8.8. Защита от вибрации

Защита работника от воздействия вибрации осуществляется техническими средствами, организационными мероприятиями и применением средств индивидуальной защиты.

Средства снижения вибрации:

- устранение вибрации в источнике возникновения при разработке новых и модернизации существующих машин и оборудования;

- подгонка деталей, высокоточная обработка трущихся деталей, смазка;

- применение виброизоляции и вибропоглощения.

Устранение или ослабление вибрации в источнике достигается следующими конструктивными и технологическими мерами:

- выбором кинематических и технологических схем, при которых динамические процессы, вызванные ударами, резкими ускорениями, были бы исключены или предельно снижены (например, замена кривошипных механизмов равномерно вращающимися, ковки и штамповки – прессованием, пневматической клепки и чеканки – гидравлической клепкой и сваркой);

- уравновешиванием, балансировкой вращающихся частей для обеспечения плавности работы машины; устранением дефектов и разболтанности отдельных частей (например, устранение асимметрии магнитной системы электромашины);

- встречным спариванием, при котором происходит уничтожение вертикальных и сложение горизонтальных составляющие центробежной силы (например, установка на валу двух машин таким образом, чтобы их движение расходилось по фазе на 180°);

- правильным выбором рабочих режимов (в первую очередь, исключение резонансных режимов работы, т. е. отстройка собственных частот агрегата и его отдельных узлов и деталей от частоты вынуждающей силы).

К основным средствам виброзащиты относятся виброизоляция, вибродемпфирование и динамическое гашение.

Уменьшение передачи колебания от источника возбуждения защищаемому объекту при помощи промежуточных устройств (амортизаторов), помещаемых между ними, называется виброизоляцией.

В качестве амортизаторов используют стальные пружины, рессоры, прокладки из резины, пробки и др. При выборе прокладки необходимо, чтобы собственная частота системы была в 2—3 раза меньше возбуждающей частоты. Толщина и площадь прокладок определяются расчетным путем или по графикам.

Вибродемпфирование заключается в уменьшении уровня вибраций защищаемого объекта путем превращения энергии механических колебаний данной колеблющейся системы в тепловую энергию. Увеличение потерь энергии в системе достигается использованием в качестве конструкционных материалов с большим внутренним трением, а также покрытием вибрирующих поверхностей демпфирующими материалами с большим внутренним трением или вязкостью.

С точки зрения снижения вибрации наиболее предпочтительно в качестве конструкционных материалов использовать пластмассы (могут использоваться также дерево и резина), что позволяет снизить уровень виброскорости в широкой полосе средних и высоких частот на 8—10 дБ.

В качестве демпфирующих материалов широко используют антивибрационную мастику, мягкие пластмассы, войлок, пенопласт, резину и другие мягкие покрытия, которые наклеивают несколькими слоями на колеблющуюся поверхность. Мягкие вибродемпфирующие покрытия наиболее эффективны на высоких частотах.

Жесткие вибродемпфирующие покрытия, эффективность которых проявляется главным образом на низких и средних частотах, выполняются, как правило, в виде многослойной конструкции: покрытия из слоя вязкоупругого материала (твердой пластмассы, рубероида, изола, битумизированного войлока) и слоя фольги приклеивают к поверхности особо жестким клеем.

Хорошими вибропоглощающими свойствами обладает «слоеный металл»: металлические листы, склеенные слоем вязкого вещества, либо пакеты металлических листов с разными характеристиками.

Для снижения вибрации возможно также использование ударных виброгасителей, в которых кинетическая энергия относительного движения контактирующих элементов переходит в энергию деформации соударяющихся элементов виброгасителя.

Принцип действия динамического гашения заключается в увеличении реактивного сопротивления колебательных систем за счет установки динамических виброгасителей. Наибольшее распространение в машиностроении получили динамические гасители вибраций, представляющие собой механическую колебательную систему с резонансной частотой, совпадающей с частотой вибраций, которые нужно ослабить. При жестком креплении упругого элемента гасителя к вибрирующей части конструкции в нем возбуждаются колебания, находящиеся в противофазе с колебаниями конструкции.

Организационные мероприятия по:

- проведение периодических эксплуатационных проверок вибрации в сроки, установленные нормативно-технической документацией, но не реже одного раза в год для общей вибрации и не реже двух раз в год для локальной вибрации;

- контроль за наличием вибрационных характеристик в паспортах вновь поступающих машин, а при их отсутствии и, в случае необходимости, организацию входного контроля этих машин; эксплуатация не отвечающих вибрационным характеристикам машин не разрешается;

- использование машин в соответствии с их назначением и установленными режимными характеристиками (скорость, частота вращения и т. п.);

- своевременное проведение планово-предупредительного ремонта машин и оборудования (с балансировкой движущихся частей), проверкой крепления агрегатов к полу, фундаменту, строительным конструкциям с обязательным послеремонтным контролем вибрационных характеристик;

- своевременный ремонт профиля путей, поверхностей для перемещения машин, поддерживающих конструкций;

- рациональная планировка технологических процессов и производственных помещений;

- исключение контакта работающих с вибрирующими поверхностями за пределами рабочего места или рабочей зоны путем установки ограждений, сигнализации, блокировки, предупреждающих надписей и др.;

- введение режимов труда, регулирующих продолжительность воздействия вибрации на работающих.

При рациональной планировке технологических процессов и производственных помещений оборудование, вызывающее вибрацию, для устранения динамического эффекта переставляют с середины пролета к опорам, либо на более жесткие элементы конструкции.

Для ослабления передачи колебаний по строительным конструкциям вибрирующее оборудование устанавливают на самостоятельные фундаменты, виброизолированные от пола и других конструкций здания. Для этого вокруг фундамента устраивают разрывы (акустические швы) без заполнения, с заполнением или с подпорными стенками. Массу фундамента подбирают таким образом, чтобы амплитуда колебаний подошвы фундамента в любом случае не превышала 0,1—0,2 мм, а для особых сооружений – 0,005 мм. Для небольших объектов между основанием и агрегатом устанавливают массивную опорную плиту.

Режим труда при использовании виброопасных ручных инструментов должен быть таким, чтобы суммарное время контакта с источником вибрации в течение рабочей смены не превышало значений, указанных в табл. 8.4.

Длительность рабочей смены не должна превышать 8 ч (480 мин). Трудовые операции рекомендуется распределять между работающими так, чтобы продолжительность непрерывного воздействия вибрации, включая микропаузы, не превышала 15 мин. При этом необходимо делать два регламентированных перерыва, учитываемых при установлении нормы выработки: 20 мин через 1—2 ч после начала смены (для активного отдыха, проведения производственной гимнастики по специальному комплексу, гидропроцедур, сочетающих ванночки при температуре воды 38 °С и самомассаж для верхних конечностей) и 30 мин — через 2 ч после обеденного перерыва. Время этих регламентированных перерывов включается в рабочее время, соответственно, учитывается при составлении норм выработки. Обеденный перерыв должен быть продолжительностью не менее 40 мин.

Таблица 8.4

Допустимое время воздействия локальной вибрации

Превышение ПДУ локальной вибрации		Допустимое суммарное время воздействия локальной вибрации за смену, мин
дБ	Раз
1	1,1	381
2	1,25	302
3	1,4	240
4	1,6	191
5	1,8	151
6	2,0	120
7	2,25	95
8	2,5	76
9	2,8	60
10	3,2	48
11	3,6	38
12	4	30

Не допускается работа в условиях воздействия локальной вибрации с уровнями, превышающими гигиенические нормативы более чем на 12 дБ (в 4 раза) по интегральной оценке.

В качестве средств индивидуальной защиты от вибрации применяют специальные рукавицы и специальную обувь, изготавливаемые с использованием упругодемпфирующих материалов в соответствии с требованиями ГОСТ 12.4.002-97 «ССБТ. Средства защиты рук от вибрации. Технические требования и методы испытаний», ГОСТ 12.4.010-75 «ССБТ. Средства индивидуальной защиты. Рукавицы специальные. Технические условия», ГОСТ 12.4.024-76 «ССБТ. Обувь специальная виброзащитная. Общие технические требования», которые регламентируют эффективность гашения вибрации, толщину упругодемпфирующего материала, преимущественную область распространения и другие требования к защитным изделиям этого типа.

К работе с вибрирующим оборудованием допускаются лица не моложе 18 лет, прошедшие медицинский осмотр, имеющие соответствующую квалификацию и ознакомленные с характером воздействия вибрации на организм. Работающие ежегодно проходят периодические медицинские осмотры. При поступлении на работу в виброопасную профессию следует учитывать, что начало работы с ручными инструментами в возрасте 45 лет и старше является фактором риска развития вибрационной болезни.

Для повышения сопротивляемости организма работающих при воздействии вибрации следует проводить витаминопрофилактику (витамины С, В, и никотиновая кислота) два раза в год (в периоды октябрь-ноябрь и февраль-март) по назначению врача. Для работников виброопасных профессий с учетом всей совокупности неблагоприятных производственных факторов режим труда и отдыха устанавливается на основе изучения изменения работоспособности и других неблагоприятных воздействий на организм человека.

Контрольные вопросы к разделу 8:

1. Что означает понятие – вибрация?

2. Что является источниками вибрации на производстве?

3. Какое влияние оказывает вибрация на организм человека?

4. Какие физические величины характеризуют вибрацию?

5. Какие физические величины относятся к гигиеническим характеристикам вибрации?

6. Как классифицируют на виды вибрацию по способу передачи на человека?

7. По каким признакам и как классифицируют вибрацию?

8. Как подразделяется общая вибрация по источнику возникновения?

9. На сколько и какие категории подразделяется общая вибрация?

10. Как подразделяются вибрации по характеру спектра?

11. Как подразделяются вибрации по частотному составу?

12. Как подразделяются вибрации по временным характеристикам?

13. Как подразделяются непостоянные вибрации?

14. Сколько осей ортогональной системы координат используют при нормировании и измерении локальной и общей вибрации?

15. Как направлены координатные оси при определении действия вибрации на работника?

16. Какое влияние оказывает вибрация на организм человека?

17. Что такое – вибрационная болезнь?

18. Какие профессии на железнодорожном транспорте относятся к «виброопасным»?

19. Какие параметры постоянной и непостоянной вибрации, действующей на человека, исследуются при ее гигиенической оценке?

20. Какой частотный диапазон установлен для нормирования локальной вибрации?

21. Какой частотный диапазон установлен для нормирования общей вибрации?

22. Как производится гигиеническая оценка воздействующей на работника постоянной общей и локальной вибрации?

23. Как производится гигиеническая оценка воздействующей на работника непостоянной общей и локальной вибрации?

24. Как производится гигиеническая оценка воздействующей на работника в течение рабочего дня (смены) как постоянной, так и непостоянной вибрации?

25. Какой параметр вибрации является предпочтительным при оценке вибрационной нагрузки на работника?

26. Для какой продолжительности смены установлены гигиенические нормы показателей вибрационной нагрузки на работника?

27. Какова должна быть длительность измерений при непрерывном измерении спектров и корректированных по частоте значений вибрации локальной, общей?

28. Какова должна быть длительность наблюдений при непрерывном измерении эквивалентного корректированного значения вибрации локальной, общей?

29. Каким должен быть интервал между снятием отсчетов при дискретном измерении спектров и корректированных по частоте значений вибрации локальной, общей?

30. Какое оборудование применяется для измерения вибрации?

31. При каких условиях наступает резонанс собственных и вынужденных колебаний объекта?

32. Какие показатели вибрационных характеристик машин используют в качестве нормируемых параметров?

33. Какой показатель является нормой вибрации для вибробезопасных машин?

34. Какой показатель является нормой вибрации для машин, не являющихся вибробезопасными?

35. При каких условиях ручные инструменты относятся к вибрирующим?

36. Какой параметры вибрации являются нормируемыми для ручных инструментов?

37. Когда и в каких условиях должен производиться контроль вибрации на рабочих местах?

38. С какой периодичностью должен производиться контроль вибрационных характеристик ручных машин?

39. С какой периодичностью должен производиться контроль вибрационной нагрузки на оператора при воздействии общей, а также локальной вибрации?

40. Какие вопросы должна содержать программа контроля при оценке вибробезопасности на рабочих местах или контроля вибрационных характеристик машин?

41. Какие средства и методы применяются на рабочих местах для снижения вибрации?

42. Что относится к основным техническим средствам защиты работника от воздействия вибрации?

43. Что такое – виброизоляция?

44. Что такое – вибродемпфирование?

45. В чем заключается принцип динамического гашения вибрации?

46. Какие организационные мероприятия могут быть проведены для снижения воздействия вибрации на работника?

47. Какие средства индивидуальной защиты от вибрации применяют при работах в шумных помещениях?