Производственная вибрация

Для общей вибрации нормы  вибрационной нагрузки на оператора установлены для категорий вибрации и соответствующих им критериям оценки.

При гигиенической оценке вибраций нормируемыми параметрами  являются средние квадратичные значения виброскорости v (и их логарифмические уровни Lv) или виброускорения для локальных вибраций в октавных полосах частот, а для общей вибрации – в октавных или третьоктавных полосах. Допускается интегральная оценка вибрации во всем частотном диапазоне нормируемого параметра, в том числе по дозе вибрации D с учетом времени воздействия.

Для общей технологической  вибрации (категория 3, тип "В"), передающейся на рабочие места в складах, столовых, бытовых, дежурных и других производственных помещениях, где нет генерирующих вибрацию машин, нормой вибрационной нагрузки являются указанные в табл.8.2 и 8.6 нормы, значения которых умножаются на 0,4, а уровни – уменьшаются на 8 дБ.

Для общей и локальной  вибрации зависимость допустимого  значения виброскорости от времени фактического воздействия вибрации, не превышающего 480 мин (8-ми часовой рабочий день), определяется по формуле:

где – допустимое значение виброскорости для длительности воздействия 480 мин.

Методы снижения вибраций

Методы борьбы с вибрацией  базируются на анализе уравнений, описывающих  колебания машин и агрегатов в производственых условиях. Эти уравнения сложны, т.к. любой вид технологического оборудования (так же как и его отдельные конструктивные элементы) является системой со многими степенями подвижности и обладает рядом резонансных частот.

Для простоты анализа будем считать, что на систему воздействует переменная возмущающая сила, изменяющаяся по синусоидальному закону. Тогда уравнение колебаний этой системы будет иметь вид:

 (1)

где m – масса системы;

q – коэффициент жесткости системы;

Х – текущее значение вибросмещения;

 – текущее значение виброскорости;

 – текущее значение виброускорения;

 – амплитуда вынуждающей силы;

 – угловая частота вынуждающей силы.

Общее решение этого  уравнения содержит два слагаемых: первый член соответствует свободным  колебаниям системы, которые в данном случае являются затухающим из-за наличия в системе трения; второй – соответствует вынужденным колебаниям. Главная роль – вынужденные колебания.

Выражая вибросмещение  в комплексном виде 

 и подставив соответствующие значения и в формулу (1) найдем выражения для соотношения между амплитудами виброскорости и вынуждающей силы: 

 (2)

Знаменатель выражения (2) характеризует сопротивление, которое  оказывает система вынуждающей переменной силе, и называется полным механическим импедансом колебательной системы. Величина составляет активную, а величина – реактивную часть этого сопротивления. Последняя состоит из двух сопротивлений – упругого и инерционного – .

Реактивное сопротивление  равно нулю при резонансе, которому соответствует частота . При этом система оказывает сопротивление вынуждающей силе только за счет активных потерь в системе. Амплитуда колебаний на таком режиме резко увеличивается.

Таким образом, из анализа  решения уравнения (2) вынужденных  колебаний системы с одной степенью свободы следует, что основными методами борьбы с вибрациями машин и оборудования являются:

1. снижение вибраций воздействием на источник возбуждения (посредством снижения вынуждающих сил);
2. отстройка от режима резонанса путем рационального выбора массы или жесткости колеблющейся системы;
3. вибродемпфирование – увеличение механического импеданса колеблющихся конструктивных элементов путем увеличения диссипативных сил при колебаниях с частотами, близкими к резонансным;
4. динамическое виброгашение – присоединение к защищаемому объекту систем, реакции которых уменьшают размах вибраций объекта в точках присоединения систем;
5. вибропоглощение – снижение вибрации путем усиления в конструкции процессов внутреннего трения, рассеивающих виброэнергию в результате необратимого преобразования ее в теплоту;
6. виброизоляция – установка между источником вибрации и объектом защиты упругодемпфирующего устройства – виброизолятора – с малым коэффициентом передачи.