Вибрация, ее воздействия на человека и методы защиты

Для снижения вибраций на пути распространения применяют: виброизоляцию, виброгашение, вибродемпфирование.

Виброизоляция:

В инженерной практике одной  из действенных мер по уменьшению вибраций на пути её распространения  от источника вибраций является виброизоляция. Виброизоляция бывает пассивной и активной.

Виброизоляция называется активной, если для ее уменьшения используется дополнительный источник энергии.

Пассивная виброизоляция  применяется, если требуется защитить рабочее место от колебаний вибрирующих  машин или защитить остальные  машины от колебаний неуравновешенных. Виброизоляция ослабляет передачу колебаний от источника на основание, пол, рабочее место ит.д. за счет устранения между ними жестких связей и установки упругих элементов (виброизоляторов).

В качестве виброизоляторов применяют: стальные пружины или рессоры, прокладки из резины, войлока, а также резинометаллические, пружинно-пластмасовые и пневморезиновые конструкции, использующие упругие свойства материалов и воздуха и т.д.

Принцип пассивной виброизоляции  хорошо видно на примере виброизоляции  неуравновешенной машине массой М с  эксцентриком массой m на расстоянии R от оси вращения.

Для виброизоляции машины установлены пружинные виброизоляторы. Под действием силы пружины деформируются, и в пружинах возникает сила упругости.

Эффективность виброизоляции  будет тем выше, чем меньшая  динамическая сила передается на основание, т.е. чем меньше (сила возмущения F уравновешивается силой инерции от массы М)

Эффективность пассивной  виброизоляции оценивается коэффициентом  передачи м, который показывает какую долю динамической силы, возбуждаемой машиной, передают амортизаторы на основание:

Пружинные виброизоляторы широко применяют в машинах и механизмах. Они обладают высокой виброизолирующей способностью и долговечностью (м=1/90…1/60). Однако из-за небольшого внутреннего трения стальные пружинные виброизоляторы плохо рассеивают энергию колебаний, поэтому затухание колебаний происходит не мгновенно, а за 15-20 периодов, что не всегда целесообразно при использовании машин, работающих в кратковременном режиме (краны, экскаваторы и т.д).

Пружинные амортизаторы в  основном используют для виброизоляции  бетоноукладчиков, вентиляторов, двигателей внутреннего сгорания, бетоносмесителей и т.д.

Пружинные амортизаторы в  сочетании с гидроамортизаторами (комбинированные) находят широкое применение и для виброизоляции кабин управления экскаваторов, бульдозеров и т.д.

Для уменьшения времени затухания  колебаний применяют резиновые  виброизоляторы, в которых большое внутреннее трение (коэффициент неупругого сопротивления 0,03-0,25). Однако виброизолирующая способность резиновых виброизоляторов меньше чем пружинных (м=1/5…1/20).

Динамические гасители вибрации наиболее эффективно применяются для  уменьшения вибрации машин со стабильной частотой колебаний (насосов, турбогенераторов, силовых установок и т.д.). Работа виброгасителя сводится к следующему. Виброгаситель массой m и жесткостью К! присоединяется к вибрирующему механизму, колебания которого необходимо погасить (масса механизма М и жесткость К). Колебания механизма под действием возмущающей силы происходят по гармоническому закону F0 * sin щt. Массу и жесткость виброгасителя m и К! подбирают таким образом, чтобы частота собственных колебаний виброгасителя была равна щ = щ0. При этом, в каждый момент времени сила F1 от виброгасителя действует против силы F (виброгаситель входит в резонансные колебания, а колебания механизма массой М уменьшаются). Виброгашение применяется для снижения колебаний высотных объектов (теле- и радиоантенны, дымовые трубы, памятники). Частота собственных колебаний виброгасителей подбирается таким образом, чтобы она совпадала с частотой пульсации ветровой нагрузки. Недостатком применения динамических гасителей является то, что они позволяют снизить вибрацию только на одной частоте.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Заключение

Человек и окружающая его  среда гармонично взаимодействуют  и развиваются лишь в условиях, когда потоки энергии, вещества и  информации находятся в пределах, благоприятно воспринимаемых человеком  и природной средой. Любое превышение привычных уровней потоков сопровождается негативными воздействиями на человека и/или природную среду. В естественных условиях такие воздействия наблюдаются  при изменении климата и стихийных  явлениях.

В условиях техносферы негативные воздействия обусловлены элементами техносферы (машины, сооружения и т.п.) и действиями человека. Изменяя величину любого потока от минимально значимой до максимально возможной, можно пройти ряд характерных состояний взаимодействия в системе «человек - среда обитания»:

- комфортное (оптимальное), когда потоки соответствуют оптимальным  условиям взаимодействия: создают  оптимальные условия деятельности  и отдыха; предпосылки для проявления  наивысшей работоспособности и  как следствие продуктивности  деятельности; гарантируют сохранение  здоровья человека и целостности  компонент среды обитания;

- допустимое, когда потоки, воздействуя на человека и  среду обитания, не оказывают  негативного влияния на здоровье, но приводят к дискомфорту,  снижая эффективность деятельности  человека. Соблюдение условий допустимого взаимодействия гарантирует невозможность возникновения и развития необратимых негативных процессов у человека и в среде обитания;

- опасное, когда потоки  превышают допустимые уровни  и оказывают негативное воздействие  на здоровье человека, вызывая  при длительном воздействии заболевания,  и/или приводят к деградации  природной среды;

- чрезвычайно опасное, когда потоки высоких уровней за короткий период времени могут нанести травму, привести человека к летальному исходу, вызвать разрушения в природной среде.

Из четырех характерных  состояний взаимодействия человека со средой обитания лишь первые два (комфортное и допустимое) соответствуют позитивным условиям повседневной жизнедеятельности, а два других (опасное и чрезвычайно  опасное) - недопустимы для процессов  жизнедеятельности человека, сохранения и развития природной среды.

Взаимодействие человека со средой обитания может быть позитивным или негативным, характер взаимодействия определяют потоки веществ, энергий  и информаций.

 

 

Список используемой литературы

1. «Охрана труда от  «А» до «Я»» С.А. Андреев,  О.С. Ефремова, М. 2006 г.

2. «БЖД» Б.И. Зотов, В.И.  Курдюмов, М. КолосС 2004 г.

3. «БЖД» С.В. Белов, М.  Высш. шк. 2002 г.

4. «БЖД в сельскохозяйственном  производстве» В.С. Шкрабак, М. КолосС 2004 г.