] логарифмические уровни виброскорости (L), дб, определяют по формуле:
(4.3.)
где:
* - среднее квадратическое значение виброскорости, м/с;
0 - пороговое значение виброскорости, м/с, равное 510-8, стандартизированное в международном масштабе.
Соотношение между логарифмическими уровнями виброскорости в дБ. и ее значениями в м/с приведены в приложении 1.
При оценке вибрационной нагрузки на оператора предпочтительным параметром является виброускорение. Логарифмические уровни виброускорения (Lа), дб, определяются по формуле:
(4.4.)
где:
а* - средне квадратическое значение виброускорения, м/с2.
Соотношения между значениями виброускорения «а» и их логарифмическими уровнями Lа приведены в Приложении 2.
4.2. Воздействие вибрации на организм человека.
По способу передачи на человека различают общую и локальную вибрацию.
4.2.1. Воздействие общей вибрации.
Общая вибрация передается через опорные поверхности на тело сидящего или стоящего человека, вызывает сотрясение всего тела человека
Исследованием установлено, что общая вибрация вызывает многочисленные реакции в организме человека, которые в ряде случаев при усилении воздействующих факторов могут расцениваться как функциональные расстройства. Наиболее чувствительны к вибрации нервная и сердечно-сосудистая системы.
Степень воздействия общей вибрации на организм характеризуется следующими показателями [4] :
1) состоянием основных нервных процессов в центральной нервной системе (возбуждения и торможения) ;
2) реакциями со стороны сердечно-сосудистой системы (изменением сердечной деятельности);
3) общим состоянием: утомлением, проявлением в связи с вибрациями болей и других неприятных ощущений (зуда, тошноты, ощущения тряски внутренних органов и т.д.).
С точки зрения механики человеческое тело представляет собой механическую систему, обладающую определенными собственными частотами. Различные внутренние органы и отдельные части тела (например, голова, сердце) можно рассматривать как колебательные системы с определенной массой, соединенные между собой “пружинами” с определенными упругими свойствами и параллельно включенными сопротивлениями. Очевидно, что такая система обладает рядом резонансов, частоты которых определяющие субъективное восприятие вибрации, зависят также от положения тела работающего (стоя или сидя). [ 5 ].
Собственные частоты плечевого пояса, бедра, головы относительно опорной поверхности (положение - стоя) составляют 4-6 Гц, головы относительно плеч (сидя) 25-30 Гц. Для большинства внутренних органов собственные частоты лежат в диапазоне 6-9 Гц. Колебания рабочих мест с такими частотами весьма опасны, т.к. могут вызвать механические повреждения и даже разрыв этих органов. Особенно опасна вибрация с частотой около 8 Гц из-за ее возможного совпадения с ритмом биотока мозга. Ослабление внимания наблюдается на частотах 10-12 Гц. Вибрация частотой выше 15 Гц (особенно 60-90) снижает остроту зрения.
Способность следить за колебательными движениями объекта утрачивается на частотах 1-2 Гц и почти исчезает при 4 Гц.
Частота вибраций, вызванная неровностями дорог и несовершенством наземного транспорта, лежит в диапазоне 15 Гц, т.е. представляет собой реальную опасность и может послужить причиной аварий.
При частотах от 4 до 10 Гц речь человека искажается, а иногда прерывается.
Длительное воздействие интенсивных вибраций частотой 35-250 гц приводит к развитию вибрационной болезни. Первые признаки вибрационной болезни - онемение рук или ног в области кисти или стопы. Иногда ее проявление сопровождаются судорогами в ногах, болями в животе и крестцово-поясничной области.
Систематическое воздействие общих вибраций в резонансной или околорезонансной зоне может быть причиной стойких нарушений физиологических функций организма. Эти нарушения проявляются в виде головных болей, головокружений, плохого сна, пониженной работоспособности, плохого самочувствия, нарушение сердечной деятельности.
4.2.2. Воздействие локальной вибрации.
Локальная (местная) вибрация вызывается действием главным образом, ручного механизированного инструмента. Наиболее часто используемые в промышленности ручные механизированные инструменты имеют частоты вибрации 35-250 гц и выше. Они являются опасными, т.к. вызывают развитие вибрационной болезни со спазмом ( сужением) кровеносных сосудов конечностей.
Локальная вибрация вызывает спазмы сосудов. которые, начинаясь с концевых фаланг пальцев, распространяются на всю кисть, предплечье и охватывают сосуды сердца. Одновременно наблюдается воздействие вибрации на нервные окончания, мышечные и костные ткани, выражающиеся в нарушении чувствительности кожи, окостенении сухожилий, болях и отложениях солей в суставах. что приводит к деформации и уменьшению подвижности суставов.
Частота ниже 35 Гц вызывает изменения преимущественно в нервно-мышечной системе и костно-сосудистом аппарате.
Вибрационная болезнь связана с нарушением деятельности различных функций организма, в первую очередь периферической и центральной нервной системы.
К ее характерным симптомам следует отнести нервно-сосудистые нарушения пальцев рук. Это проявляется в повышенной чувствительности к охлаждению рук (на холоде они начинают неметь, синеют или бледнеют), появляются боли в суставах кистей и пальцев, кроме того, отмечаются жалобы на головные боли, бессонницу, повышенную утомляемость. раздражительность.
Неблагоприятные воздействия локальной вибрации на организм человека усиливаются в холодный период времени. В теплый же период действие вибрации на человека уменьшается. То же происходит при наличии локального тепла: например, ручки шлифовальных машинок во время работы нагреваются до 500 . Положительное влияние нагревания объясняется лучшим кровообращением в кистях, что препятствует спазмам сосудов.
Форма, характер и особенности развития вибрационной болезни в значительной степени определяются продолжительностью работы с виброинструментом, ограничивают возможность их мощности.
Виброболезнь относится к группе профзаболеваний. Эффективное лечение возможно лишь на ранних стадиях. В особо тяжелых случаях в организме наступают необратимые изменения приводящие к инвалидности.
При совместном воздействии локальной и общей вибрации (у водителей тяжелых машин, экскаваторщиков, бульдозеристов, трактористов и др.) к поражению нервной системы присоединяются вегетативно-сосудистые, вестибулярные и другие расстройства.
4.3. Гигиеническое нормирование вибрации.
В соответствии с ГОСТ 12.1.012-90 [3] по воздействию на человека вибрация классифицируется:
1. По способу передачи на человекам различают общую и локальную (см. 4.2.).
2. По направлению действия вибрацию подразделяют в соответствии с направлением осей ортогональной системы координат (рис. 4.2.).
Для общей вибрации направление осей Х0, У0,Z0 и их связь с телом человека показаны на рис. 4.2. Ось Z0 - вертикальная, перпендикулярна к опорной поверхности, ось Х0 - горизонтальная от спины к груди, ось У0 - горизонтальная от правого плеча к левому.
Для локальной вибрации ось Хр совпадает или параллельна оси места охвата источника вибрации (рукоятка рулевого колеса, рычага управления, обрабатываемого изделия удерживаемого в руках). Ось Zр лежит в плоскости, образованной осью и направлением подачи или приложения силы. и направлена вдоль оси предплечья, Ось Ур направлена от ладони.
3. По временной характеристике различается:
постоянная вибрация, для которой спектральный или корректированный по частоте контролируемый периметр 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.
Общую вибрацию по источнику ее возникновения подразделяют на три категории (см. Приложение 3):
Категория 1 - транспортная;
Категория 2 - транспортно-технологическая;
категория 3 - технологическая.
Технологическая вибрация в свою очередь подразделяется на три категории: 3а - вибрация, возникающая на операторов стационарных машин и оборудования или передающаяся на рабочие места, не имеющие источников вибрации; 3б - вибрация, передающаяся на рабочие места в складах, столовых, бытовых, дежурных и др. производственных помещениях, где нет генерирующих машин; 3в - вибрация на рабочих местах работников умственного труда и персонала, не занимающегося физическим трудом.
Гигиеническую оценку вибрации, воздействующей на человека, производят: или частотным (спектральным) анализом нормируемого параметра; или интегральной оценкой по частоте нормируемого параметра; или дозой вибрации.
При частотном (спектральном) анализе нормируемыми являются кинематические параметры: средне квадратичные значения виброскорости в м/с и ее логарифмический уровень в дб (формула 4.3.). Их соотношения указаны в Приложении 1;
средне квадратичные значения виброускорения в м/с2 и ее логарифмический уровень в дб (формула 4.4.). Их соотношения указаны в Приложении 2.
При интегральной оценке по частоте нормируемым параметром является корректированное по частоте значение контролируемого параметра () или его логарифмический уровень (L), которые определяются по формуле:
(4.5.)
(4.6.)
где
При оценке вибрации с помощью дозы нормируемым параметром является эквивалентное корректированное значение (экв.).
(4.7.)
Д - доза вибрации определяемая по формуле:
(4.8.)
- корректированное по частоте значение контролируемого параметра в момент времени t, м/с2 или м/с;
Т - время воздействия вибрации, с;
m - показатель эквивалентности физиологического воздействия вибрации, устанавливаемый стандартными нормами.
Нормируемый частотный диапазон частот устанавливается:
Норму вибрационной нагрузки на оператора устанавливают для длительности 8 часов.
Для общей вибрации категории «1» санитарные нормы спектральных показателей вибрационной нагрузки на оператора указаны в таблице 4.1. [3,10].
Санитарные нормы (ПДЗ) рабочих
мест общей вибрации категории I -транспортной .
Таблица № 4.1
|
Среднегеометрические частоты полос, Гц |
Предельно допустимые значения нормируемого параметра |
|||||||||||||||
|
По виброускорению |
По виброскорости |
|||||||||||||||
|
м/с2 |
ДБ |
м/с*10-2 |
ДБ |
|||||||||||||
|
в1/3окт |
в1/1окт |
в1/3окт |
в1/1окт |
в1/3окт |
в1/1окт |
в1/3окт |
В1/1окт |
|||||||||
|
z0 |
x0,y0 |
z0 |
x0,y0 |
z0 |
x0,y0 |
z0 |
х0,y0 |
z0 |
x0,y0 |
z0 |
x0,y0 |
z0 |
x0,y0 |
z0 |
x0,y0 |
|
|
0,8 1,0 1,25 |
0,70 0,63 0,56 |
0,22 0,22 0,22 |
1,1 |
0.4 |
117 116 115 |
107 107 107 |
121 |
112 |
14 10 7,1 |
4,50 3,50 2,80 |
20 |
6,3 |
129 126 123 |
119 117 115 |
132 |
122 |
|
1,6 2,0 2,5 |
0,50 0,45 0,40 |
0,22 0,22 0,28 |
0,79 |
0,45 |
114 113 112 |
107 107 109 |
118 |
113 |
5,00 3,50 2,50 |
2,20 1,78 1,78 |
7,1 |
3,5 |
120 117 114 |
113 111 111 |
123 |
117 |
|
3,15 4,0 5,0 |
0,35 0,32 0,32 |
0,35 0,45 0,56 |
0,56 |
0,79 |
111 110 110 |
111 113 115 |
115 |
118 |
1,79 1,30 1,00 |
1,78 1,78 1,78 |
2,5 |
3,2 |
111 108 106 |
111 111 111 |
114 |
116 |
|
6,3 8,0 10,0 |
0,32 0,32 0,40 |
0,70 0,89 1,10 |
0,63 |
1,60 |
110 110 112 |
117 119 121 |
116 |
124 |
0,79 0,63 0,63 |
1,78 1,78 1,78 |
1,3 |
3,2 |
104 102 102 |
111 111 111 |
108 |
116 |
|
12,5 16,0 20,0 |
0,50 0,63 0,79 |
1,40 1,80 2,20 |
1,10 |
3,20 |
114 116 118 |
123 125 127 |
121 |
130 |
0,63 0,63 0,63 |
1,78 1,78 1,78 |
1,1 |
3,2 |
102 102 102 |
111 111 111 |
107 |
116 |
|
25,0 31,5 40,0 |
1,00 1,30 1,60 |
2,80 3,50 4,50 |
2,20 |
6,30 |
120 122 124 |
129 131 133 |
127 |
136 |
0,63 0,63 0,63 |
1,78 1,78 1,78 |
1,1 |
3,2 |
102 102 102 |
111 111 111 |
107 |
116 |
|
50,0 63,0 80,0 |
2,00 2,50 3,20 |
5,60 7,00 8,90 |
4,50 |
13,00 |
126 128 130 |
135 137 139 |
133 |
142 |
0,63 0,63 0,63 |
1,78 1,78 1,78 |
1,1 |
3,2 |
102 102 102 |
111 111 111 |
107 |
116 |
|
Корректированные и эквивалентные корректированные значения и их уровни |
0,56 |
0,40 |
115 |
112 |
1,1 |
3,2 |
107 |
116 |
Для общей вибрации категории «2» санитарные нормы параметров виброскорости и виброускорения должны соответствовать указанным в таблице 4.2.
Санитарные нормы ( ПДЗ ) вибрации
рабочих мест категории 2 – транспортно – технологической
Таблица № 4.2.
|
Среднегеометрические частоты полос , Гц |
Предельно допустимые значения по осям x0 , y0 , z0 |
|||||||
|
Виброускорения |
Виброскорости |
|||||||
|
М/с2 |
ДБ |
м/с*10-2 |
ДБ |
|||||
|
в1/3окт |
в1/1окт |
в1/3окт |
в1/1окт |
в1/3окт |
в1/1окт |
в1/3окт |
в1/1окт |
|
|
1,6 2,0 2,5 |
0,25 0,22 0,20 |
0,40 |
108 107 106 |
112 |
2,50 1,80 1,30 |
3,50 |
114 111 108 |
117 |
|
3,15 4,0 5,0 |
0,18 0,16 0,16 |
0,28 |
105 104 104 |
109 |
0,98 0,63 0,50 |
1,30 |
105 102 100 |
108 |
|
6,3 8,0 10,0 |
0,16 0,16 0,20 |
0,28 |
104 104 106 |
109 |
0,40 0,32 0,32 |
0,63 |
98 96 96 |
102 |
|
12,5 16,0 20,0 |
0,25 0,32 0,40 |
0,56 |
108 110 112 |
115 |
0,32 0,32 0,32 |
0,56 |
96 96 96 |
101 |
|
25,0 31,5 40,0 |
0,50 0,63 0,79 |
1,10 |
114 116 118 |
121 |
0,32 0,32 0,32 |
0,56 |
96 96 96 |
101 |
|
50,0 63,0 80,0 |
1,00 1,30 1,60 |
2,20 |
120 122 124 |
127 |
0,32 0,32 0,32 |
0,56 |
96 96 96 |
101 |
|
Корректированные и эквивалентные корректированные значения и их уровни |
0,28 |
109 |
0,56 |
101 |
Для общей вибрации категории «За» (постоянные рабочие места производственных помещений предприятий) значения нормируемых параметров даны в таблице 4.3.
Санитарные нормы ( ПДЗ ) параметров
общей вибрации категории За – технологический тип « а »
Таблица № 4.3.
|
Среднегеометрические частоты полос , Гц |
Предельно допустимые значения по осям x0 , y0 , z0 |
|||||||
|
Виброускорения |
Виброскорости |
|||||||
|
М/с2 |
ДБ |
м/с*10-2 |
ДБ |
|||||
|
в1/3окт |
в1/1окт |
в1/3окт |
в1/1окт |
в1/3окт |
в1/1окт |
в1/3окт |
в1/1окт |
|
|
1,6 2,0 2,5 |
0,089 0,079 0,070 |
0,14 |
99 98 97 |
103 |
0,89 0,63 0,45 |
1,30 |
105 102 99 |
108 |
|
3,15 4,0 5,0 |
0,063 0,056 0,056 |
0,10 |
96 95 95 |
100 |
0,32 0,22 0,18 |
0,45 |
96 93 91 |
99 |
|
6,3 8,0 10,0 |
0,056 0,056 0,070 |
0,10 |
95 95 97 |
100 |
0,14 0,11 0,11 |
0,22 |
89 87 87 |
93 |
|
12,5 16,0 20,0 |
0,089 0,110 0,140 |
0,20 |
99 101 103 |
106 |
0,11 0,11 0,11 |
0,22 |
87 87 87 |
92 |
|
25,0 31,5 40,0 |
0,180 0,220 0,280 |
0,40 |
105 107 109 |
112 |
0,11 0,11 0,11 |
0,22 |
87 87 87 |
92 |
|
50,0 63,0 80,0 |
0,350 0,450 0,560 |
0,79 |
111 113 115 |
118 |
0,11 0,11 0,11 |
0,22 |
87 87 87 |
92 |
|
Корректированные и эквивалентные корректированные значения и их уровни |
0,10 |
100 |
0,20 |
92 |
Для общей вибрации категории «Зб» на рабочих местах - склады, столовые, подсобные помещения и др., где нет машин, генерирующих вибрацию допустимые значения нормируемых параметров указаны в таблице 4.4.
Санитарные нормы ( ПДЗ ) параметров
общей вибрации категории 3б – технологический тип « б »
Таблица № 4.4.
|
Среднегеометрические частоты полос , Гц |
Предельно допустимые значения по осям x0 , y0 , z0 |
|||||||
|
Виброускорения |
Виброскорости |
|||||||
|
М/с2 |
ДБ |
м/с*10-2 |
ДБ |
|||||
|
в1/3окт |
в1/1окт |
в1/3окт |
в1/1окт |
в1/3окт |
в1/1окт |
в1/3окт |
в1/1окт |
|
|
1,6 2,0 2,5 |
0,035 0,032 0,028 |
0,056 |
91 90 89 |
95 |
0,350 0,250 0,180 |
0,500 |
97 94 91 |
100 |
|
3,15 4,0 5,0 |
0,025 0,022 0,022 |
0,040 |
88 87 87 |
92 |
0,130 0,089 0,070 |
0,180 |
88 85 83 |
91 |
|
6,3 8,0 10,0 |
0,022 0,022 0,028 |
0,040 |
87 87 89 |
92 |
0,056 0,045 0,045 |
0,089 |
81 79 79 |
85 |
|
12,5 16,0 20,0 |
0,035 0,045 0,056 |
0,079 |
91 93 95 |
98 |
0,045 0,045 0,045 |
0,079 |
79 79 79 |
84 |
|
25,0 31,5 40,0 |
0,070 0,080 0,110 |
0,160 |
97 99 101 |
104 |
0,045 0,045 0,045 |
0,079 |
79 79 79 |
84 |
|
50,0 63,0 80,0 |
0,140 0,180 0,220 |
0,320 |
103 105 107 |
110 |
0,045 0,045 0,045 |
0,079 |
79 79 79 |
84 |
|
Корректированные и эквивалентные корректированные значения и их уровни |
0,040 |
92 |
0,079 |
84 |
Для локальной вибрации категории « 3в » санитарные нормы нормируемых параметров указаны в таблице 4.5.
Санитарные нормы спектральных показателей
вибрационной нагрузки на оператора.
Общая вибрация категории 3в
Таблица № 4.5.
|
Среднегеометрические частоты полос , Гц |
Предельно допустимые значения по осям x0 , y0 , z0 |
|||||||
|
Виброускорения |
Виброскорости |
|||||||
|
М/с2 |
ДБ |
м/с*10-2 |
ДБ |
|||||
|
в1/3окт |
в1/1окт |
в1/3окт |
в1/1окт |
в1/3окт |
в1/1окт |
в1/3окт |
в1/1окт |
|
|
1,6 2,0 2,5 |
0,0130 0,0110 0,010 |
0,02 |
82 81 80 |
86 |
0,130 0,099 0,063 |
0,180 |
88 85 82 |
91 |
|
3,15 4,0 5,0 |
0,089 0,079 0,079 |
0,014 |
79 78 78 |
83 |
0,045 0,032 0,025 |
0,063 |
79 76 74 |
82 |
|
6,3 8,0 10,0 |
0,079 0,079 0,0100 |
0,014 |
78 78 80 |
83 |
0,020 0,016 0,016 |
0,032 |
72 70 70 |
75 |
|
12,5 16,0 20,0 |
0,0130 0,0160 0,020 |
0,028 |
82 84 86 |
89 |
0,016 0,016 0,016 |
0,028 |
70 70 70 |
75 |
|
25,0 31,5 40,0 |
0,025 0,032 0,040 |
0,056 |
88 90 92 |
95 |
0,016 0,016 0,016 |
0,028 |
70 70 70 |
75 |
|
50,0 63,0 80,0 |
0,050 0,0630 0,0790 |
0,011 |
94 96 98 |
101 |
0,016 0,016 0,016 |
0,028 |
70 70 70 |
75 |
|
Корректированные и эквивалентные корректированные значения и их уровни |
0,014 |
83 |
0,028 |
75 |
Для локальной вибрации санитарные нормы указаны в таблице 4.6.
Санитарные нормы ( ПДЗ ) параметров
Локальной вибрации категории 4
Таблица 4.6.
|
Средне- геометрические |
Предельно допустимые значения нормируемого параметра по осям хр, yр, zр |
|||
|
частоты |
по виброускорению |
по виброскорости |
||
|
октавных |
м/с2 |
дБ |
м/с10-2 |
дБ |
|
полос, Гц |
Zр, Xр, Yр |
Zр, Xр, Yр |
Zр, Xр, Yр |
Zр, Xр, Yр |
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
|
8 |
1,4 |
123 |
2,8 |
115 |
|
16 |
1,4 |
123 |
1,4 |
109 |
|
31,5 |
2,8 |
129 |
1,4 |
109 |
|
63 |
5,6 |
135 |
1,4 |
109 |
|
125 |
11,0 |
141 |
1,4 |
109 |
|
250 |
22,0 |
147 |
1,4 |
109 |
|
500 |
45,0 |
153 |
1,4 |
109 |
|
1000 |
89,0 |
159 |
1,4 |
109 |
|
Корректированные и эквивалентные корректированные значения и их уровни |
2,0 |
126 |
2,0 |
112 |
Норму вибрационной нагрузки на оператора по спектральным и корректированным по частоте значениям контролируемого параметра (U) при длительности воздействия вибрации менее 8 ч. (480 мин) определяют по формуле:
(4.10.)
где:
U480 - норма вибрационной нагрузки на оператора для длительности воздействия вибрации 480 мин;
t - длительность воздействия вибрации.
4.4. Контроль вибрации.
Контроль вибрации [3] должен осуществляется:
Контроль вибрации на рабочих местах должен обеспечивать оценку вибрационной нагрузки на оператора в реальных условиях производства и производиться:
Оценку вибробезопасности машин производят на основе контроля их вибрационных характеристик, которые должны быть указаны в технической документации на конкретные машины или их виды в соответствии с требованиями ГОСТ 12.1.012-90 [3].
Для измерения вибрации применяются виброметры и шумомеры с дополнительным приспособлением - предусилителем, устанавливаемым вместо микрофона. Приборы для измерения вибрации делятся на две группы [6]:
При измерении производственной вибрации часто применяют механические вибрографы, щупы которых прижимаются к вибрирующей поверхности вручную посредством стержней разной длины. В настоящее время применяют щупы ВР-1 и ВР-2, которые принципиально между собой не различаются. Оператор регулирует степень нажатия таким образом. чтобы исходное положение записывающего пера было в цилиндре бумаги.
Приборы записывают вертикальную, горизонтальную или угловую вибрации с амплитудой в пределах 0,05-6 мин., с диапазоном частот от 15 до 100 гц.
Для измерения механических колебаний большое распространение получили приборы. в которых механические колебания преобразуются в электрические. Запись трансформируемых колебаний производится светолучевыми осциллографами либо самопишущими приборами. В настоящее время выпускается аппаратура для измерений низкочастотной вибрации НВА-1 и вибрации шума ИШВ-1 с пъезоэлектрическими датчиками и др.
4.5. Защита от вредного воздействия вибрации.
Вибрационная безопасность труда [3] - это система качественных и количественных показателей и характеристик труда и формирующих его специфику элементов, которая обеспечивает отсутствие неблагоприятного воздействия вибрации на организм человека-оператора.
Вибробезопасные условия труда обеспечиваются:
Классификация методов и средств защиты приведены в ГОСТ 26568-85 [7] .
Вибробезопасная машина (оборудование, технологический процесс) - виброактивная машина, конструкция, технология изготовления и режимы работы которой обеспечивают санитарные нормы вибрационной нагрузки на оператора при всех предусмотренных условиях ее эксплуатации без использования методов и средств виброзащиты вне машин и без ограничения времени применения машин в течении смены [3] .
Снижение вибрации машины заключается, в основном, в уменьшении динамических процессов, вызываемых ударами, резкими ускорениями и др.
Уменьшить вибрацию в источнике ее образования можно следующими способами:
Эффективными способами защиты от вибрации являются виброизоляция, виброгашение, вибродемпфирование.
Виброизоляция - уменьшение уровня вибрации защищаемого объекта путем уменьшения передачи от источника к фундаменту, полу, рабочему месту, приборам, сидению. Для этого на пути распространения вибрации устанавливают виброизоляторы из материалов с большим внутренним трением – резины, пробки, войлока, стальных пружин и др. Основным показателем эффективности снижения уровня вибрации является коэффициент виброизоляции (амортизации):
(4.11.)
где:
х0 - амплитуда вынужденных колебаний основания, на котором установлена виброустановка, см;
х - амплитуда собственных колебаний виброустановки, см.
Для эффективной работы амортизаторов достаточно. чтобы коэффициент виброизоляции был в пределах
= 1/8 1/15 (0,125 - 0,066).
Чем выше частота вибрации. тем легче осуществить виброизоляцию. Наиболее широкое распространение получили пружинные и пластинчатые амортизаторы.
Виброгашение - уменьшение уровня вибрации путем введения в систему дополнительных реактивных сопротивлений (установка агрегата на самостоятельный фундамент. установка виброгасителей).
Метод вибродемпфирования - это уменьшение уровня вибрации защищаемого объекта путем превращения энергии механических колебаний системы в другие виды энергии. например, в теплую при нанесении на поверхность слоев упруго-вязких материалов, обладающих большими потерями на внутреннее трение (пластмассы, дерева, резины и др.).
При работе с пневматическими и электрическими ручными машинами, возникает локальная вибрация, передающаяся через рукоятки и корпуса на руки рабочих, а иногда на него через обрабатываемую среду обычно при работе с трамбовками, вибраторами и др.
Для снижения вибрации в данном случае применяют рукоятки с виброгасящими или амортизирующими устройствами.
Большое значение имеет установление рациональных режимов труда и отдыха. Рациональная организация труда в течение смены должна предусматривать [3]:
Рекомендации по режиму труда лиц виброопасных профессий, подвергающихся воздействию локальной вибрации указаны в таблице 4.6. [3].
Допустимое суммарное время непрерывного
воздействия вибрации Тн на работающего за смену
Таблица 4.6.
|
Показатель превышения вибрационной нагрузки на оператора, дБ |
Тн, мин. |
Показатель превышения вибрационной нагрузки на оператора, дБ |
Тн, мин. |
|
1 |
381 |
7 |
95 |
|
2 |
302 |
8 |
76 |
|
3 |
240 |
9 |
60 |
|
4 |
191 |
10 |
48 |
|
5 |
151 |
11 |
38 |
|
6 |
120 |
12 |
30 |
Допустимое суммарное время непрерывного воздействия Тн, рассчитано в соответствии с зависимостью указанной в таблице 4.5. Наиболее рациональной является деятельность непрерывного воздействия вибрации не более 15 мин. Максимально возможное значение времени должно быть не более 50 мин.
Сверхурочные работы с вибрирующим инструментом не разрешается.
Перерывы на работе необходимо использовать для проведения производственной гимнастики для рук и туловища (по 5-10 мин.) и для принятия теплых ванночек для рук с температурой воды +37+380С с последующим их самомассажем. Ванночки и самомассаж необходимо делать ежедневно.
При недостаточности выше указанных методов защиты используются индивидуальные средства защиты (СИЗ).
В качестве СИЗ для рук оператора применяются рукавицы и перчатки с прокладками из поролона, вкладыши и прокладки. Требования к ним регламентируются ГОСТ 12.4.002-74 [8].
Виброзащитная спецобувь изготавливается в виде сапог, полусапог, полуботинок. Защита от вибрации обеспечивается специальной конструкцией низа обуви с использованием упруго-демпфирующего материала. Требования к ней регламентируются ГОСТ 12.4.024-74 [9].
СИЗ для тела оператора по форм исполнения подразделяются на нагрудники, пояса, спецкостюмы, изготавливаемые из упруго-демпфирующих материалов.
На основании приказа министерства Здравоохранения № 700 от 19.04.94г. работающие с инструментом и оборудованием, генерирующим локальную или общую вибрацию проходят периодически медицинские осмотры 1 раз в году.
5. Экспериментальная часть.
5.1. Описание лабораторной установки.
Лабораторная установка состоит из рабочей камеры (рис.5.1.) и пульта управления (рис.5.2.). В рабочей камера установлен электродвигатель-1, на оси которого установлен диск с грузиком-2. Электродвигатель соединен с основанием-3. которое через амортизаторы-4, установлено на жесткозакрепленное основание-5. К диску - 2 дистанционно установлен датчик частоты колебаний - 6 , соединенный с электронным частотомером ЧЗ-34А, представляющий собой фотодиод, который регистрирует количество оборотов диска посредством прерывания луча от лампочки накаливания - 7, установленной с другой стороны диска.
К электродвигателю - 1 подсоединен индукционный вибродатчик - 8, а к основанию - 5 - аналогичный датчик - 9. которые подсоединены к осциллографу С1-48Б. Рабочую камеру освещает светильник - 10.
Для подготовки к работе виброустановки необходимо подсоединить общий шнур к электрической розетке (должна загореться лампа светильника - 10 в рабочей камере). На пульте управления ручку - 3 регулирования скорости вращения электродвигателя повернуть в крайнее левое положение. Переключатель вибродатчиков - 2 поставить в положение 2, тумблер 1 “сеть” - верхнее положение “вкл”.
7
6
1
10
8
9
2
3
4
5
Рис. 5.1. Рабочая камера лабораторной установки : 1 – электродвигатель ;
2 – съемный грузик ; 3 – основание ; 4 – амортизаторы ; 5 – жестко
закрепленное основание ; 6 – датчик частоты колебаний ; 7 – лам-
почка накаливания ; 8-9 – вибродатчики ; 10 – светильник .
23
25
26
24
2
1
Сеть
1 2 3
БУ
3
БР
ОСЦИЛЛОГРАФ С1 – 48Б
У
М
Н
О
Ж
Вольт / см
14
20
18
16
ЧАСТОТОМЕР ЭЛЕКТРОННОСЧЁТНЫЙ 43 – 34 А
17
БЛОК
ИНТЕРВАЛОВ
ВРЕМЕНИ
15
22
1:1
4
12
19
6
13
11
10
9
8
7
5
Рис. 5.2. Пульт управления лабораторной установки :
1 – тумблер подключения установки к сети ; 2 – переключатель вибро-
датчиков ; 3 – ручка регулирования скорости вращения электродвигате-
ля ; 4 – тумблер включения частотомера в сеть ; 5 – тумблер включения
автоматического счета ; 6 – тумблер включения термостата ; 7 – ручка
регулирования « время индикации » ; 8 – переключатель « метка време-
ни » ; 9 – переключатель времени измерения ; 10 – переключатель « род
работы » ; 11 – тумблер « непрерывный счет А , Б » ; 12 – выходной
разъем СР-50 ; 13 – переключатель « ослабления переходного сигнала » ;
14 – ручка регулирования « уровень » ; 15 – ручка регулирования « ста-
бильность » ; 16 – ручка регулирования яркости экрана осциллографа
« яркость » ; 17 – ручка « фокус » ; 18 – ручка регулирования смещения
световой линии ; 19 – тумблер включения « вход » ; 20 – ручка регули-
рования « умножение » ; 21 – переключатель « вольт/см » ; 22 – ручка
регулирования смещения световой линии по вертикали осциллографа ;
23 – ручка регулирования « баланс » ; 24 – ручка регулирования осве-
щения шкалы осциллографа ; 25 – тумблер включения осциллографа в
сеть ; 26 – тумблер переключения изменения , изображения световой
линии на экране осциллографа.
Подготовка к работе частотомера электронно-счетного ЧЗ-34А.
Тумблер “сеть” - 4 переключить в верхнее положение.
Тумблер \/O5 поставить в положение O- автоматический счет. Тумблер термостата 6 - в верхнее положение, ручку “время индекации”. 7 - в крайнее положение. Переключатель “метка времени” - 8 - в положение А, переключатель “время измерения” - 9 - в положение “103/1”. Выставить переключатель “род работы” - 10 в положение “частота А,Б/контроль”, тумблер “непрерывный счет А.Б” - 11 - в верхнее положение. Входный разъем типа “СР-50-12” - должен быть подключен к гнезду А.
Переключатель ослабления входного сигнала - 13 поставить в положение “1:1”. Положение ручек и переключателей в “Блоке интервалов времени” на режим измерений не влияет (могут находиться в любом положении).
Подготовка к работе осциллографа С1-48Б.
Включить осциллограф, переводя тумблер “сеть” - 25 в верхнее положение.
На блоке разверток БР ручки «уровень» - 14, “стабильность” - 15, “яркость” - 16 повернуть в крайнее правое положение. Ручки “фокус”- 17 и - 18 выставить в среднее положение.
На блоке усилителя БУ после прогрева в течении 5 мин. тумблеры “вход” - 19 и “умнож” - 20 переключить в нижнее положение. Переключатель “Вольт” - 21 переключить в положение - “02”.
Ручками “смещение» - 22 и “баланс” - 23 плавно установить линию развертки на нижнее деление калибровочной сетки и сфокусировать ее ручкой - 17 “фокус”.
Ручка “освещения шкалы” - 24 - крайнее правое положение.
После подготовки к работе частотомера и осциллографа поворотом ручки - 3 по часовой стрелке устанавливают заданную частоту в варианте задания, контролируя ее по указанию табло частотомера.
Переключив тумблер “изменение изображения световой линии “осциллографа” - 26 в положение 2, на экране должно появиться световое изображение виброграммы колебательного движения.
Переключив тумблер - 26 в положение “1” должна появиться светящаяся линия, результирующая средневзвешенное амплитуды колебания.
Определение вибрационных характеристик,
воздействующих на работающих
Таблица 5.1.
|
№ п/п |
Заданные и рассчитанные величины |
Данные эксперимента |
Санитарные нормы |
|
1 |
2 |
3 |
4 |
|
1. |
Частота колебаний экспериментальной установки по варианту, Гц |
_____ |
|
|
2. |
Показание осциллографа при подключении вибродатчика, установленного на корпусе электродвигателя, В/см. |
_____ |
|
|
3. |
Вычисленная амплитуда колебаний электродвигателя х, м. |
_____ |
|
|
4. |
Показание осциллографа при подключении вибродатчика, установленного на основании электродвигателя, В/см. |
_____ |
|
|
5. |
Вычисленная амплитуда колебаний основания электродвигателя, х0, м. |
_____ |
|
|
6. |
Подсчитанная по формуле (4.1.) виброскорость «», м/с. |
||
|
7. |
Вычисленный по формуле (4.2.) уровень виброскорости L, дБ. |
||
|
8. |
Подсчитанное по формуле (4.2.) виброускорени «а», м/с2. |
||
|
9. |
Вычисленный по формуле (4.4.) уровень виброускорения Lа, дБ. |
||
|
10. |
Вычисленный коэффициент виброизоляции (4.11.) |
Отчет должен содержать:
Оценка виброизоляции установки.
Варианты заданий для выполнения работы
Таблица 5.2.
|
№ |
Заданные |
Варианты заданий |
|||||||||
|
п/п |
Параметры |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
|
1. |
Частота колебаний экспериментальной установки, устанавл. на частотомере, Гц. |
14-15 |
16-17 |
18-19 |
20-21 |
22-23 |
24-25 |
26-27 |
12-13 |
14-15 |
16-17 |
|
2. |
Эскиз направлений координатных осей при действии вибрации на человека. |
Общая в положе-нии стоя. |
Общая в положении сидя. |
Локаль-ная при обхвате цилиндрической поверхности. |
Локаль-ная при обхвате сфери-ческой поверх-ности. |
При работе с руч-ным инструм. |
|||||
|
3. |
Категория вибрации |
1 |
2 |
3а |
3в |
3б |
ЛВ |
ЛВ |
ЛВ |
ЛВ |
ЛВ |
Приложение 1.
Соотношение между значениями виброскорости
и их логарифмическими уровнями
|
Логар. уров. |
Е д и н и ц ы, дБ |
|||||||||
|
кратн. 10 дБ |
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
|
50 |
1,610-5 |
1,810-5 |
2,010-5 |
2,210-5 |
2,510-5 |
2,810-5 |
3,210-5 |
3,510-5 |
4,010-5 |
4,510-5 |
|
60 |
5,010-5 |
5,610-5 |
6,310-5 |
7,110-5 |
7,910-5 |
8,910-5 |
1,010-4 |
1,110-4 |
1,310-4 |
1,410-4 |
|
70 |
1,610-4 |
1,810-4 |
2,010-4 |
2,210-4 |
2,510-4 |
2,810-4 |
3,210-4 |
3,510-4 |
4,010-4 |
4,510-4 |
|
80 |
5,010-4 |
5,610-4 |
6,310-4 |
7,110-4 |
7,910-4 |
8,910-4 |
1,010-3 |
1,110-3 |
1,310-3 |
1,410-3 |
|
90 |
1,610-3 |
1,810-3 |
2,010-3 |
2,210-3 |
2,510-3 |
2,810-3 |
3,210-3 |
3,510-3 |
4,010-3 |
4,510-3 |
|
100 |
5,010-3 |
5,610-3 |
6,310-3 |
7,110-3 |
7,910-3 |
8,910-3 |
1,010-2 |
1,110-2 |
1,310-2 |
1,410-2 |
|
110 |
1,610-2 |
1,810-2 |
2,010-2 |
2,210-2 |
2,510-2 |
2,810-2 |
3,210-2 |
3,510-2 |
4,010-2 |
4,510-2 |
|
120 |
5,010-2 |
5,610-2 |
6,310-2 |
7,110-2 |
7,910-2 |
8,910-2 |
1,010-1 |
1,110-1 |
1,310-1 |
1,410-1 |
|
130 |
1,610-1 |
1,810-1 |
2,010-1 |
2,210-1 |
2,510-1 |
2,810-1 |
3,210-1 |
3,510-1 |
4,010-1 |
4,510-1 |
|
140 |
5,010-1 |
5,610-1 |
6,310-1 |
7,110-1 |
7,910-1 |
8,910-1 |
1,0 |
1,1 |
1,3 |
1,4 |
Приложение 2.
Соотношение между значениями виброскорости
и их логарифмическими уровнями
|
Логар. уров. |
Е д и н и ц ы, дБ |
|||||||||
|
кратн. 10 дБ |
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
|
70 |
3,210-3 |
3,510-3 |
4,010-3 |
4,510-3 |
5,010-3 |
5,610-3 |
7,010-3 |
7,910-3 |
7,910-3 |
8,910-3 |
|
80 |
1,010-2 |
1,110-2 |
1,310-2 |
1,410-2 |
1,610-2 |
1,810-2 |
2,010-2 |
2,210-2 |
2,510-2 |
2,810-2 |
|
90 |
3,210-2 |
3,510-2 |
4,010-2 |
4,510-2 |
5,010-2 |
5,610-2 |
6,310-2 |
7,010-2 |
7,910-2 |
8,910-2 |
|
100 |
1,010-1 |
1,110-1 |
1,310-1 |
1,410-1 |
1,610-1 |
1,810-1 |
2,010-1 |
2,210-1 |
2,510-1 |
2,810-1 |
|
110 |
3,210-1 |
3,510-1 |
4,010-1 |
4,510-1 |
5,010-1 |
5,610-1 |
6,310-1 |
7,010-1 |
7,910-1 |
8,910-1 |
|
120 |
1,0 |
1,1 |
1,3 |
1,4 |
1,6 |
1,8 |
2,0 |
2,2 |
2,5 |
2,8 |
|
130 |
3,2 |
3,5 |
4,0 |
4,5 |
5,0 |
5,6 |
6,3 |
7,0 |
7,9 |
8,9 |
|
140 |
1,010 |
1,010 |
1,310 |
1,410 |
1,610 |
1,810 |
2,010 |
2,210 |
2,510 |
2,810 |
|
150 |
3,210 |
3,510 |
4,010 |
4,5101 |
5,010 |
5,610 |
6,310 |
7,010 |
7,910 |
8,910 |
|
160 |
1,1102 |
1,1102 |
1,3102 |
1,4102 |
1,6102 |
1,8102 |
2,0102 |
2,2102 |
2,5102 |
2,8102 |
Приложение 3
Требования по ограничению неблагоприятного воздействия
вибрации, установленные на основе санитарных норм,
правил и других документов, утвержденных Минздравом
|
Категория вибрации: по санитарным нормам и критерий оценки |
Характеристика условий труда |
Пример источников Вибрации |
|
1 |
2 |
3 |
|
1 безопасность |
Транспортная вибрация, воздействующая на оператора подвижных самоходных и прицепных машин и транспортных средств при их движении по местности агрофоном и дорогам, в том числе при их строительстве. |
Тракторы сельскохозяйственные и промышленные, машины для обработки почвы, уборки и посева с/х культур; автомобили, строительно-дорожные машины, в том числе бульдозеры, скреперы, грейдеры, катки, снегоочистители, т.п.; самоходный горно-шахтный транспорт. |
|
2 граница снижения производительности труда |
Транспортно-технологическая вибрация, воздействующая на операторов машин с ограниченной подвижностью, перемещающихся только по специально подготовленным поверхностям производственных помещений, промышленных площадок и горных выработок. |
Экскаваторы, краны промышленные и строительные, машины для загрузки мартеновских печей; горные комбайны; шихтные погрузочные машины; самоходные бурильные каретки; путевые машины, бетоноукладчики; напольный производственный транспорт. |
|
3а граница снижения производительности труда |
Технологическая вибрация, воздействующая на операторов стационарных машин и оборудования или передающаяся на рабочие места, не имеющие источников вибрации. |
Станки металло- и деревообрабатывающие, кузнечно-прессовое оборудование, литейные машины, электрические машины, насосные агрегаты, вентиляторы, буровые станки, оборудование промышленности стройматериалов (кроме бетоноукладчиков), установки хим. и нефтехим. Промышленности, стационарное оборудование с/х производства. |
|
3в комфорт |
Вибрация на рабочих местах работников умственного труда и персонала не занимающегося физическим трудом. |
Диспетчерские, заводоуправления, конструкторское бюро, лаборатории, учебные помещения, вычислительные центры, конторские помещения, здравпункты и т.д. |
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. ГОСТ 24346-80 Вибрация. Термины и определения. М.: Из-во стандартов, 1981.
2. Алексеев С.П., Казаков А.М., Колотилов Н.Н. Борьба с шумом и вибрацией в машиностроении. М.: “Машиностроение”. 1970.
3. ГОСТ 12.1.012-90. ССБТ. Вибрационная безопасность. Общие требования. М.: Из-во стандартов, 1990.
4. Бирщевский И.Я. и др. Общая вибрация и ее влияние на организм человека. М.: Медгиз, 1963.
5. ГОСТ 12.4.094-88. ССБТ. Вибрация. Метод определения динамических характеристик тела человека при воздействии вибрации. М.: Из-во стандартов. 1989.
6. ГОСТ 12.4.012-83. ССБТ. Вибрация. Средства измерения и контроля вибрации на рабочих местах. Технические требования. М.: Из-во стандартов, 1984.
7. ГОСТ 26568-85. Вибрация. Методы и средства защиты. Классификация. М.: Из-во стандартов, 1986.
8. ГОСТ 12.4.002-74. ССБТ. Средства индивидуальной защиты рук от вибрации. Общие технические требования. М.: Из-во стандартов.1975.
9. ГОСТ 12.4.024-76.ССБТ. Обувь специальная виброзащитная. Общие технические требования. М.: Из-во стандартов, 1977.
10. Производственная вибрация, вибрация в помещениях жилых и общественных зданий. Санитарные нормы СН 2.2.4/2.1.8.566-96. Минздрав России. М. 1997 г.