практика. Условий труда
 Скачать 1.75 Mb.
|
|
Характеристики, оценка и нормирование параметров вибрации Общая вибрация нормируется в октавных полосах со среднегео- метрическими частотами от 0,8 до 80 Гц и в 1/3 октавных полосах со среднегеометрическими частотами 0,8; 1,0; 1,25; 1,6; 2,0; 2,5; 3,15; 4,0; 5,0; 6,3; 8,0; 10,0; 12,5; 16,0; 20,0; 25,0; 31,5; 40,0; 50,0; 63,0; 80,0 Гц. Характеристики локальной вибрации нормируются в октавных полосах со среднеквадратическими частотами 8, 16, 31,5, 63, 125, 250, 500, 1000 Гц. Нормируются характеристики всех видов вибрации в направле- нии трех ортогональных осей координат х, у, z (z – вертикальная ось; х, у – горизонтальные оси). Предельно допустимые уровни виброускорения общей и локаль- ной вибрации представлены в табл. 1 и табл. 2 [2]. При частотном (спектральном) анализе нормированным пара- метрам вибрации является измеряемое в октавных или 1/3 октавных полосах частот среднее квадратическое значение виброускорения или ее логарифмический уровень (L a ). При интегральной оценке по частоте нормируемым параметром является корректированное значение виброускорения (U) или ее ло- гарифмический уровень (L u ), измеряемый с помощью корректирую- щих фильтров или вычисляемый по формулам: ∑ = ⋅ = N i i K i U U 1 2 ) ( ; (2) ∑ = + = N i L L g и ki ui L 1 ) ( 1 0 10 101 , (3) 64 где U i , L ui – средние квадратические значения виброускорения или ее логарифмические уровни в i-й частотной полосе, м/с 2 ; n – число октавных полос в нормируемом частотном диапазоне; К i , L ki – весовые коэффициенты для i-й частотной полосы соответ- ственно для абсолютных значений или их логарифмических уровней. Значения для весовых коэффициентов приведены для локальной и общей вибраций с учетом направления действия (Z o , X o , Y o ) в [12]. При интегральной оценке вибрации с учетом времени ее воздей- ствия по эквивалентному (по энергии) уровню нормируемым пара- метром является эквивалентное корректированное значение виброу- скорения (U экв ) или ее логарифмический уровень (L экв ), измеренное или рассчитанное по формуле: ; 2 1 T t U U i i n i экв ∑ = = (4) ) 1 1 , 0 10 1 ( 1 10 i t n i i l Т g Lээк ⋅ ∑ = ⋅ ⋅ = , (5) где U i – корректированные по частоте значения контролируемых па- раметров виброускорения (а, L a ), м/с², действующих в течение време- ни t i ; t i – время действия вибрации в i-ом интервале, ч; n – общее число интервалов действия вибрации; ; 1 ∑ = = n i Т t i – общее время действия вибрации, ч. Нормирование вибраций проводится во всех трех направлениях (X, Y, Z), всех остальных – только в горизонтальных (X, Y) (рис. 1). Показателями вибрационной нагрузки на тело человека являются: - виброускорение; - диапазон частот; - время воздействия вибрации. Предельно допустимые уровни виброускорения вибраций ло- кальной и общей представлены и приведены в таблице 1 и таблице 2. 65 Таблица 1 Предельно допустимые уровни виброускорения вибрации локальной на рабочих местах Предельно допустимые уровни виброускоре- ния, дБ, по осям X л , Y л , Z л в октавных поло- сах со среднегеометрическими частотами, Гц Наиме- нование показа- теля 8 16 31,5 63 125 250 500 1000 Корректированные и эквивалентные корректированные значения и их уровни Вибра- ция ло- кальная 123 123 129 135 141 147 153 159 126 Таблица 2 Предельно допустимые уровни виброускорения вибрации общей на рабочих местах Предельно допустимые уровни виброускорения, дБ, по осям Х 0 , Y 0 , Z 0 в октавных или 1/3 октавных полосах частот В 1/3 октаве В 1/1 октаве Среднегеометрические частоты, Гц Z 0 X 0 Y 0 Z 0 X 0 Y 0 1 2 3 4 5 0,8 117 107 - - 1,0 116 107 121 112 1,25 115 107 - - 2,0 113 107 118 113 2,5 112 109 - - 3,15 111 111 - - 4,0 110 113 115 118 66 Окончание таблицы 2 1 2 3 4 5 5,0 110 115 - - 6,3 110 117 - - 8,0 110 119 116 124 10,0 112 121 - - 12,5 114 123 - - 16,0 116 125 121 130 20,0 118 127 - - 25,0 120 129 - - 31,5 122 131 127 136 40,0 124 133 - - 50,0 126 135 - - 63,0 128 137 133 142 80,0 130 139 - - Корректированные и эквивалентные коррек- тированные уровни виброускорения - - 115 112 Методы защиты от вибрации Для обеспечения вибрационной безопасности труда имеется ком- плекс мероприятий и средств защиты. Основными составляющими это комплекса являются технические методы и средства борьбы с вибрацией в источниках ее возникновения и на путях ее распростра- 67 нения к рабочему месту (или в точке контакта с человеком), а также организационные мероприятия [22, 24]. Технические методы и средства борьбы с вибрацией главным об- разом направлены на изменение ее интенсивности, воздействующей на человека. При этом критерием эффективности служит степень до- стижения нормативов вибрации, установленных для конкретных ра- бочих мест. По организационному признаку методы виброзащиты подразде- ляются на коллективную и индивидуальную виброзащиту. По отношению к источнику возбуждения вибрации методы кол- лективной защиты подразделяются на методы, снижающие парамет- ры вибрации: - воздействием на источник возбуждения; - на путях ее распространения от источника возбуждения. По виду реализации методы, снижающие передачу вибрации при контакте оператора с вибрирующим объектом, предусматривают: - использование дополнительных устройств, встраиваемых в кон- струкцию машины и в строительные конструкции (виброизоляция, динамическое виброгашение); - изменение конструктивных элементов машин и строительных конструкций; - использование демпфирующих покрытий; - антифазную синхронизацию двух или нескольких источников возбуждения вибрации; - организационные мероприятия, состоящие в ограничении време- ни работы во вредных условиях, включение в график работы микропа- уз, технологических процедур, не связанных с воздействием вибрации. Эффективность защиты от вибрации можно оценить по простой формуле: 0 0 a a a K − = , (6) где: а 0 – амплитуда виброускорения системы без защиты, а – амплитуда виброускорения при наличии защиты. 68 СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Экспериментальная часть Лабораторная работа состоит в проведении измерения уровня общей вибрации и включает следующие этапы: • определение фактической амплитуды виброускорения; • определение уровня виброускорения; • оценка соответствия моделируемых условий санитарным нормам. Описание лабораторного стенда Стенд смонтирован на лабораторном столе и состоит из: низко- частотного генератора 3, виброметра 2, объекта виброизоляции 4 с вибропреобразователем и вибростенда 5, установленного на подстав- ке 6 (рис. 2). Генератор подключается к системе возбуждения колеба- ний вибростенда. Р и с. 2. Лабораторный стенд: 1 – лабораторный стол; 2 – виброметр; 3 – генератор низкочастотных сигналов; 4 – установочная площадка с вибропреобразователем; 5 – вибро- стенд; 6 – подставка для вибростенда 69 Справа на рис. 2 показан способ установки ориентации датчика относительно осей системы координат для измерения вибрации в различных направлениях Генератор формирует низкочастотный синусоидальный сигнал заданной частоты и амплитуды, в результате чего на вибростенде возбуждаются механические колебания. Изменяя положение вибро- стола (рис. 2), можно смоделировать любое направление воздействия вибрации (рис. 1). Схема вибростенда приведена на рис. 3. Р и с. 3. Вибростенд: 1 – разъемный корпус; 2 – штурвал; 3 – горизонтальная пла- стина; 4 – плоские пружины; 5 – резиновая прокладка; 6 – установочная площадка с вибро- преобразователем ДН-3-М1; 7 – вибростол; 8 – катушка возбуждения; 9 – постоянный маг- нит; 10 – основание корпуса; 11 – магнитопроводящий корпус Он имеет электромагнитную систему возбуждения вибраций и со- стоит из защитного разъемного корпуса 1, в котором установлен маг- нитопроводящий корпус 11. Постоянный магнит 9 прикреплен к маг- нитопроводящему корпусу 11 и входит в цилиндрическое отверстие вибростола 7. Вибростол 7 изготовлен из алюминиевого сплава и за- 70 креплен с помощью плоских пружин 4 на горизонтальной пластине 3, установленной на основание корпуса 10. Вибростол имеет катушку возбуждения 8 и установочную магнитопроводящий корпус 11. За- щитная резиновая прокладка 5 закреплена на верхней части разъемно- го корпуса 1. Разъемный корпус 1 установлен с помощью полуосей на основании корпуса 10 и имеет возможность вращения вокруг горизон- тальной оси, что обеспечивает направление воздействия вибрации по координатным осям X, Y, Z (рис. 2). Фиксация разъемного корпуса 1 осуществляется с помощью штурвалов 2. Объект виброизоляции представляет собой устройство, которое обеспечивает установку пластины с вибропреобразователем на трех взаимно перпендикулярных плоскостях. Также можно изменять мас- су объекта, за счет установки на нем дополнительных металлических пластин. Виброзащитный модуль представляет собой устройство, состоя- щее из двух параллельных пластин, между которыми установлены виброизоляторы или виброизолирующая прокладка. В качестве виб- роизоляторов применяются витые пружины с различным диаметром проволоки, плоские пружины и пластины различной массы. В качест- ве виброизолирующей прокладки используется пенополиуретан. Низкочастотный генератор показан на рис. 4. Он формирует сиг- нал синусоидальной формы частотой в диапазоне 10 – 1900 Гц и по- зволяет установить амплитуду и частоту сигналов. Виброметр ВВМ-201 предназначен для измерения параметров вибрации (виброскорости и виброускорения) работающего оборудо- вания в лабораторных и производственных условиях. В комплект виброметра ВВМ-201 входят: вибропреобразователь пьезоэлектрический виброизмерительный ДН-3-М1 и измерительный прибор. Съём информации о вибрации осуществляется с помощью вибропреобразователя, который преобразует механические колебания в электрические сигналы, пропорциональные ускорению колеблюще- гося объекта. Затем этот сигнал подается на измерительный прибор, который согласует, усиливает, нормирует и измеряет его. 71 Р и с. 4. Низкочастотный генератор: 1 – плавная регулировка частоты; 2 – пере- ключатель диапазонов частоты (кратность диапазона частот: х1, х10, х100); 3 – корпус; 4 – цифровой индикатор частоты; 5 – индикатор перегрузки; 6 – разъем для подключения вибростенда; 7 – элементы корпуса; 8 – плавная регулировка амплитуды (коэффициента уси- ления) Рабочие условия применения виброметра: • Частота вибрации не более 30 Гц; • Максимальное ускорение 10 м/с 2 ; • Длительность импульса 10 – 12,5 мс. Технические характеристики виброметра: • Полоса частот измерения: 1. Виброускорения от 2 до 4000 Гц; 2. Виброскорости от 2 до 2800 Гц. • Диапазон измерений: 1. Виброускорения – от 0,1 до 1000 м/с 2 ; 2. Виброскорости от 0,5 до 1000 м/с 2 ; • Время установления рабочего режима виброметра не более одной минуты. • Пределы допускаемой и относительной погрешностей виброу- скорения и виброскорости в диапазоне частот от 2 до 1000 Гц в сред- нем составляют 10-15 %. 72 Измерительный прибор виброметра ВВМ-201 показан на рис. 5. Р и с. 5. Измерительный прибор виброметра ВВМ-201: 1 – индикатор цифро- вой жидкокристаллический; переключатели: 2 – включение / выключение прибора; 3 – включения индикации напряжения батарей (не используется при выполнении работы); 4 – режим измерения а/V (виброускорение – кнопка не нажата, виброскорость – кнопка нажа- та); 5 – режим τ / S, выбор постоянной времени измерения 1 или 10 секунд; 6, 7 – кнопка «ДИАПАЗОН» «<>», для последовательного переключения диапазонов измерения в сторону уменьшения или увеличения чувствительности соответственно Порядок выполнения работы Для выполнения работы на собранном стенде необходимо: Получить задание у руководителя (устно или письменно), в кото- ром указывается наименование рабочего места, которое оценивается по параметрам вибрации, тип вибрации, уровень вибрации: а) наименование рабочего места – заточник, тип вибрации - ло- кальная, 8 часовой рабочий день, уровень вибрации (исходные дан- ные 128 дБ или измеренные прибором); б) наименование рабочего места – станочник широкого профи- ля, тип вибрации – общая, 8 часовой рабочий день, уровень вибрации (исходные данные 119 дБ или измеренные прибором); в) наименование рабочего места – фрезеровщик, тип вибрации - Вкл Вкл > < τ /S a/V ` 1 7 6 5 3 2 4 73 общая, 12 часовой рабочий день, уровень вибрации (исходные дан- ные 114 дБ или измеренные прибором); г) наименование рабочего места – расточник, тип вибрации - локальная, 8 часовой рабочий день, уровень вибрации (исходные данные 109 дБ или измеренные прибором); д) наименование рабочего места – слесарь, тип вибрации - об- щая, 12 часовой рабочий день, уровень вибрации (исходные данные 118 дБ или измеренные прибором). • Диапазон изменения частоты колебаний, создаваемый низко- частотным генератором (1-0 значение из стандартизованного ряда среднегеометрических частот: 2, 4, 8,16; поз. 1, рис. 4). Установить на панели низкочастотного генератора (рис. 4): • Переключатель диапазонов частоты поз. 2 в положение «х1»; • Ручку регулировки амплитуды поз. 8 в среднее положение. Внимание: если в процессе работы на генераторе загорается ин- дикатор «ПЕРЕГРУЗКА» поз. 5, то его необходимо отключить, уста- новить меньшее значение амплитуды и после 15 секундной паузы включить генератор снова. Установить на панели измерительного прибора виброметра (рис. 5): • Переключатель режима измерения «а/V» поз.4 в положения виброускорения (кнопка не нажата); • Переключатель выбора постоянной времени измерения « τ /S» поз. 5 в положение «S» (кнопка нажата). Внимание: Все остальные переключатели поз. 3, 6, 7 находятся в исходных (отжатых) положениях. Для последовательного переключе- ния диапазонов измерения в сторону уменьшения или увеличения чув- ствительности пользоваться кнопками «ДИАПАЗОН» поз. 6 и поз. 7. Включить: • Измерительный прибор виброметра, кнопкой «ВКЛ» поз. 2, рис. 5. • Низкочастотный генератор, переключателем на задней панели. Ручкой плавной регулировки частоты низкочастотного генерато- 74 ра поз. 1, рис. 4 установить по цифровому индикатору значение час- тоты, заданное преподавателем. Записать результаты измерений: • Фактически установленное значение частоты колебания с по- казания цифрового индикатора поз. 4, рис. 4. • Амплитуду виброускорения с цифрового индикатора поз. 1, рис. 5 (время получения стабильного значения порядка 10 – 15 с., мм/с). Отключить низкочастотный генератор и измерительный прибор виброметра. По формуле (5) определить значение уровня виброускорения в дБ, при этом осуществить перевод единиц измерения амплитуды виб- роускорения с мм/с² на м/с². Сравнить полученные значения уровня виброускорения с норма- тивным значением для заданной категорией общей вибрации и опре- делить класс (подкласс) условий труда. Сделать вывод о состоянии вибрации на конкретном рабочем месте. Заполнить протокол исследования характеристики вибрации ра- бочего места (Приложение 5), оформить отчет. Примечание. Отнесение условий труда по классу (подклассу) условий труда при воздействии виброакустических факторов оценивать по данным Приложения 5 (табл. П5). Контрольные вопросы 1. Какие физические параметры характеризуют вибрацию. 2. Каковы причины возникновения вибрации. 3. Классификация вибраций. 4. В чем опасность воздействия общей и локальной вибрации на человека. 5. По каким параметрам оценивается воздействие вибрации на человека. 6. Категории общей вибрации, нормирование. 7. Какие существуют способы защиты и снижения вибрации. 8. В чем физический принцип виброизоляции и виброгашения. 75 ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 14 ОЦЕНКА СОСТОЯНИЯ УСЛОВИЙ ТРУДА ПО ПАРАМЕТРУ «ШУМ» Ц е л ь р а б о т ы – специальная оценка условий труда рабочих мест по параметрам шума. Ц е л ь д о с т и г а е т с я – изучением метода измерения и нор- мирования шума, исследованием параметров шума на рабочем месте с использованием соответствующего лабораторного оборудования сопоставлением и установлением совпадения значения с норматив- ным фактором производственной среды. ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ Классификация шумов Шум – совокупность звуков различной частоты и интенсивности, оказывающих на человека отвлекающее, раздражающее или вредное воздействие. С позиций физики шум (звук) – это акустические про- дольные волны в диапазоне слышимых частот 20Гц – 20кГц, характе- ризующиеся перепадом давления |