Категории вибрации по санитарным нормам и критерии оценки 3 страница
где U(t) - корректированное по частоте значение контролируемого параметра в момент времени t, м-с-2 или м-с-1,
Т - время воздействия вибрации, с,
m - показатель эквивалентности физиологического воздействия вибрации, устанавливаемый санитарными нормами.
Эквивалентное корректированное значение (Uэкв)определяется по формуле:
Нормирование вибрации
Для локальной вибрации нормы вибрационной нагрузки на оператора (приложение 3 обеспечивают отсутствие вибрационной болезни, что соответствует критерию «безопасность». Для общей вибрации нормы вибрационной нагрузки на оператора (приложения 1и 2 установлены для категорий вибрации и соответствующих им критериям оценки по таблице 1.
Таблица 1
Категории вибрации по санитарным нормам и критерии оценки
| Категории вибрации по санитарным нормам и критерии оценки | Характеристика условий труда |
| безопасность граница снижения производительности труда тип "а" граница снижения производительности труда 3 тип "в" комфорт | Транспортная вибрация, воздействующая на операторов подвижных самоходных и прицепных машин и транспортных средств при их движении по местности, агрофонам и дорогам, в том числе при их строительстве Транспортно-технологическая вибрация, воздействующая на операторов машин с ограниченной подвижностью, перемещающихся только по специально подготовленным поверхностям производственных помещений, промышленных площадок и горных выработок Технологическая вибрация, воздействующая на операторов стационарных машин и оборудования и передающаяся на рабочие места, не . имеющие источников вибрации Вибрация на рабочих местах работников умственного труда и персонала, не занимающегося физическим трудом |
Критерий "безопасность" означает не нарушение здоровья оператора, оцениваемого по объективным показателям с учетом риска возникновения предусмотренных медицинской классификацией профессиональной болезни и патологий, а также исключающий возможность возникновения травмоопасных или аварийных ситуаций из-за воздействия вибрации.
Критерий "граница снижения производительности труда" означает поддержание нормативной производительности труда оператора, не снижающейся из-за развития усталости под воздействием вибрации.
Критерий "комфорт" означает создание условий труда, обеспечивающих оператору ощущение комфортности при полном отсутствии мешающего действия вибрации.
5.3. Воздействие вибрации на человека
Хотя вибрация обычно нежелательна и вредна, в ряде случаев она просто необходима, так как служит основой рабочего процесса, например, в виброконвейерах, вибросепарации, при разрушении материалов и др. При превышении уровней общей или локальной вибрации на рабочих местах в производственных помещениях над допустимыми значениями по санитарным нормам у работников со временем может возникнуть профессиональное заболевание - вибрационная болезнь. Первоначально у человека появляется боль в конечностях, затем - чувство онемения, судороги в икроножных мышцах и впоследствии возникают тяжелые заболевания внутренних органов.
Неблагоприятное воздействие вибрации на организм человека-оператора - это проявления воздействия вибрации, отрицательно сказывающиеся на его здоровье, работоспособности, комфорте и других условиях трудовой и социальной жизни и оцениваемые в соответствии с принятыми гигиеническими, психофизиологическими, социальными и другими критериями.
Показателем превышения вибрационной нагрузки на оператора является разность логарифмических уровней или отношение абсолютных значений спектральных или корректированных по частоте показателей вибрационной нагрузки на оператора в конкретных производственных условиях и предельно допустимых значений, установленных санитарными нормами для этих условий, и при длительности рабочей смены 8 ч.
5.4. Методы вибрационной защиты
Для обеспечения вибрационной безопасности труда разработан комплекс мероприятий и средств защиты. Основными составляющими этого комплекса являются технические методы и средства борьбы с вибрацией в источнике ее возникновения и на путях ее распространения к рабочему месту (или в точке контакта с человеком-оператором), а также организационные мероприятия.
По организационному признаку методы виброзащиты подразделяются на коллективную и индивидуальную виброзащиту.
По отношению к источнику возбуждения вибрации методы коллективной защиты подразделяются на методы, снижающие параметры вибрации:
воздействием на источник возбуждения;
снижением её на путях распространения от источника возбуждения.
По виду реализации методы, снижающие передачу вибрации при контакте оператора с вибрирующим объектом, предусматривают:
использование дополнительных устройств, встраиваемых в конструкцию машины и в строительные конструкции (виброизоляция, динамическое виброгашение);
изменение конструктивных элементов машин -и строительных конструкций;
использование демпфирующих покрытий;
антифазную синхронизацию двух или нескольких источников возбуждения вибраций.
Метод, основанный на увеличении внутреннего трения, повышении диссипативных свойств системы, применении специальных материалов с высоким коэффициентом потерь h, называют вибропоглощением (вибродемпфированием).
Существуют два метода, основанных на введении в вибрирующую систему дополнительных импедансов. Это виброизоляция и динамическое виброгашение.
Под виброизоляцией понимают установку упругодемпфирующего элемента между источником вибрации и защищаемым объектом. Это может быть пружина, рессора, резиновый, резино-пневматический или резино-металлический элемент.
Для того, чтобы получить эффект виброизоляции для фиксированной частоты f необходимо уменьшить собственную частоту колебаний системы . Этого можно достичь, применяя виброизоляторы большой податливости с малой упругостью.
Просто подложить кусок резины в качестве виброизолятора недостаточно. Дело в том, что резина практически несжимаема. Слой резины податлив только в той мере, в какой он может раздаваться в стороны. Если же расплющиваться ему некуда, или его боковая поверхность мала, то резина ведёт себя как жесткое тело и никакой виброизоляции не будет. По этой причине резиновые или резино-металлические виброизоляторы необходимо конструировать так, чтобы их материал работал на сдвиг.
Способ гашения нежелательных резонансов виброзащищаемых объектов, основанный на присоединении к объекту дополнительной массы с упругой связью, называют динамическим виброгашением.
Точки контроля, т.е. места установки вибродатчиков, должны располагаться в местах контакта оператора с вибрирующей поверхностью. Вибродатчики крепят с помощью резьбовой шпильки, прижимают жестким хомутом, магнитом.
В процессе измерения общей вибрации, передающейся на ноги оператора, вибропреобразователь ( вибродатчик) устанавливают на промежуточной платформе около ног оператора, работающего стоя. Платформа представляет собой стальной диск диаметром 80 мм и толщиной 30 мм.
При измерении вибрации на сиденье вибродатчик устанавливают на промежуточный диск диаметром 200 мм и толщиной 4 мм, который размещают между сиденьем и опорной поверхностью сидящего человека. Масса оператора должна быть 70…. 80 кг.
6.Описание лабораторной установки
Установка лабораторная БЖ4м предназначена для определения параметров вибрации в помещении при температуре от плюс 10 °С до плюс 35 °С и относительной влажности до 80 % при плюс 25 °С.
Внешний вид лабораторного стенда представлен на рис. 2. В состав стенда входит собственно вибростенд 1, на вибростоле которого устанавливается объект 2 виброизоляции и один из виброзащитных модулей 3. Каждый из модулей состоит из двух параллельных пластин, между которыми установлены либо пружины либо прокладка из полиуретана. Объект 3 виброизоляции представляет собой пластину с наборными грузами (стальные или алюминиевые пластинки с прорезями). К объекту 2 виброизоляции крепится вибропреобразователь 4 типа ДН-4-М1 измерителя шума и вибрации ВШВ-003-М2 (поз.5), который располагается на лабораторном столе рядом с вибростендом 1. Там же располагается генератор сигналов БЖ4/1м (поз.6), отдоторого питается вибростенд 1. Вибростенд (рис. 3) имеет электромагнитную систему возбуждения вибрации, направленной по вертикали (ось Z), и состоит из магнитопроводящего корпуса 1, в который входит катушка 2, служащая опорой вибростола 3. Катушка 2 вибростола 3 крепится к плоским пружинам
4, которые, в свою очередь, прикреплены с помощью стоек к корпусу 1.
Рис.2 Общий вид установки БЖ 4м
Рис. 3 Вибростенд
7.Устройство измерителя шума и вибрации ВШВ – 003-М2
Измеритель ВШВ-003-М2 предназначен для измерения уровней звукового давления, а также средних квадратических значений виброускорения и виброскорости.
Действие прибора основано на преобразовании звуковых давлений в микрофоне при измерений уровней шума или механических колебаний, воспринимаемых датчиком при определении вибрации, в пропорциональные по величине электрические сигналы.
На лицевую панель измерителя (рис.4) выведены следующие органы управления, регулирования и индикации:
Рис.4 Измеритель шума и вибрации ВШВ-003-М2
переключатель РОД РАБОТЫ с положениями:
"О" - для выключения измерителя;
“ “ - для контроля состояния батарей;
“ “ - для включения измерителя в режим калибровки;
F, S, 10S - для включения измерителя в режим измерения с постоянной времени F(быстро), S (медленно), 10S - 10с;
показывающий прибор - для контроля напряжения питания и отсчета измеряемой величины, причем при работе с вибропреобразователем ДН-4-М1 результат измерения необходимо умножить на 10;
переключатели ДЛТ1, dB; ДЛТ2, dB и единичные индикаторы (далее индикаторы) 20, 30,... 130 dB; З*Ю-3, 0,01... 103mm*S-2; 0,03; 0,1 ...104mm*S-1 , предназначенные для выбора пределов измерений звукового давления, виброускорения и виброскорости соответственно;
-индикатор ПРГ - для индикации перегрузки измерительного тракта;
кнопка а, V - для переключения измерителя из режима измерения ускорения в режим измерения виброскорости;
-переключатель ФЛТ, Hz - с положениями:
1; 10 - для включения фильтра высоких частот (ФВЧ) 1; 10 Гц, ограничивающих частотный диапазон при измерении виброускорения, виброскорости;
ЛИН - для включения фильтра низких частот (ФНЧ) 20 кГц, отграничивающего частотный диапазон при измерении уровня звукового давления по характеристике ЛИН;
А,В,С - для включения корректирующих фильтров А, В, С с нижними пределами динамического диапазона соответственно 25, 30 и 35 дБ и с общим верхним пределом 140 дБ.
кнопка 10 kHz, 4 kHz - для включения ФНЧ 10 кГц или 4 кГц, ограничивающих частотный диапазон при измерении виброускорения, виброскорости;
ОКТ – для включения измерителя в режим частотного анализа в октавных полосах;
-гнезда:
50 mV - выход с калибровочного генератора;
“ “- для подсоединения предусилителя ВПМ-101.
7.1 Подготовка измерителя к работе и порядок работы
Установить измеритель в горизонтальное положение и механическим корректором нуля установить стрелку измерителя на отметку 0 шкалы 0... 10.
Установить переключатели измерителя в положения:
РОД РАБОТЫ - ;
ДЛТ 1, dВ-80;
ДЛТ 2, dB - 50.
Проверить показание измерителя, оно должно быть в пределах сектора, указанного на нижней шкале измерителя. Если это требование не выполняется, то необходимо заменить батареи.
При питании измерителя от сети необходимо вынуть батареи из его заднего отсека и вставить источник питания 5Ф2.087.064. Заземлить измеритель с помощью клеммы защитного заземления на источнике питания. Подключить измеритель к сети 220 В и повторить операции по п.2.3.2.
7.2 Калибровка измерителя
Калибровку измерителя необходимо производить каждый раз перед началом измерений.
Подсоединить эквивалент вибропреобразователя к предусилителю ВПМ-101, который, в свою очередь, подсоединить к гнезду " (►)" измерителя. Гнездо 50 mV измерителя соединить кабелем 5Ф6.644.368 с эквивалентом вибропреобразователя.
Переключатель измерителя РОД РАБОТЫ установить в положение « .». Резистором " " установить стрелку измерителя на нужную отметку шкалы 0...1, учитывающую действительное значение коэффициента преобразования вибропреобразователя. Выключить измеритель, для чего переключатель измерителя РОД РАБОТЫ установить в положение 0. Отсоединить кабель 5Ф6.644.368 и к эквиваленту вибропреобразователя подсоединить датчик ДН-4-М1 с помощью кабеля 5Ф6.644.333.
В данной работе проверку питания и калибровку измерителя проводить не обязательно. Предполагается, что это будет сделано преподавателем.
8. Порядок выполнения работы
8.1 Закрепить на вибростоле 3 (рис.3) модуль с жесткими стойками, а на
нём закрепить объект виброизоляции .
8.2 Закрепить вибропреобразователь ДН-4-М1 на объекте виброизоляции
(поз. 4 рис.2).
8.3 Предварительно выполнить калибровку измерителя вибрации ВШВ 003
(см. раздел 3.2), для чего гнездо 50 mV измерителя соединить кабелем
5Ф6.644.368 с эквивалентом вибропреобразователя.
8.4 Подключить генератор 6 (рис. ) к сети 220 В. Соединить однополюсные
вилки вибратора с выходными гнездами генератора, вывести ручку «Амплитуда» на лицевой панели генератора в крайнее левое положение, включить тумблер "сеть" на задней стенке генератора и дать ему прогреться в течение 1-2 мин.
Установить переключатель грубой регулировки частоты генератора (множитель) в положение xl, далее ручкой плавного регулирования частоты установить значение октавной частоты возбуждения 2 Гц, контролируя это значение на индикаторе частоты. Значение амплитуды вибрации задается ручкой «Амплитуда» в пределах от 0 до 5 В (отмечены точками).
ВНИМАНИЕ. При возникновении перегрузки на лицевой напели генератора загорается светодиод "ПЕРЕГРУЗКА". Необходимо выключить питание генератора тумблером "сеть". Повторное включение сетевого питания возможно только после погасания светодиода "ПЕРЕГРУЗКА."
8.5 Произвести измерения виброускорения объекта виброизоляции в
направлении Z для общей или локальной вибрации во всем диапазоне частот, Установленных ГОСТ 1777-86 (16, 31.5, 63, 125, 250, 500, 1000, 2000, 4000 Гц) изменяя частоту вибрации с помощью множителя и ручки плавного регулирования. Результаты измерений занести в таблицу 2.
8.5 Выключить генератор. Снять объект виброизоляции, установить на
вибростол один из виброзащитных модулей (с пружинами или
полиуретаном), установить на него объект виброизоляции. Включить
генератор.
8.6 Закрепить вибропреобразователь ДН-4-М1 на объекте виброизоляции
(поз.4 рис.2) и провести измерения виброускорения объекта виброизоляции
совместно с виброзащитным модулем в направлении Z для общей или
локальной вибрации во всем диапазоне частот, изменяя частоту вибрации с помощью множителя и ручки плавного регулирования.
8.7 После выполнения лабораторной работы отключить генератор и
измеритель. Объект виброизоляции, модули, вибропреобразователь и кабели
положить в упаковочную тару.
8.8 По результатам измерений оценить эффективность виброзащиты Э
для каждой октавной полосы частот
Э = [(a – aвз)/a]*100%, (6)
где а - среднеквадратическое значение виброускорения до применения
виброзащиты, м-с-2;
авз - среднеквадратическое значение виброускорения после применения
виброзащиты, м-с-2.
Результаты расчетов занести в таблицу 2.
8.1 Измерение виброускорения
Переключатели измерителя установить в положения:
ДЛТ l,dB-80;
ДЛТ 2, dB - 50.
Все кнопки отжаты, светится индикатор 130 dB.
В зависимости от частотного диапазона измерения переключатель ФЛТ, Hz установить в положение "1" или "10"; нажать или отжать кнопку 10 kHz, 4 kHz:
при измерении общей вибрации - "1"; кнопка 4 kHz нажата;
при измерении локальной вибрации - "10"; кнопка отжата.
Переключатель РОД РАБОТЫ установить в положения F (Fast -быстрые измерения), S (Slow — медленные измерения) или 10 S (при измерениях низкочастотных составляющих могут возникнуть флуктуации (колебания) стрелки измерителя. Тогда следует перевести переключатель РОД РАБОТЫ из положения F в положение S).
Произвести измерения, изменяя при необходимости положения переключателей ДЛТ 1, dB и ДЛТ 2, dB.
Если при измерении стрелка измерителя находится в начале шкалы, то следует вывести ее правее цифры "4" (верхняя шкала) или цифры "10" (средняя шкала) сначала переключателем ДЛТ 1, dB. Если периодически загорается индикатор перегрузки ПРГ, то следует переключить переключатель ДЛТ 1, dB на более высокий уровень, пока не погаснет индикатор ПРГ, а затем использовать аналогично переключатель ДЛТ 2, dB. Произвести отсчет показаний измерителя в m-S"2. При работе с вибропреобразователем ДН-4-М1 показание необходимо умножить на 10.
8.2 Измерение виброускорений в октавных полосах частот
Переключатель ФЛТ, Hz установить в положение ОКТ, переключателем ФЛТ, ОКТ и кнопкой kHz, Hz включить необходимый октавпый фильтр. При измерении общей вибрации (частоты 2; 4; 8; 16; 31,5 и 63 Гц) и локальной вибрации (частоты 8; 16; 31,5; 63; 125; 250; 500 и 1000 Гц) в диапазоне от 2 Гц до 63 Гц кнопка kHz, Hz нажата, а начиная с 0,125 кГц кнопка kHz, Hz отжата.
Повторить операции в соответствии с п. 2.3.3 предыдущего подраздела, производя отсчет показаний измерителя в m*S-2 .
8..3.Измерение виброскорости
Нажать кнопку а, V и повторить операции в соответствии с п.4.2, отсчитывая показания измерителя в mm*S-1.
Таблица 2
Результаты исследований виброускорений и виброскорости
| Обозначения | Среднегеометрические частоты октавных полос, Гц | ||||||||
| 31,5 | |||||||||
| А | |||||||||
| а вз1 | |||||||||
| а вз2 | |||||||||
| а взн | |||||||||
| V | |||||||||
| Vвз1 | |||||||||
| Vвз2 | |||||||||
| Vвзн |
V, а- среднеквадратическое значение виброскоростей и виброускорений до применения виброзащиты, м*с, м*с-2;
Vвз1….н, авз1….н - среднеквадратическое значение виброскоростей и виброускорений после применения виброзащиты, м*с, м*с-2;
Построить график эффективности применения виброзащиты.
|
График эффективности применения виброзащиты
Выводы:
Контрольные вопросы
1. В чем заключается физический смысл вибрации, почему вредно ее воздействие на человека?
2. Назовите параметры, характеризующие вибрацию?
3. По каким осям нормируют вибрацию?
4. Перечислить методы вибрационной защиты?
5. Порядок измерения виброскорости?
6. Как оценивают эффективность виброзащиты?
Дата Подпись студента
Подпись преподавателя
10. Требования безопасноти
К работе со стендом допускаются лица, ознакомленные с его устройством, принципом действия, а также разделом 2.
При эксплуатации и ремонте генератора и измерителя возможна опасность поражения персонала электрическим током напряжением 220 В, частотой 50 Гц. В связи с этим при работе с генератором и измерителем необходимо соблюдать следующие требования безопасности:
- заземлять генератор и измеритель с помощью клемм защитного
заземления на корпусах приборов;
- вставки плавкие в приборах должны быть исправными;
- запрещается эксплуатация генератора и измерителя при снятых
крышках;
- запрещается производить доработки монтажа и другие работы в
генераторе и измерителе под напряжением;
- при ремонте и регулировании приборов необходимо использовать
ручной инструмент с диэлектрическими рукоятками.
При выполнении ремонтных, наладочных работ и эксплуатации стенда лабораторного необходимо соблюдать правила и требования по электробезопасности по ПУЭ, ПЭЭП и ПТБ ЭЭП [3-5].
Внимание!При смене виброизолирующих модулей на вибростоле вибростенда выключить генератор низкочастотных сигналов.
Приложение 1
Санитарные нормы спектральных показателей вибрационной нагрузки на оператора. Общая вибрация, категория 3, тип "а"
| Средне- геометрические частоты полос, Гц | Нормативные значения в направлениях Хо, Yo | |||||||
| Виброускорения | виброскорости | |||||||
| м-с-2 | ДБ | 10 -2м*с -1 | ДБ | |||||
| в 1/3 окт. | в 1/1окт. | в 1/3 окт. | в 1/1окт. | в 1/3 окт. | в 1/1окт. | в 1/3 окт. | в 1/1окт. | |
| 1,6 | 0,09 | 0,9 | ||||||
| 2,0 | 0,08 | 0,14 | 0,64 | 1,3 | '108 | |||
| 2,5 | 0,071 | 0,46 | ||||||
| 3,15 | 0,063 | 0,32 | ||||||
| 4,0 | 0,056 | 0,1 | 0,23 | 0,45 | ||||
| 5,0 | 0,056 | 0,18 | ||||||
| 6,3 | 0,056 | 0,14 | ||||||
| 8,0 | 0,056 | 0,11 | 0,12 | 0,22 | ||||
| 10,0 | 0,071 | 0,12 | - | |||||
| 12,5 | 0,09 | 0,12 | ||||||
| 16,0 | 0,112 | 0,20 | 0,12 | 0,20 | ||||
| 20,0 | 0,140 | 0,12 | ||||||
| 25,0 | 0,18 | 0,12 | ||||||
| 31,5 | 0,22 | 0,40 | 0,12 | 0,20 | ||||
| 40,0 | 0,285 | 0,12 | ||||||
| 50,0 | 0,355 | 0,12 | ||||||
| 63,0 | 0,445 | 0,80 | 0,12 | 0,20 | ||||
| 80,0 | 0,56 | 0,12 |
Приложение 2
Санитарные нормы спектральных показателей вибрационной нагрузки на оператора. Общая вибрация, категория 3, тип "в"
| Средне- геометрические частоты полос, Гц | Нормативные значения в направлениях Хо, Yo | |||||||
| Виброускорения | виброскорости | |||||||
| м-с-2 | ДБ | 10 -2м*с -1 | ДБ | |||||
| в 1/3 окт. | в 1/1окт. | в 1/3 окт. | в 1/1окт. | в 1/3 окт. | в 1/1окт. | в 1/3 окт. | в 1/1окт. | |
| 1,6 | 0,015 | 0,13 | ||||||
| 2,0 | 0,012 | 0,02 | 0,09 | 0,18 | ' 91 | |||
| 2,5 | 0,01 | 0,063 | ||||||
| 3,15 | 0,009 | 0,045 | ||||||
| 4,0 | 0,008 | 0,014 | 0,032 | 0,063 | ||||
| 5,0 | 0,008 | 0,025 | ||||||
| 6,3 | 0,008 | 0,02 | ||||||
| 8,0 | 0,008 | 0,014 | 0,016 | 0,032 | ||||
| 10,0 | 0,01 | 0,016 | - | |||||
| 12,5 | 0,015 | 0,016 | ||||||
| 16,0 | 0,016 | 0,028 | 0,016 | 0,028 | ||||
| 20,0 | 0,02 | 0,016 | ||||||
| 25,0 | 0,025 | 0,016 | ||||||
| 31,5 | 0,032 | 0,056 | 0,016 | 0,028 | ||||
| 40,0 | 0,04 | 0,016 | ||||||
| 50,0 | 0,05 | 0,016 | ||||||
| 63,0 | 0,063 | 0,112 | 0,016 | 0,028 | ||||
| 80,0 | 0,08 | 0,016 |