Меры и средства защиты от вибрации

Мероприятия и средства защиты от вибрации по организационному признаку делятся на коллективные и индивидуальные. Коллективные мероприятия и средства виброзащиты можно распределить по следующим направлениям:

• — снижение вибрации в источнике ее возникновения;
• — уменьшение параметров вибрации на пути ее распространения от источника;
• — организационно-технические мероприятия;
• — лечебно-профилактические мероприятия

Уменьшение вибрации в источнике ее возникновения достигается путем применения таких кинематических и технологических схем, которые устраняют или минимально снижают действие динамических сил. Так вибрация ослабляется при замене кулачковых и кривошипных механизмов на механизмы, вращающиеся с равномерной скоростью, механических приводов — на гидравлические и др. Уменьшение вибрации достигается также статическим и динамическим уравновешиванием вращающихся механизмов и объектов. Следует отметить, что действие динамических сил может усилиться вследствие износа отдельных механизмов, появления зазоров и люфтов, плохого сцепления деталей, что приводит к усилению вибрации. При проектировании оборудования важно предусмотреть недопущение резонансных режимов его работы. Это достигается рациональным выбором массы и жесткости Контакт работника с виброобъектом, а затем и вредного воздействия вибрации можно избежать путем использования дистанционного управления, автоматического контроля и сигнализации, а также применение захлесного ограждения. Если этого достичь невозможно, то необходимо при контакте работника с виброобъектом добиться уменьшения параметров вибрации на пути ее распространения от источника силы. Этого можно достичь с помощью виброгашения и виброизоляции.

Вибропоглинание заключается в искусственном увеличении потерь в колебательной системе, при этом энергия вибрации превращается в тепловую энергию. На практике для этого часто используют конструктивные материалы с большим внутренним трением (пластмассы, сплавы марганца и меди, магниевые сплавы и т др.) или наносят на поверхности, вибрируют слой упруго-вязких материалов, которые увеличивают внутренние трения в колеблющейся системе. Покрытия поверхностей, вибрируют, резиной и упруго-вязкими мастиками на основе полимеров, смазки узлов и соединений.

Динамическое виброгашения заключается в увеличении реактивного сопротивления колеблющейся системы. Средства динамического виброгашения по принципу действия делятся на ударные и динамические виброгасители. Последние по конструктивному признаку могут быть пружинными, маятниковыми, эксцентриковыми и гидравлическими. Они обычно представляют собой дополнительную колеблющуюся систему, которая устанавливается на агрегате, вибрирует, массой М и жесткостью С, (рис 1) Причем масса м и жесткость с этой системы подобраны таким образом, что в каждый момент времени возбуждаются колебания, находящиеся в противофазе с колебаниями агрегата. Недостатком динамических виброгасителей является то, что они настроены на определенную частоту, которая соответствует их резонансному режиму колебания.

Рис 1. Схема действия динамического виброгасителя

Для снижения вибрации применяют также ударные виброгасители маятникового, пружинного и плавающего типов. В них осуществляется переход кинетической энергии относительного движения элементов, контактирующих в энергию. Деформации по распространению напряжений из зоны контакта с элементами взаимодействуют. Вследствие этого энергия распределяется по объему элементов виброгасителей, которые испытывают взаимных ударов и вызывают их колебания. Одновременно образуется рассеивание энергии вследствие действия сил внешнего и внутреннего трения. Маятниковые ударные виброгасители используются для гашения колебаний частотой 0,4−2,0 Гц, пружинные — 2−10 Гц, плавающие — более 10 Гц.

Виброгасители камерного типа предназначены для преобразования пульсирующего потока газа или жидкости на равномерное движение. Такие виброгасители устанавливаются на всасывающей и нагнетательной сторонах компрессоров, на гидроприводах, водопроводах.

Динамическое виброгашение достигается также установлением агрегата на массивном фундаменте (рис 2). Масса фундамента подбирается таким образом, чтобы амплитуда его колебаний не превышала допустимых значений.

Рис 2. Схема фундамента под тяжелые металлообрабатывающие станки: 1 — амортизаторы, 2 — пружины, 3 — фундаментная плита, 4 — станина станка.

Виброизоляция заключается во введении в колеблющуюся систему дополнительной упругой связи, который препятствует передаче вибрации от объекта, вибрирует к основанию смежных конструкций (Рис. 3).

Рис 3. Принципиальная (а) и расчетная (б) схемы виброизоляционной системы: 1 — виброизоляционный объект массой М 1; 2 — виброизолятор с упругостью с и коэффициентом сопротивления в; 3 -виброционный объект, массой М2.

Виброизоляция является единственным эффективным способом уменьшения вибрации, передаваемой на руки от ручного механизированного инструмента. Для этого черенок отделяется от корпуса вибрируемого инструмента, с помощью упругого элемента (Рис. 4).

Рис 4. Виброизоляционный черенок: 1 — черенок 2 — пружина, 3 — подшипник 4 — корпус.

Упругие элементы, вводимые в колеблющуюся систему (виброизоляторы, амортизаторы), могут быть пружинные, резиновые, гидравлические, пневматические и комбинированные (Рис. 5):

Рис 5. Виброизоляционные амортизаторы: а — ребристая резина; б — пружинный амортизатор, запрессованный в резиновую массу; в — комбинированный (пружинно-резиновый) амортизатор.

Комплекс лечебно-профилактических мероприятий защиты от вибрации предусматривает: предварительный и периодические медицинские осмотры; запрет допуска к вибрационным работам лиц моложе 18 лет и имеющих от них противопоказания в состоянии здоровья; лечебную гимнастику и массаж рук, специальные режимы труда и отдыха. Так если допустимо время действия локальной вибрации больше необходимого времени работы за смену, то он должен произвольно распределяться в пределах рабочей смены с соблюдением двух регламентированных перерывов (первая — 20 мин за 1−2 часов от начала работы, вторая — 30 мин через 2 ч после обеденного перерыва) и обеденного перерыва не менее 40 минут. извещатель микроклимат защита вибрация Средства индивидуальной защиты от вибрации по месту контакта работника с вибрационным объектом, делятся: для рук (рукавицы, перчатки, прокладки); для ног (специальная обувь, подследники, ковры, наколенники); для тела (нагрудники, пояса, специальные костюмы).