Предупреждение воздействия шума и вибрации на рабочих местах станочников

Поэтому особое значение имеют  методы оценки виброактивности и

уменьшения уровня вибрации. Эти методы и средства называют виброзащитой.

Для снижения виброактивности  применяют следующие способы  виброзащиты:

1. Снижение виброактивности  в источнике.

2. Динамические гасители  колебаний.

3. Виброизоляция.

4. Виброзащитные устройства.

 

2.5.1 Виброизоляция.

Виброизоляция, защита сооружений, машин, приборов и людей от вредного воздействия вибрации путём введения промежуточных деформируемых элементов  между источником вибрации и защищаемым объектом. Обычно используют пассивную  виброизоляцию. В этом случае виброизоляторами являются промежуточные элементы, деформирующиеся под действием источника вибрации. В ответственных случаях для снижения низкочастотной вибрации вводят активную виброизоляцию. В этом случае деформацией упругих элементов управляет система автоматического регулирования (например, в автомобилях повышенной комфортабельности). Чем ниже частота и больше амплитуда вибрации, тем податливей должны быть амортизаторы. При защите от периодической вибрации демпфирование должно быть слабым; при защите от непериодических воздействий, в том числе от случайной вибрации и одиночных ударов, применяют более сильные демпферы.

При расчете и проектировании виброизоляции исходят из того, что

машину можно установить непосредственно на виброизоляторы и на фунда-мент, располагаемый между  машиной и виброизоляторами. Виброизоляция основана на разделении исходной системы на две части с помощью виброизоляторов, где одна часть называется защищаемым объектом, другая – источником возмущения. Действие виброизоляции сводится к ослаблению связей между источником возбуждения и защищаемым объектом, и тем самым – к уменьшению интенсивности колебаний последнего. При этом целью расчета виброизоляции является определение динамических сил, передающихся от машины через виброизоляторы, значений вибрации последней, а также значений параметров вибрации самой машины или агрегата.

В первом приближении машина – источник возбуждения и фундамент– защищаемый объект, принимаются недеформированными. Виброизоляторы предполагаются как безмассовые линейные элементы, обладающие жесткостью с и внутренним трением материала m. Масса фундамента значительно превышает массу машины, и поэтому он считается защемленным при составлении динамической модели машины, установленной на фундаменте.

На массу одноосного виброизолятора могут воздействовать периодически меняющиеся силы, а также толчки или удары. Она связана пружиной с основанием, такое упругое крепление может выполнять две задачи: уменьшать передаваемые от массы на основание динамические воздействия и защищать ее от колебаний основания.

 

2.5.2 Виброзащитные подставки – амортизаторы

Как известно, металлорежущие станки, электрические машины, агрегаты, приборы, установки, а также неуравновешенные машины устанавливаются на фундаменты, колебания которых нежелательны. Задача заключается в снижении колебания фундамента, где установлена машина. Решение подобной задачи сводится к установке машины на амортизаторы и правильному выбору их конструкции. Например, для электрических машин применяются резинометаллические амортизаторы следующих видов: пластинчатые, пластинчатые с промежуточной массой, амортизаторы типа АКСС, а также пневматические амортизаторы типа АПС. Эти амортизаторы присоединяются к машине и фундаменту металлическими частями, между которыми находится слой резины. Пластинчатые амортизаторы (рис. 2) бывают с обычным (а), наклонным (б) и елочным (в) расположением резинового слоя.

а)   б) в)

Рис. 2

Амортизаторы (рис. 2 б, в) имеют большую грузоподъемность и обладают более высокими виброизолирующими свойствами по сравнению с обычными (рис.2 а).

Амортизаторы с промежуточной  массой (рис.3) более эффективны, чем

пластинчатые амортизаторы. Пластинчатые амортизаторы имеют ряд  недостат-ков: во-первых, по различным осям различают жесткости, во-вторых, отслоение резины от металлической части амортизатора может привести к аварии.

Рис.3

Амортизаторы типа АКСС (рис. 4) более эффективны, чем пластинчатые амортизаторы. Они лишены указанных недостатков. Так, отсоединение резиновой части от металла не приводит к разрушению амортизатора. Частота свободных колебаний машины на амортизаторах составляет около 10-15 Гц при номинальной нагрузке от 10 до 40 кг.

Амортизаторы пневматические превосходят другие известные амортизаторы по грузоподъемности и более эффективны. При выборе типа амортизаторов и схемы их расположения руководствуются следующими положениями:

1. Тяжелые машины устанавливаются  на пластинчатые амортизаторы.

В других условиях в основном используются амортизаторы типа АКСС. Если

машина испытывает вибрационное возмущение, то применяются пневматические амортизаторы.

        2. Центр тяжести амортизирующего крепления выбирается ближе к центру тяжести машины.

3. Из расчета номинальной  нагрузки на каждый амортизатор определяют количество устанавливаемых амортизаторов.

Рис. 4

 

 

2.5.3 Вибродемпфирующая эластомерная пластина

ВЭП созданы для решения задач по обеспечению защиты от вибраций. 

Вибродемпфирующий эластомер  представляет собой сополимерную композицию на основе бутадиен-нитрильных синтетических  каучуков NBR и хлористого винила. Эластомерные вибродемпфирующие пластины выпускаются в соответствии с ТУ 2534-00132461352-2002. Вибродемпфирующие пластины выпускаются в виде рулонного материала толщиной 4 мм шириной 1200 мм, а также в виде плит 700Х700 мм толщиной 10 мм и 20 мм. 

Вибродемпфирующие эластомеры обладают комплексом характеристик:

1. Уровень поглощения колебаний до 85% в диапазоне частот от 2 до 10000 Гц.
2. Рабочая нагрузка пластин ВЭП - не менее 700 тонн/м², что практически в 10 раз выше традиционных волокнистых продуктов и вспененных полиэтиленов и полиуретанов.
3. Объемная несжимаемость - сохранение неизменными формы и свойств на протяжении всего периода эксплуатации.
4. Расчетный срок эксплуатации вибродемпфирущих пластин - не менее 50 лет.
5. Эластомер ВЭП обладают высокими масло- и бензостойкостью, устойчивостью к воздействию щелочей и кислот, стойкостью к озону.
6. Эластомерный материал не подвержен гидролизу.
7. В составе эластомера отсутствуют асбестовые и стеклянные и другие волокна, полиизоцианаты.
8. Разработаны технологии рециклинга эластомеров ВЭП, выводимых из эксплуатации.

Эти характеристики акустических эластомеров при их использовании  позволяют обеспечивать

• комфортные условия жизни и работы людей;
• увеличение срока службы оборудования и строительных конструкций;
• высокую надежность систем;
• простоту монтажа и использования;
• отсутствие выделения в атмосферу помещений пыли, волокон и др. вредных для организма материалов

Сферы применения вибродемпфрующих пластин:

• виброзащита фундаментов зданий и оборудования;
• виброгасящие опоры вентиляционного, насосного и технологического оборудования;
• упругие элементы плавающих полов;
• элементы звукоизолирующих потолков;
• прокладки под лаги пола для снятия ударного шума;
• изоляция вибраций в межэтажных перекрытий;
• виброзащитная отделка помещений лифтового хозяйства;
• акустические элементы киноконцертных залах и музыкальных студиях.

 

2.5.4 Примеры применения ВЭП

Виброзащита обеспечивается за счет резко отличающихся друг от друга сред (бетон-эластомер-бетон) по динамическому модулю упругости (примерно в 100 раз), т.к. процесс передачи колебаний по конструкциям становиться  затруднительным из-за большого внесенного затухания. Также снятие вибрации от механизмов происходит путем установки  пластин непосредственно под  фундамент оборудования.

Динамические характеристики эластомерных вибродемпфирующих пластин  позволяют применять материал в  качестве звукоизоляционных слоев  междуэтажных перекрытий с плавающими полами. При нагрузке на слой пластин  более 200 кг/м² индексы улучшения изоляции ударного шума повышаются до значений 22 дБ.

 Способы применения  вибродемпфирующих эластомерных  пластин можно увидеть в приложении.

 

 

Расчет затрат на реализацию (внедрение) разработки.         

Для виброизоляции одного станка.

Для реализации   мероприятия (применение вибродемпфирующей эластомерной пластины) требуется закупить следующие  материалы:

1.  Рулонное полотно  1200 х 4мм (5м)

Расчет  стоимости материалов 

Наименование материала	Количество, ед	Цена, руб./м2	Сумма,     руб.
1. Рулонное полотно 1200 х 4мм	5 м	2230,00	11150,00
3. Прочее			500
ИТОГО  (С матер)			11650,00

 

 

 

 

 

 

 

 

2.6 СРЕДСТВА ВИБРОЗАЩИТЫ ЧЕЛОВЕКА-ОПЕРАТОРА

2.6.1 Защита человека от вибрации

Действие вибрации на организм человека определяется следующими показателями: интенсивностью, спектральным составом, направлением действия и длительностью воздействия.

Интенсивность вибрации характеризуется  амплитудными значениями, виброперемещения, виброскорости или виброускорения, определяемые на рабочем месте. По способу передачи на человека вибрация подразделяется на общую и локальную. Общая вибрация возникает в результате действия механических колебаний через основание, фундамент и конструкции оборудования. Локальная вибрация передается на руки рабочего-оператора через органы управления. В случае контакта человека с вибрирующими объектами, воздействие вибрации на работающих приводит к повышению утомляемости, снижению производительности и качества их труда, а также развитию профессионального заболевания – вибрационной болезни.

Так, внешнее воздействие  с частотой меньше 0,7 Гц на организм человека вызывает нарушения равновесия (“морская болезнь”). Инфразвуковые волны меньше 16 Гц угнетают центральную нервную систему, вызывают чувства тревоги, страха. При частоте 6...7 Гц инфразвуковые волны, вовлекая в резонанс внутренние органы и систему кровообращения, способны вызвать травмы, разрыв артерий, смерть. От воздействия производственной вибрации происходит изменение функционального и физиологического состояния организма человека. Исследования показали, что собственная частота внутренних органов человека составляет – 3...6 Гц; плечевого пояса, бедер и головы относительно опорной поверхности (стоя) – 4...6 Гц; головы относительно плеч (положение сидя) – 25...30 Гц. Исходя из этих данных при определении длительности воздействия вибрации на оператора руководствуются санитарными нормами по ограничению вибрации, установленными Минздравом РФ. При работе операторов с ручными вибромашинами нормируются допустимые среднеквадратические значения виброскорости. Кроме того, при определении действия вибрации на организм человека также нормируется вибрация по направлениям, т.е. по координатным осям ХУZ.

Защита людей, работающих на производстве и в транспорте от вибрации и шума, в целях снижения числа случаев заболеваний вибрационной болезнью является актуальной проблемой общегосударственного уровня.

 

 

2.6.2 Принципы проектирования средств виброзащиты

Действие систем виброзащиты  человека-оператора основано на их способности локализовать, ослабить вибрацию на пути ее распространения  от источника к поверхностям контакта и участкам тела оператора. Такие системы могут обеспечивать как коллективную, так и индивидуальную защиту. По принципу действия они подразделяются на виброизолирующие устройства и динамические гасители. И те, и другие могут обеспечивать локальную виброзащиту человека-оператора, т.е. снизить уровни контактной вибрации, не изменяя вибрационных характеристик источника. Однако, применение динамических гасителей здесь ограничено, так как объектом виброзащиты является человек-оператор, и изменение его вибрационного состояния присоединением дополнительных устройств возможно лишь косвенное, через промежуточные элементы, на которых расположены поверхности контакта. Динамические гасители обычно снижают вибрацию в местах их крепления, а в других частях защиты она может даже возрастать. Препятствием для их применения в ряде случаев служат также требования эргономики, габаритные и другие ограничения.

В условиях машиностроительного  предприятия более приемлемыми являются системы виброзащиты операторов, основанные на использовании методов пассивной или активной виброизоляции. Встраивание виброизоляторов в человеко-машинные системы видоизменяют схемы передачи вибрации от источника к оператору. Средствами коллективной защиты (СКЗ) становятся виброизолирующие устройства, присоединяемые к передаточным элементам, так что опорная поверхность смещается на них. Если же такие устройства являются частью специальной одежды человека-оператора и при выполнении им работы размещаются между участками его тела и опорной поверхностью, то они выполняют роль средств индивидуальной защиты от вибрации.