8. Защита от Вибрации

8.1. Основные характеристики вибрации

Вибрация – это механические колебательные движения, распространяющиеся в телах с упругими связями. Вибрация на производстве генерируется различным механизированным инструментом (отбойные молотки, перфораторы), различными видами машин и оборудования ударного, ударно-поворотного, ударно-вращательного действия (шлифовальные машины, рубильные молотки, трамбовки, сверлильные машины, вибростолы, виброплощадки, ткацкие станки и др.), транспортом.

Вибрация характеризуется частотой колебаний f (Гц), амплитудой колебаний А (м), колебательной скоростью v (м/с) и колебательным ускорением a (м/с²) распространения волн колебаний от точки возникновения до точки затухания.

Частота колебаний – это количество полных колебаний за единицу времени, величина, обратно пропорциональная периоду колебаний. Период колебаний – это отрезок времени, в течение которого происходит полный колебательный цикл. Амплитуда колебаний – это наибольшее смещение колеблющейся точки от нейтрального положения.

Зависимость между названными характеристиками вибрации выражается следующими формулами:

v = 2 π · f ·А, м/с, (8.1)

a = (2 π · f )² · А, м/с², (8.2)

где π = 3,14.

Гигиеническими характеристиками вибрации являются логарифмические уровни виброскорости (дБ) и логарифмические уровни виброускорения (дБ).

Логарифмический уровень виброскорости:

, дБ, (8.3)

где V – среднее квадратическое значение виброскорости, м/с; 5·10^-8 – опорное значение виброскорости, м/с, соответствует среднеквадратичной колебательной скорости при стандартном пороге звукового давления, равном 2·10^-5 Н/м².

Логарифмический уровень виброускорения:

, дБ, (8.4)

где а – среднее квадратическое значение виброускорения, м/с²_; 1·10^-6 – опорное значение виброускорения, м/с²_.

Логарифмический уровень колебательного виброперемещения (амплитуды колебаний) определяют

, дБ, (8.5)

где А – колебательное перемещение, м; 8 10^-12– опорное значение колебательного перемещения, м.

8.2. Классификация вибраций, воздействующих на человека

По способу передачи на человека вибрация согласно ГОСТ 12.1.012-2004 ССБТ «Вибрационная безопасность. Общие требования» делится на :

- общую вибрацию, которая передаётся на тело стоящего, сидящего или лежащего человека в точках его опоры (ступни ног, ягодицы, спина, голова);

- локальную вибрацию, которая передаётся через кисти рук человека в местах контакта с управляемой машиной или обрабатываемым изделием. Вибрация, которая передается на ноги сидящего человека и на предплечья, контактирующие с вибрирующими рабочими поверхностями, относится к локальной вибрации.

Санитарные нормы СН 2.2.4/2.1.8.566-96 «Производственная вибрация, вибрация в помещениях жилых и общественных зданий» общую вибрацию по источнику возникновения подразделяют на следующие категории:

категория 1 – транспортная вибрация, воздействующая на человека на рабочих местах самоходных и прицепных машин, транспортных средств при их движении по местности, агрофонам и дорогам (в том числе при их строительстве). К источникам транспортной вибрации относятся: тракторы, самоходные сельскохозяйственные машины (машины для обработки почвы, уборки и посева сельскохозяйственных культур), автомобили (в том числе тягачи, скреперы, катки и т.д.), снегоочистители и др.

категория 2 – транспортно-технологическая вибрация, воздействующая на человека на рабочих местах машин с ограниченной подвижностью и перемещающихся по специально подготовленной поверхности производственных помещений, промышленных площадок, горных выработок. К источникам транспортно-технологической вибрации относятся: экскаваторы, краны промышленные и строительные, напольный производственный транспорт, путевые машины, бетоноукладчики;

категория 3 – технологическая вибрация, воздействующая на человека на рабочих местах стационарных машин или передающаяся на рабочие места, не имеющие источников вибрации. К источникам технологической вибрации относятся: станки металло- и деревообрабатывающие, кузнечно-прессовое оборудование, литейные машины, электрические машины, стационарные электрические установки, насосные агрегаты и вентиляторы, буровые станки, машины для животноводства, очистки и сортировки зерна и т. д.

Общую вибрацию категории 3 по месту действия подразделяют на типы:

тип а – на постоянных рабочих местах производственных помещений и предприятий;

тип б – на рабочих местах на складах, в столовых, бытовых, дежурных и других производственных помещений, где нет машин, генерирующих вибрацию;

тип в – на рабочих местах в помещениях заводоуправления, конструкторских бюро, лабораторий, учебных пунктов, вычислительных центров, здравпунктов, конторских помещениях, рабочих комнатах и других помещениях для работников умственного труда;

Следует отметить, что водители транспортных машин (тракторов, грузового автотранспорта, землеройных машин и др.), а также операторы транспортно-технологического оборудования (экскаваторов, подъемных кранов промышленных и строительных, путевых машин, бетоноукладчиков, напольного производственного транспорта и др.) подвергаются действию общей и местной (локальной) вибрации.

По направлению действия вибрация подразделяется:

- для общей вибрации – на действующую вдоль осей ортогональной системы координат: х_о – от спины к груди; y_о – от правого плеча к левому; z_о – вертикальная ось, перпендикулярная опорным поверхностям тела в местах его контакта с сиденьем, полом и т.д., см. рис. 8.1а;

- для локальной вибрации – на действующую вдоль осей ортогональной системы координат: х_л – совпадает с осью мест охвата рукоятки, рулевого колеса, ложемента и др., ось y_л перпендикулярна ладони, а ось z_л лежит в плоскости, образованной осью х_л и направлением подачи или приложения силы, см. рис. 8.1б.

Рис. 8.1. Направления координатных осей при действии вибрации:

а – общая вибрация; б – локальная вибрация

По характеру спектра вибрации подразделяются на:

- узкополосные, у которых параметры в одной 1/3 октавной полосе частот не менее чем на 15 дБ превышают значения в соседних 1/3 октавных полосах;

- широкополосные, с непрерывным спектром шириной более одной октавы.

По частотному составу вибрации подразделяются на:

- низкочастотные с преобладанием номинальных уровней в октавных полосах частот: для общей вибрации – 1—4 Гц, для локальной – 8—16 Гц;

- среднечастотные: для общей вибрации – 8—16 Гц, для локальной – 31,5—63 Гц;

- высокочастотные: для общей вибрации – 31,5—63 Гц, для локальной – 125—1000 Гц;

По временным характеристикам вибрации выделяют:

- постоянные вибрации, для которых величина нормируемых параметров изменяется не более чем в 2 раза (на 6 дБ) за время наблюдения;

- непостоянные вибрации, для которых величина нормируемых параметров изменяется не менее чем в 2 раза (на 6 дБ) за время наблюдения не менее 10 мин при измерении с постоянной времени 1 с, в том числе:

а) колеблющиеся во времени вибрации, для которых величина нормируемых параметров непрерывно изменяется во времени;

б) прерывистые вибрации, когда контакт человека с вибрацией прерывается, причем длительность интервалов, в течение которых имеет место контакт, составляет более 1 с;

в) импульсные вибрации, состоящие из одного или нескольких вибрационных воздействий (например, ударов), каждый длительностью менее 1 с.