Opće industrijske vibracije: klasifikacija, vrste i njihova interakcija

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Zadnja izmjena: 2023-12-17 10:20

Vibracije proizvodnje predstavljaju opasnost kako za zdravlje ljudi tako i za građevinske konstrukcije, procesnu opremu. Pod uticajem mehaničkih vibracija ubrzava se habanje mašina, smanjuje se vremenski period između njihovih popravki, a smanjuje se tačnost mernih instrumenata i kontrolne opreme. Prenošene kroz čvrste temelje, vibracije utiču i na druge, neproizvodne prostorije i osoblje za održavanje. Procjena štetnih fluktuacija uključena je u sistem sanitarno-higijenske procjene uslova rada.

Opći koncept

Proizvodna vibracija nastaje kao rezultat mehaničkih vibracija radnih mašina, kretanja fluida i drugih neuravnoteženih uticaja. Povećan nivo vibracija negativno utiče na zdravlje ljudi, smanjujući njegove performanse, a uz produženo izlaganje izaziva profesionalna oboljenja. Stoga su pitanja borbe protiv mehaničkih vibracija u sanitaciji od posebne važnosti.

Vibracija se može prenijeti na osobu i direktno kroz kontakt sa opremom ili alatom,a indirektno - kroz elemente industrijskih prostorija. Zahtjevi za kontrolu ovog nepovoljnog faktora i njegove najveće dopuštene vrijednosti utvrđeni su u nizu regulatornih dokumenata (SN 2.2.4-2.1.8.566-96, SP 1102-73, GOST 12.1.012-2004, SanPiN 2.2. 4.3359-16 i drugi).

Pregledi

Klasifikacija industrijskih vibracija se vrši prema nekoliko kriterijuma:

1. Po lokalizaciji:

• General. Takva vibracija utiče na nervni, mišićno-koštani, kardiovaskularni sistem, gastrointestinalni trakt (bol u stomaku ili u donjem epigastričnom regionu). Kod dužeg izlaganja može nastati bolest vibracija - neizlječiva patologija.
• Lokalno (lokalno), prenosi se na udove osobe kada se odmara na vibrirajućoj površini.

2. Po porijeklu:

• Za lokalne fluktuacije: od alata na ručni ili bez pogona.
• Za opću vibraciju: Kategorija I, II i III (opisano ispod).

3. Smjer u prostoru: X, Y, Z-oscilacije. Najopasnije su one koje su usmjerene duž ose tijela.

4. Spektar:

• Uskopojasni (nivo vibracija jedne trećine oktave koju treba kontrolisati je 15 dB viši nego u susjednim dijelovima iste širine).
• Broadband (njihov spektar je kontinuiran za više od 1 oktave).

5. Učestalost:

• Niskofrekventni (<4 i <16 Hz za opšte i lokalne vibracije respektivno).
• Srednja frekvencija(<16 i <63 Hz); o visoke frekvencije (<63 i <1000 Hz respektivno).

6. Po trajanju:

• Permanentno.
• Periodično (fluktuirajuće, povremeno, impulsivno).

Vrste opštih industrijskih vibracija

Opšte vibracije prema izvoru su podijeljene u 3 tipa:

1. Transport (mašine kao što su traktori, minski transport, kombajni, kamioni, snježne mašine su im najosjetljivije);
2. Transportno-tehnološki (javljaju se pri kretanju po površini industrijskih prostorija - bageri, dizalice, mašine za punjenje podova za utovar punjenja u peći, vozni park za izgradnju i popravku pruge, betonski popločači i druga oprema).
3. Tehnološka, koja proizilazi iz stacionarne opreme (mašine, prese, pumpe, ventilatori, bušaće, hemijske i petrohemijske instalacije i ostalo).

Karakteristike

Glavni indikatori koji opisuju različite vrste industrijskih vibracija su sljedeći:

• Kružna frekvencija (broj oscilacija u sekundi). Prilikom mjerenja vibracija, spektar vibracija se dijeli na frekvencijske pojaseve, za svaki od kojih se procjenjuje intenzitet. Za to se koriste oktavni filteri, čija je nominalna širina pojasa jednaka jednoj oktavi.
• Amplituda (maksimalno odstupanje) kretanja vibracije.
• Najveća ili efektivna vrijednost brzine i ubrzanja vibracije.

Izvori

Proizvodni izvori vibracija, prema vrsti općih vibracija, uključuju:

• uskopojasni - građevinska vozila, tramvaji, traktori, kombajni, tramvaji, vagoni i lokomotive;
• poliharmonične (mijenjaju se prema periodičnom zakonu) - mašine za obradu metala i drveta, motori sa unutrašnjim sagorevanjem, hidraulične turbine i generatori, kompresori, tekstilne mašine, vibro transporteri;
• nasumični i poliharmonični – mašine za bušenje, dizalice, čekići i bušilice za kamen, mašine za iskopavanje zemlje i uglja.

Lokalnu vibraciju generiraju instrumenti kao što su:

• rotacioni (brusilice i polirke, motorne testere);
• rotacijski udarni ključevi;
• udarni (čekići, zakivci);
• udarni rotacijski (mehanizirani rudarski alati, bušilice);
• pritiskom (makaze sa više od 500 poteza u minuti).

Sjekači metala, zakivci, sjekači, brusilice i drugi radnici izloženi su ovoj vibraciji.

Razlozi

Uzrok vibracija su efekti neuravnotežene sile - povratne ili rotacijske; udarne interakcije u zupčanicima, kotrljajućim ležajevima, ventilima motora i kompresora, radilicama. Mehaničke vibracije se također mogu pojaviti u robotskim postrojenjima i linijama.

Kao faktori dizajna i tehnologije,industrijske prostorije koje izazivaju vibracije, mogu se razlikovati sljedeće:

• nepravilan raspored baza i temelja opreme;
• prekomerna krutost konstrukcija (pričvršćivanje radnih platformi, sedišta, komandi i drugih elemenata);
• dizajn karakteristike opreme;
• tehnološke greške u proizvodnji komponenti (neravnoteža rotirajućih zamašnjaka, vratila, greške u izradi dijelova);
• loša instalacija opreme na licu mjesta;
• povećano opterećenje ili brzina tokom rada;
• Neblagovremeno planirano preventivno održavanje opreme.

Uticaj na ljudsko tijelo

Uticaj industrijskih vibracija na ljudsko zdravlje je složen:

• poremećaji kostiju i zglobova - distrofične lezije kičme (osteohondroza, spondiloza), smanjena gustina kostiju (osteoporoza);
• pogoršanje ćelijskog i humoralnog imuniteta;
• kardiovaskularne bolesti (angiospazma - sužavanje krvnih sudova, poremećena cirkulacija i ishrana tkiva, razvoj venske staze);
• mikrotraumatizacija tkiva;
• smanjena aktivnost enzima antioksidativne odbrane;
• neuropatija.

Uz produženu lokalnu vibraciju, osjeća se utrnulost prstiju, razvijaju se bolesti zglobova i neuroze ekstremiteta. Opća vibracija utiče i na vestibularni aparat, gastrointestinalni trakt, organečula (smanjenje vidne oštrine i sluha) i drugih sistema. Najštetnije su vibracije čija je frekvencija u rasponu od 3-30 Hz, jer su njihove vrijednosti bliske prirodnim vibracijama ljudskih organa (postoji fenomen rezonancije). Vibracije frekvencije od 6-9 Hz mogu uzrokovati rupture unutrašnjih organa.

Jačina uticaja mehaničkih vibracija zavisi od sledećih faktora:

• spektralna kompozicija;
• direction;
• impact site;
• trajanje.

Vibracijska bolest

Sistematski uticaj industrijskih vibracija doprinosi nastanku vibracione bolesti. Izlječiva je samo u ranim fazama. Nakon toga, ako dođe do nepovratnih promjena u unutrašnjim organima, nemoguće ih je riješiti.

Kao subjektivni znakovi, ova patologija se manifestuje u obliku sljedećih simptoma:

• vrtoglavica, glavobolja, bljesak "mušica" u očima;
• pucajući bol u rukama, gori noću;
• utrnulost, hladnoća, bjelina, oticanje prstiju; pečenje, trnci u njima;
• loš san;
• osjećaj gore;
• smanjenje performansi.

Drugi znakovi su također karakteristični:

• hipotenzija;
• zatajenje više organa uzrokovano nedovoljnim opskrbom krvlju (u fazi dekompenzacije);
• smanjeni broj otkucaja srca;
• metabolički poremećaji (hipotireoza i druge patologije);
• smanjenjeosjetljivost;
• angiodistonija;
• patologije muskuloskeletnog sistema (miofibroza, artroza) i druge.

Rationing

Racioniranje vibracija u proizvodnji vrši se kako bi se isključila mogućnost vibracione bolesti kod radnika i zaposlenih. Kontrolisani parametri su regulisani GOST 12.1.012-90, koji sadrži tabele sa restriktivnim vrednostima glavnih indikatora.

Sanitarne norme industrijskih vibracija opšteg i lokalnog tipa normalizovane su u zavisnosti od srednjih geometrijskih vrednosti frekvencije oscilovanja. Postoji nekoliko klasa opasnosti u kojima je moguća pojava vibracione bolesti. Prvi odgovara najminimalnijem nivou (optimalni uslovi rada), na kojem nema kontakta sa opštim i lokalnim vibracijama.

Sanitarno-higijenske mjere za sprječavanje negativnih posljedica od mehaničkih vibracija uključuju atestiranje radnih mjesta, preliminarni i tekući sanitarni nadzor, kontrolu upotrebe lične zaštitne opreme (rukavice za prigušivanje vibracija, obuća).

Metode

Postoji nekoliko metoda za procjenu industrijskih vibracija:

• frekvencija - mjeri se spektar vibracija (srednje kvadratne vrijednosti brzine i ubrzanja vibracije se izračunavaju u punim frekvencijskim opsezima ili 1/3 opsega);
• ukupna (integralna) procjena po frekvenciji (prilagođena vrijednost brzine i ubrzanja vibracije ili njihovi logaritamski indikatori);

integralno, uzimajući u obzir trajanje efekta vibracije za ekvivalentnu vrijednost

Težinski faktori se biraju prema preporukama CH 2.2.4/2.1.8.566-96.

Instrumenti

Merenje mehaničkih vibracija u radnim uslovima vrši se pomoću sledećih instrumenata:

• vibrometri (IShV-1, Assistant, VShV-003, modeli iz Brüel & Kjær i drugi);
• težinski i propusni filteri;
• senzori vibracija (DN serija proizvođača Vibropribor, Brüel & Kjær i drugi);
• mjerači nivoa zvuka (za otkrivanje ekvivalentnih nivoa u uobičajenim frekvencijskim opsezima);
• rekorderi nivoa;
• magnetografi za snimanje vibracija u cilju provođenja frekventne analize, izračunajte ekvivalentni nivo.

Merne tačke se biraju na površinama u kontaktu sa ljudskim telom. Ako radno mjesto nije stalno, tada se kontrola vrši najmanje na 3 tačke sa maksimalnom vibracijom. Za mjerenje općih vibracija biraju se instrumenti veće osjetljivosti. Senzori vibracija su ugrađeni u tri međusobno okomite ravni.