Splošne industrijske vibracije: klasifikacija, vrste in njihova interakcija

2024 Avtor: Howard Calhoun | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2023-12-17 10:40

Proizvodne vibracije predstavljajo nevarnost tako za zdravje ljudi kot za gradbene konstrukcije, procesno opremo. Pod vplivom mehanskih vibracij se obraba strojev pospeši, čas med njihovimi popravili se zmanjša, zmanjša se natančnost merilnih instrumentov in krmilne opreme. Vibracije, ki se prenašajo preko trdnih temeljev, vplivajo tudi na druge, neproizvodne prostore in vzdrževalno osebje. Ocenjevanje škodljivih nihanj je vključeno v sistem sanitarno-higienske ocene delovnih pogojev.

Splošni koncept

Proizvodne vibracije nastanejo kot posledica mehanskih vibracij delovnih strojev, gibanja tekočin in drugih neuravnoteženih vplivov. Povečana raven tresljajev negativno vpliva na zdravje ljudi, zmanjšuje njegovo zmogljivost, ob daljši izpostavljenosti pa povzroča poklicne bolezni. Zato so vprašanja boja proti mehanskim vibracijam v sanitarnih prostorih še posebej pomembna.

Vibracije se lahko prenesejo na osebo tako neposredno s stikom z opremo ali orodjem,in posredno - skozi elemente industrijskih prostorov. Zahteve za nadzor tega neugodnega faktorja in njegove največje dovoljene vrednosti so določene v številnih regulativnih dokumentih (SN 2.2.4-2.1.8.566-96, SP 1102-73, GOST 12.1.012-2004, SanPiN 2.2. 4.3359-16 in drugi).

Ogledi

Razvrstitev industrijskih vibracij je narejena po več kriterijih:

1. Po lokalizaciji:

• Splošno. Takšne vibracije vplivajo na živčni, mišično-skeletni, srčno-žilni sistem, prebavila (bolečine v želodcu ali v spodnjem epigastričnem predelu). Pri dolgotrajni izpostavljenosti se lahko pojavi vibracijska bolezen - neozdravljiva patologija.
• Lokalno (lokalno), ki se prenaša na okončine osebe, ko počiva na vibrirajoči površini.

2. Po poreklu:

• Za lokalna nihanja: iz ročnega ali brez motornega orodja.
• Za splošne vibracije: Kategorija I, II in III (opisano spodaj).

3. Smer v prostoru: X, Y, Z-nihanja. Najbolj nevarne so tiste, ki so usmerjene vzdolž osi telesa.

4. Spekter:

• Ozkopasovni (nivo tresljajev ene tretjine oktave, ki jo je treba nadzorovati, je 15 dB višja kot v sosednjih odsekih enake širine).
• Širokopasovni (njihov spekter je neprekinjen za več kot 1 oktavo).

5. Pogostost:

• Nizkofrekvenčni (<4 in <16 Hz za splošne in lokalne vibracije).
• Srednja frekvenca(<16 in <63 Hz); o visokofrekvenčni (<63 oziroma <1000 Hz).

6. Po trajanju:

• trajno.
• Periodično (nihanje, občasno, impulzivno).

Vrste splošnih industrijskih vibracij

Splošne vibracije glede na vir so razdeljene na 3 vrste:

1. Prevoz (stroji, kot so traktorji, rudarski transport, kombajni, tovornjaki, snežni freze so najbolj dovzetni zanje);
2. Prometno-tehnološki (pojavijo se pri premikanju po površini industrijskih prostorov - bagri, žerjavi, talni polnilni stroji za nalaganje polnila v peč, tirna vozila za gradnjo in popravila železnice, betonski tlakovci in druga oprema).
3. Tehnološke, ki izhajajo iz stacionarne opreme (stroji, stiskalnice, črpalke, ventilatorji, vrtalne, kemične in petrokemične instalacije in drugo).

Funkcije

Glavni kazalniki, ki opisujejo različne vrste industrijskih vibracij, so naslednji:

• Krožna frekvenca (število nihanj na sekundo). Pri merjenju vibracij se spekter vibracij razdeli na frekvenčne pasove, za vsakega od katerih se oceni intenzivnost. Za to se uporabljajo oktavni filtri, katerih nazivna pasovna širina je enaka eni oktavi.
• Amplituda (največje odstopanje) gibanja vibracij.
• Najvišja ali efektivna vrednost hitrosti in pospeška vibracij.

Viri

Proizvodni viri vibracij, glede na vrsto splošnih vibracij, vključujejo:

• ozkopasovni - gradbena vozila, tramvaji, traktorji, kombajni, tramvaji, železniški vagoni in lokomotive;
• poliharmonični (spreminjajo se po periodičnem zakonu) - stroji za obdelavo kovin in lesa, motorji z notranjim zgorevanjem, hidravlične turbine in generatorji, kompresorji, tekstilni stroji, vibro transporterji;
• naključno in poliharmonično – vrtalni stroji, žerjavi, udarna kladiva in vrtalni stroji, stroji za rudarjenje zemlje in premoga.

Lokalne vibracije ustvarjajo instrumenti, kot so:

• rotacijski (brusilniki in polirniki, motorne žage);
• rotacijski udarni ključi;
• udarno (kladiva za zakovice);
• udarno rotacijsko (rudsko mehanizirana orodja, luknjači);
• pritiskanje (škarje z več kot 500 udarci na minuto).

Tej vibraciji so izpostavljeni sekalci kovin, kovičarji, sekalci, brusilci in drugi delavci.

Razlogi

Vzrok za tresljaje so neuravnoteženi učinki sile - povratni ali rotacijski; udarne interakcije v zobnikih, kotalnih ležajih, ventilih motorja in kompresorja, ročičnih mehanizmih. Mehanske vibracije se lahko pojavijo tudi v robotskih napravah in linijah.

Kot dejavniki oblikovanja in tehnologije,v industrijskih prostorih, ki povzročajo vibracije, je mogoče razlikovati:

• nepravilna razporeditev podlag in temeljev opreme;
• prevelika togost konstrukcij (pritrjevanje delovnih ploščadi, sedežev, komand in drugih elementov);
• oblikovne značilnosti opreme;
• tehnološke napake pri izdelavi komponent (neravnovesje vrtečih se vztrajnikov, gredi, napake pri izdelavi delov);
• slaba namestitev opreme na mestu;
• povečana obremenitev ali hitrost med delovanjem;
• Nepravočasno načrtovano preventivno vzdrževanje opreme.

Učinek na človeško telo

Vpliv industrijskih vibracij na zdravje ljudi je zapleten:

• kostne in sklepne motnje - distrofične lezije hrbtenice (osteohondroza, spondiloza), zmanjšana kostna gostota (osteoporoza);
• poslabšanje celične in humoralne imunosti;
• bolezni srca in ožilja (angiospazem - zoženje krvnih žil, motena prekrvavitev in prehrana tkiv, razvoj venske zastoje);
• mikrotravmatizacija tkiv;
• zmanjšana aktivnost antioksidativnih obrambnih encimov;
• nevropatija.

Pri dolgotrajnem lokalnem vibriranju se čuti odrevenelost prstov, razvijejo se bolezni sklepov in nevroze okončin. Splošne vibracije vplivajo tudi na vestibularni aparat, prebavila, organečutila (zmanjšanje ostrine vida in sluha) in drugih sistemov. Najbolj škodljive so tiste vibracije, katerih frekvenca je v območju 3-30 Hz, saj so njihove vrednosti blizu naravnih vibracij človeških organov (obstaja resonančni fenomen). Vibracije s frekvenco 6-9 Hz lahko povzročijo rupturo notranjih organov.

Resnost vpliva mehanskih vibracij je odvisna od naslednjih dejavnikov:

• spektralna kompozicija;
• smer;
• vplivno mesto;
• trajanje.

Vibracijska bolezen

Sistematični vpliv industrijskih vibracij prispeva k nastanku vibracijske bolezni. Ozdravljiva je le v zgodnjih fazah. Če se pozneje pojavijo nepopravljive spremembe v notranjih organih, se jih ni mogoče znebiti.

Ta patologija se kot subjektivni znak kaže v obliki naslednjih simptomov:

• vrtoglavica, glavoboli, utripajoče "muhe" v očeh;
• pokajoča bolečina v rokah, slabša ponoči;
• odrevenelost, mrzlica, belina, otekanje prstov; pekoče, mravljinčenje v njih;
• slabe sanje;
• počutje slabše;
• zmanjšanje učinkovitosti.

Tudi drugi znaki so značilni:

• hipotenzija;
• odpoved več organov zaradi nezadostne oskrbe s krvjo (v fazi dekompenzacije);
• zmanjšan srčni utrip;
• presnovne motnje (hipotiroidizem in druge patologije);
• zmanjšajobčutljivost;
• angiodistonija;
• patologije mišično-skeletnega sistema (miofibroza, artroza) in druge.

Racioniranje

Racioniranje proizvodnih vibracij se izvaja z namenom, da se izključi možnost vibracijske bolezni delavcev in zaposlenih. Nadzorovane parametre ureja GOST 12.1.012-90, ki vsebuje tabele z omejevalnimi vrednostmi glavnih kazalnikov.

Sanitarne norme industrijskih vibracij splošnega in lokalnega tipa so normalizirane glede na srednje geometrične vrednosti frekvence nihanja. Obstaja več razredov nevarnosti, pri katerih je možen pojav vibracijske bolezni. Prvi ustreza najnižji ravni (optimalni delovni pogoji), pri kateri ni stika s splošnimi in lokalnimi vibracijami.

Sanitarno-higienski ukrepi za preprečevanje negativnih posledic mehanskih tresljajev vključujejo certificiranje delovnih mest, predhodni in tekoči sanitarni nadzor, nadzor nad uporabo osebne zaščitne opreme (rokavice za dušenje vibracij, obutev).

Metode

Obstaja več metod za ocenjevanje industrijskih vibracij:

• frekvenca - izmeri se spekter vibracij (povprečne kvadratne vrednosti vibracijske hitrosti in pospeška se izračunajo v polnih frekvenčnih pasovih ali 1/3 obsega);
• skupna (integralna) ocena po frekvenci (prilagojena vrednost hitrosti in pospeška tresljajev ali njihovih logaritmičnih kazalnikov);

integralno, ob upoštevanju trajanja učinka tresljajev z enakovredno vrednostjo

Faktorji teže so izbrani v skladu s priporočili CH 2.2.4/2.1.8.566-96.

instrumenti

Merjenje mehanskih vibracij v delovnih pogojih se izvaja z naslednjimi instrumenti:

• vibrometri (IShV-1, Assistant, VShV-003, modeli iz Brüel & Kjær in drugi);
• težni in pasovni filtri;
• vibracijski senzorji (serija DN proizvajalci Vibropribor, Brüel & Kjær in drugi);
• merilniki ravni zvoka (za zaznavanje enakovrednih ravni v skupnih frekvenčnih pasovih);
• snemalniki ravni;
• magnetografi za beleženje vibracij za izvedbo frekvenčne analize, izračunajte ekvivalentno raven.

Merilne točke so izbrane na površinah, ki so v stiku s človeškim telesom. Če delovno mesto ni stalno, se nadzor izvaja vsaj na 3 točkah z največjo vibracijo. Za merjenje splošnih vibracij so izbrani instrumenti z večjo občutljivostjo. Senzorji vibracij so nameščeni v treh medsebojno pravokotnih ravninah.