Методы и средства вибрационной защиты
3.1. Защита от вибрации предполагает их устранение или уменьшение путем:
- конструктивных и технологических мероприятий;
- совершенствования кинематических схем, улучшение работы механизмов;
- применения вибропоглощения и виброизоляции;
- использования индивидуальных средств защиты, соблюдение профилактических мер.
3.2. К конструктивным и технологическим мероприятиям в борьбе с вибрациями относятся совершенствование кинематических схем, применение безударного воздействия деталей, изменение жесткости или массы элементов конструкций машин, замена возвратно-поступательного движения деталей вращательными, применение шестерен со специальными видами зацеплений и повышение класса точности их обработки.
Следует предусматривать минимальные допуски в сочленениях и тщательную балансировку движущихся деталей.
Агрегаты, вызывающие колебания, устанавливают на амортизаторы или фундаменты, виброизолированные от конструкций зданий. Для уменьшения колебаний применяют пружинные амортизаторы и упругие прокладки, отделяющие вибрирующие машины и оборудование от строительных конструкций.
Уменьшение колебаний достигается применением для изготовления деталей материалов, способных поглощать колебательную энергию.
3.3. При работе с ручным механизированным инструментом применяют средства индивидуальной защиты рук от воздействия вибраций. К ним относятся перчатки, рукавицы, а также виброзащитные прокладки или пластины, которые снабжены креплениями в руке. В зимнее время работающих с виброинструментом нужно обеспечить теплыми рукавицами.
При работе в условиях общей вибрации применяется спецобувь.
3.4. В целях профилактики вибрационной болезни рекомендуется периодически использовать рабочих на других операциях, не связанных с действием вибрации, или включать 10-15 мин. перерывы после каждого часа работы.
В целях укрепления организма рабочих и предупреждения возникновения виброболезни рекомендуется (по назначению врача) применение водных процедур, лечебной гимнастики, витаминизации, массаж. Рабочие, у которых выявлены признаки вибрационной болезни, должны быть переведены на другую работу, не связанную с воздействием вибрации.
Не допускаются к работе, связанной с воздействием общих вибраций лица, не достигшие 18-летнего возраста, а также страдающие сердечно-сосудистыми заболеваниями, язвенной болезнью, хроническими заболеваниями печени, нарушениями нервной системы и др.
3.5. Вибрацию измеряют в соответствии с требованиями ГОСТ 12.1.012-90, санитарных норм, а также стандартов по ограничению вибраций отдельных видов оборудования.
Измерения производятся измерителем шума и вибрации. ИШВ-1 с октавными фильтрами, а также виброизмерительным прибором ВИП-2.
Из импортной аппаратуры используется виброакустический тракт фирмы «Брюль и Къер» (Дания).
3.6. Основным показателем, определяющим качество виброизоляции машины, установленной на виброизоляторы, является коэффициент передачи (или коэффициент виброизоляции) КП. Он показывает какая доля динамической силы F или ускорения α от агрегата передается виброизоляторами фундаменту:
Fф αф1
КП = ------ = ------ = -----------
F α (ƒ/ƒ)2 - 1
ω
где: ƒ = ------ - частота возмущающей силы.
2 π
В случае неуравновешенности ротора машины (электродвигателя, вентилятора, турбины и т.д.)
n · m
ƒ = --------- (Гц)
n – частота вращения, об/мин;
m – номера гармоник;
ƒ0 – частота собственных колебаний.
ω0
ƒ0 = -----
2 π
3.7. Если частота собственных и возмущающих колебаний совпадает (ƒ = ƒ0) или отношение частот приближается к 1, наступает явление резонанса. Коэффициент передачи КП резко возрастает и амплитуды колебаний принимают большие значения, происходит разрушение конструкций. Система должна быть выполнена так, чтобы возможность резонанса исключалась.
Если ƒ << ƒ0, КП ≈ 1, виброизоляторы полностью передают вибрации фундаменту и их применение в этом случае оказывается практически бесполезным.
Изоляция колебаний амортизаторами достигает цели, когда отклонение частот возмущающих и собственных колебаний:
ƒ /ƒ0 < √2
Следовательно, для лучшей виброизоляции фундамента от вибраций машин необходимо уменьшить частоту собственных колебаний машины на виброизоляторах ƒ0, что достигается либо увеличением масс М, либо снижением жесткости виброизолятора С. В то же время следует иметь ввиду, что для нормальной эксплуатации должны быть достаточно жесткими для обеспечения устойчивости работающих машин.
3.8. Ослабление передачи вибраций на фундамент обычно характеризуется величиной виброизоляции ВИ. Величина виброизоляции на данной частоте:
U1 U2 U2
ВИ = LU1 - LU2 = 20 lg ---- - 20 lg -----= 20 lg ----
U0 U0 U1
F 1 ƒ 2
ВИ = 20 lg ----- = 20 lg ---- = 20 lg --- - 1
Fф КП ƒ0
где: LU1 и U1 – уровень вибрации и виброскорость машины или фундамента при отсутствии виброизолятрорв между ними;
LU2 и U2 – уровень вибрации и виброскорость фундамента при наличии виброизоляторов между машиной и фундаментом.