Opće industrijske vibracije: klasifikacija, vrste i njihova interakcija

2025 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Zadnja promjena: 2025-01-24 13:17

Vibracije proizvodnje predstavljaju opasnost kako za zdravlje ljudi tako i za građevinske konstrukcije, procesnu opremu. Pod utjecajem mehaničkih vibracija ubrzava se trošenje strojeva, smanjuje se vrijeme između njihovih popravaka, smanjuje se točnost mjernih instrumenata i kontrolne opreme. Prenošene kroz čvrste temelje, vibracije utječu i na druge, neproizvodne prostore i osoblje za održavanje. Procjena štetnih fluktuacija uključena je u sustav sanitarno-higijenske procjene radnih uvjeta.

Opći koncept

Proizvodna vibracija nastaje kao posljedica mehaničkih vibracija radnih strojeva, kretanja tekućina i drugih neuravnoteženih utjecaja. Povećana razina vibracija negativno utječe na zdravlje čovjeka, smanjuje njegove performanse, a uz dugotrajno izlaganje uzrokuje profesionalne bolesti. Stoga su pitanja suzbijanja mehaničkih vibracija u sanitaciji od posebne važnosti.

Vibracija se može prenijeti na osobu i izravno kroz kontakt s opremom ili alatom,a posredno - kroz elemente industrijskih prostora. 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 vrši se prema nekoliko kriterija:

1. Prema lokalizaciji:

• Općenito. Takva vibracija utječe na živčani, mišićno-koštani, kardiovaskularni sustav, gastrointestinalni trakt (bol u želucu ili u donjem epigastričnom području). Kod produljenog izlaganja može doći do vibracijske bolesti - neizlječive patologije.
• Lokalno (lokalno), prenosi se na udove osobe kada se odmara na vibrirajućoj površini.

2. Po podrijetlu:

• Za lokalne fluktuacije: od alata na ručni ili bez pogona.
• Za opće vibracije: Kategorija I, II i III (opisano dolje).

3. Smjer u prostoru: X, Y, Z-oscilacije. Najopasniji su oni koji su usmjereni duž osi tijela.

4. Spektar:

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

5. Učestalost:

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

6. Po trajanju:

• trajno.
• Periodično (fluktuirajuće, povremeno, impulzivno).

Vrste općih industrijskih vibracija

Opće vibracije prema izvoru podijeljene su u 3 vrste:

1. Transport (strojevi kao što su traktori, minski transport, kombajni, kamioni, snježni strojevi su najosjetljiviji na njih);
2. Prometno-tehnološki (javljaju se pri kretanju po površini industrijskih prostora - bageri, dizalice, strojevi za punjenje podova za utovar punjenja u peći, vozni park za izgradnju i popravak željezničke pruge, betonski opločniki i druga oprema).
3. Tehnološka, koja proizlazi iz stacionarne opreme (strojevi, preše, pumpe, ventilatori, bušaće, kemijske i petrokemijske instalacije i ostalo).

Značajke

Glavni pokazatelji 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 filtri, čija je nazivna širina pojasa jednaka jednoj oktavi.
• Amplituda (maksimalno odstupanje) kretanja vibracije.
• Najviša ili rms vrijednost brzine i ubrzanja vibracije.

Izvori

Proizvodni izvori vibracija, prema vrsti općih vibracija, uključuju:

• uskopojasni - građevinska vozila, tramvaji, traktori, kombajni, tramvaji, željeznički vagoni i lokomotive;
• poliharmonijski (mijenja se prema periodičnom zakonu) - strojevi za obradu metala i drva, motori s unutarnjim izgaranjem, hidraulične turbine i generatori, kompresori, tekstilni strojevi, vibrotransporteri;
• nasumični i poliharmonični – strojevi za bušenje, dizalice, čekići i bušilice za kamenje, strojevi za rudarenje zemlje i ugljena.

Lokalnu vibraciju generiraju instrumenti kao što su:

• rotacijski (brusilice i polirke, motorne pile);
• rotacijski udarni ključevi;
• udarni (čekići za zakivanje);
• udarni rotacijski (mehanizirani rudarski alati, bušilice);
• pritiskom (škare s 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,industrijskim prostorima koji uzrokuju vibracije, mogu se razlikovati sljedeće:

• nepravilan raspored baza i temelja opreme;
• pretjerana krutost konstrukcija (pričvršćivanje radnih platformi, sjedala, komandi i drugih elemenata);
• obilježja dizajna opreme;
• tehnološke greške u izradi komponenti (neravnoteža rotirajućih zamašnjaka, osovina, pogreške u izradi dijelova);
• loša instalacija opreme na licu mjesta;
• povećano opterećenje ili brzina tijekom rada;
• Neblagovremeno planirano preventivno održavanje opreme.

Učinak na ljudsko tijelo

Utjecaj industrijskih vibracija na ljudsko zdravlje je složen:

• poremećaji kostiju i zglobova - distrofične lezije kralježnice (osteohondroza, spondiloza), smanjena gustoća kostiju (osteoporoza);
• pogoršanje staničnog i humoralnog imuniteta;
• kardiovaskularne bolesti (angiospazam - sužavanje krvnih žila, poremećena cirkulacija i ishrana tkiva, razvoj venske staze);
• mikrotraumatizacija tkiva;
• smanjena aktivnost enzima antioksidativne obrane;
• neuropatija.

Uz dugotrajnu lokalnu vibraciju, osjeća se utrnulost prstiju, razvijaju se bolesti zglobova i neuroze ekstremiteta. Opća vibracija također utječe na vestibularni aparat, gastrointestinalni trakt, organeosjetila (smanjenje vidne oštrine i sluha) i drugih sustava. 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 s frekvencijom od 6-9 Hz mogu uzrokovati rupturu unutarnjih organa.

Jačina utjecaja mehaničkih vibracija ovisi o sljedećim čimbenicima:

• spektralna kompozicija;
• smjer;
• mjesto utjecaja;
• trajanje.

Vibracijska bolest

Sustavni utjecaj industrijskih vibracija doprinosi nastanku vibracijske bolesti. Izlječiva je samo u ranim fazama. Nakon toga, ako se pojave nepovratne promjene u unutarnjim organima, nemoguće ih je riješiti.

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

• vrtoglavica, glavobolja, bljesak "mušice" u očima;
• prskajuća bol u rukama, gora noću;
• utrnulost, zimica, bjelina, oticanje prstiju; pečenje, trnci u njima;
• loš san;
• osjećam se gore;
• smanjenje izvedbe.

Drugi znakovi su također karakteristični:

• hipotenzija;
• zatajenje više organa uzrokovano nedovoljnom opskrbom krvlju (u fazi dekompenzacije);
• smanjeni broj otkucaja srca;
• metabolički poremećaji (hipotireoza i druge patologije);
• smanjenjeosjetljivost;
• angiodistonija;
• patologije mišićno-koštanog sustava (miofibroza, artroza) i druge.

Rationing

Racioniranje vibracija u proizvodnji provodi se kako bi se isključila mogućnost pojave vibracijske bolesti kod radnika i zaposlenika. Kontrolirani parametri regulirani su GOST 12.1.012-90, koji sadrži tablice s restriktivnim vrijednostima glavnih pokazatelja.

Sanitarne norme industrijskih vibracija općeg i lokalnog tipa normalizirane su ovisno o srednjim geometrijskim vrijednostima frekvencije titranja. Postoji nekoliko klasa opasnosti u kojima je moguća pojava vibracijske bolesti. Prvi odgovara najminimalnijoj razini (optimalni uvjeti rada), na kojoj nema kontakta s općim i lokalnim vibracijama.

Sanitarno-higijenske mjere za sprječavanje negativnih posljedica mehaničkih vibracija uključuju certificiranje radnih mjesta, prethodni i tekući sanitarni nadzor, kontrolu korištenja osobne zaštitne opreme (rukavice za prigušivanje vibracija, cipele).

Metode

Postoji nekoliko metoda za procjenu industrijskih vibracija:

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

integralno, uzimajući u obzir trajanje učinka vibracije za ekvivalentnu vrijednost

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

Instrumenti

Mjerenje mehaničkih vibracija u radnim uvjetima provodi se pomoću sljedećih instrumenata:

• vibrometri (IShV-1, Assistant, VShV-003, modeli iz Brüel & Kjær i drugi);
• filtri težine i pojasa;
• senzori vibracija (DN serija proizvođača Vibropribor, Brüel & Kjær i drugi);
• mjerači razine zvuka (za otkrivanje ekvivalentnih razina u uobičajenim frekvencijskim pojasevima);
• snimači razine;
• magnetografi za snimanje vibracija radi provođenja analize frekvencije, izračunajte ekvivalentnu razinu.

Mjerne točke odabiru se na površinama u dodiru s ljudskim tijelom. Ako radno mjesto nije stalno, tada se kontrola provodi najmanje na 3 točke s maksimalnom vibracijom. Za mjerenje opće vibracije biraju se instrumenti veće osjetljivosti. Senzori vibracija su ugrađeni u tri međusobno okomite ravnine.