Средства защиты от вибрации

Защита от шума

По своей физической сущности, шум – это звук. С гигиенической точки зрения, шумом является любой нежелательный для человека звук.
Шум может вызывать неприятные ощущения, однако решающую роль в оценке «неприятности» шума играет субъективное отношение человека к этому раздражителю.

Ухо человека может воспринимать и анализировать звуки в широком диапазоне частот и интенсивностей. Область слышимых звуков ограничена двумя кривыми: нижняя кривая определяет порог слышимости, т.е. силу едва слышимых звуков различной частоты, верхняя – порог болевого ощущения, т.е. такую силу звука, при которой нормальное слуховое ощущение переходит в болезненное раздражение органа слуха.

В качестве характеристик постоянного шума на рабочих местах, а также для определения эффективности мероприятий по ограничению его неблагоприятного влияния принимаются уровни звуковых давлений (в дБ) в октавных полосах со среднегеометрическими частотами 31,5; 63; 125; 250; 1000; 2000; 4000 и 8000 Гц.

В качестве интегральной (одним числом) характеристики шума на рабочих местах применяется оценка уровня звука в дБА (измеренных по так называемой шкале А шумомера), представляющих собой средневзвешенную величину частотных характеристик звукового давления с учетом биологического действия звуков разных частот на слуховой анализатор.

При гигиенической оценке шумы классифицируют по характеру спектра и по временным характеристикам.

Шум, являясь информационной помехой для высшей нервной деятельности в целом, оказывает неблагоприятное влияние на протекание нервных процессов, увеличивает напряжение физиологических функций в процессе труда, способствует развитию утомления и снижает работоспособность организма.

Однако, кроме специфического действия на органы слуха, шум оказывает и неблагоприятное общебиологическое действие, вызывая сдвиги в различных функциональных системах организма. Так, под влиянием шума возникают вегетативные реакции, обусловливающие нарушение периферического кровообращения за счет сужения капилляров, а также изменение артериального давления (преимущественно повышение). Шум вызывает снижение иммунологической реактивности и общей сопротивляемости организма, что проявляется в повышении уровня заболеваемости с временной утратой трудоспособности.

Для снижения шума применяют различные методы коллективной защиты: уменьшение уровня шума в источнике его возникновения; рациональное размещение оборудования; борьба с шумом на путях его распространения, в том числе изменение направленности излучения шума, использование средств звукоизоляции, звукопоглощение и установка глушителей шума, в том числе акустическая обработка поверхностей помещения.

Наиболее эффективным средством является борьба с шумом в источнике его возникновения. Для уменьшения механического шума необходимо своевременно проводить ремонт оборудования, заменять ударные процессы на безударные, шире использовать принудительное смазывание трущихся поверхностей, применять балансировку вращающихся частей. Снижения аэродинамического шума можно добиться уменьшением скорости газового потока, улучшением аэродинамики конструкции, звукоизоляции и установкой глушителей. Электромагнитные шумы снижают конструктивными изменениями в электрических машинах.

Широкое применение получили методы снижения шума на пути его распространения посредством установки звукоизолирующих и звукопоглощающих преград в виде экранов, перегородок, кожухов, кабин и др.

Хорошие звукопоглощающие свойства имеют легкие и пористые материалы (минеральный войлок, стекловата, поролон и т.п.).

Средства защиты от вибрации

Вибрацией называется механическое колебательное движение, заключающееся в перемещении тела как целого. Вибрация в отличие от звука не распространяется в виде волн сжатия/разряжения и передается только при механическом контакте одного тела с другим.

В природе вибрация практически не встречается, но, к сожалению, очень часто возникает в технических устройствах. Кроме того, в технике вибрацию специально используют, например, при вибрационной транспортировке.

Вибрация, воздействующая на человека через опорные поверхности, оказывает влияние на весь организм и называется общей. (Поверхность, на которой человек стоит, сидит или лежит, называется опорной.) Общая вибрация, захватывающая все тело, наблюдается на всех видах транспорта и при работе в непосредственной близости от источника вибрации (промышленного оборудования).

Вибрация, воздействующая не через опорные поверхности, охватывает только часть организма и называется локальной. Практически вся она является вибрацией, передающейся через руки, и возникает там, где вибрационные инструменты или обрабатываемые детали контактируют с руками или пальцами. Локальная вибрация возникает, например, при использовании ручных силовых инструментов, применяемых на производстве. Число лиц, подвергающихся локальной вибрации, составляет несколько десятков миллионов человек.

Особым подвидом общей вибрации является укачивание, связанное с низкочастотными колебаниями тела и некоторыми типами его вращения на транспорте.

Человек реагирует на вибрацию в зависимости от общей продолжительности ее воздействия.

Наибольшее воздействие общей вибрации сказывается на процессах получения входящей информации (в основном зрительной из-за колебаний глазных яблок и головы) и на процессах передачи информации (непрерывный контроль деятельности колеблющихся рук).

Долговременное воздействие весьма интенсивной общей вибрации (например, на трактористов) может нежелательным образом сказываться на позвоночнике и увеличивать риск возникновения изменения позвонков и дисков.

Помимо воздействия на организм как на механическую систему, вибрация оказывает влияние на нормальное течение физиологических процессов. Например, общая вибрация вызывает варикозное расширение вен на ногах, геморрой, ишемическую болезнь сердца и гипертонию.
Чрезмерное воздействие локальной вибрации может вызывать заболевания кровеносных сосудов, нервов, мышц, костей и суставов верхних конечностей, так называемую «виброболезнь».

Для борьбы с вибрацией машин и оборудования и защиты работающих от вибрации используют различные методы. Борьба с вибрацией в источнике ее возникновения связана с установлением причин появления механических колебаний и их устранением. Для снижения вибрации широко используют эффект вибродемпфирования – превращение энергии механических колебаний в другие виды энергии, чаще всего в тепловую. С этой целью в конструкции деталей, через которые передается вибрация, применяют материалы с большим внутренним трением: специальные сплавы, пластмассы, резины, вибродемпфирующие покрытия. Для предотвращения общей вибрации используют установку вибрирующих машин и оборудования на самостоятельные виброгасящие фундаменты.

Для ослабления передачи вибрации от источников ее возникновения полу, рабочему месту, сиденью, рукоятке и т.п. широко применяют методы виброизоляции в виде виброизоляторов из резины, пробки, войлока, асбеста, стальных пружин.

Виброгашением называется гашение вибрации за счет активных потерь или превращения колебательной энергии в другие ее виды, например, в тепловую, электрическую, электромагнитную. Виброгашение может быть реализовано в случаях, когда конструкция выполнена из материалов с большими внутренними потерями; на ее поверхность нанесены вибропоглощающие материалы; используется контактное трение двух материалов; элементы конструкции соединены сердечниками электромагнитов с замкнутой обмоткой и др.

Наиболее действенным средством защиты человека от вибрации является устранение непосредственного контакта с вибрирующим оборудованием. Осуществляется это путем применения дистанционного управления, промышленных роботов, автоматизации и замены технологических операций.

Снижение неблагоприятного воздействия вибрации ручных механизированных устройств на операторов достигается как путем уменьшения интенсивности вибрации непосредственно в ее источнике (за счет конструктивных усовершенствований), так и средствами внешней виброзащиты, которые представляют собой упругодемпфирующие материалы и устройства, размещенные между источником вибрации и руками оператора.

В качестве средств индивидуальной защиты работающих используют специальную обувь на массивной резиновой подошве. Для защиты рук служат рукавицы, перчатки, вкладыши и прокладки, которые изготовляют из упругодемпфирующих материалов.

Общие методы борьбы с вибрацией базируются на анализе уравнений, которые описывают колебание машин в производственных условиях и классифицируются следующим образом:

1. Снижение вибрации в источнике ее возникновения достигается путем уменьшения силы, которая вызывает колебание. Поэтому еще на стадии проектирования машин и механических устройств следует выбирать кинематические схемы, в которых динамические процессы, вызванные ударами и ускорением, были бы исключены или снижены.

2. Регулировка режима резонанса.

Для ослабления вибраций существенное значение имеет предотвращение резонансных режимов работы с целью исключения резонанса с частотой принуждающей силы. Собственные частоты отдельных конструктивных элементов определяют расчетным методом по известным значениям массы и жесткости или же экспериментально на стендах.

3. Вибродемпферование. Этот метод снижения вибрации реализуется путем превращения энергии механических колебаний колебательной системы в тепловую энергию. Увеличение расхода энергии в системе осуществляется за счет использования конструктивных материалов с большим внутренним трением: пластмасс, металлорезины, сплавов марганца и меди, никелетитанових сплавов, нанесения на вибрирующие поверхности слоя упруговязких материалов, которые имеют большие, потери на внутреннее трение. Наибольший эффект при использовании вибродемпферных покрытий достигается в области резонансных частот, поскольку при резонансе значение влияния сил трения на уменьшение амплитуды возрастает.

4. Виброгашение, Для динамического гашения колебаний используются динамические виброгасители: пружинные, маятниковые, эксцентриковые гидравлические. Недостатком динамического гасителя является то, что он действует только при определенной частоте, которая отвечает его резонансному режиму колебаний.

Динамическое виброгашение достигается также установлением агрегата на массивном фундаменте.

5. Виброизоляция состоит в снижении передачи колебаний от источника возбуждения к объекту, который защищается, путем введения в колебательную систему дополнительной упругой связи. Эта связь предотвращает передачу энергии от колеблющегося агрегата к основе или от колебательной основы к человеку или к конструкциям, которые защищаются.

6. Средства индивидуальной зашиты от вибрации применяют в случае, когда рассмотренные выше технические средства не позволяют снизить уровень вибрации до нормы. Для защиты рук используются рукавицы, вкладыши, прокладки. Для защиты ног — специальная обувь, подметки, наколенники. Для защиты тела — нагрудники, пояса, специальные костюмы.

1 стр. из 1

Значительная часть выполняемых с использованием ручных инструментов работ связана с локальной передачей их механических колебаний человеку. Непосредственный контакт рук работающего с вибрирующей поверхностью оказывает вредное физиологическое действие на его организм. В отдельных случаях воздействие интенсивных вибраций приводит к развитию так называемой вибрационной болезни, которая характеризуется тяжелыми, часто необратимыми изменениями в центральной нервной и сердечно­сосудистой системах, а также в опорно­двигательном аппарате. Степень тяжести и характер развития вибрационной болезни определяется продолжительностью воздействия и интенсивностью вибраций.

Наряду с защитой временем и проведением профилактических мероприятий предотвратить неблагоприятное влияние вибраций на человека призваны:

— установление гигиенических требований к параметрам вибрации ручных машин, ручных механизированных и немеханизированных инструментов (СанПиН 2.2.2.540–96);
— применение индивидуальных средств защиты рук от вибрации, соответствующих ГОСТ 12.4.002–97.
Ответственность за выполнение и соблюдение требований СанПиН возлагается на должностных лиц и работников организаций, занимающихся предпринимательской деятельностью, осуществляющих разработку, производство, продажу и применение ручных инструментов. Государственный надзор и контроль осуществляется органами Госсанэпиднадзора.

При выборе и разработке индивидуальной защиты необходимо учитывать комплекс вредных производственных факторов, возникающих при различных видах работ с ручными инструментами, а также конкретные условия труда. Основные рекомендации по применению антивибрационных средств защиты рук в зависимости от характера проводимых работ и используемых ручных машин изложены в ГОСТ 12.4.002 (табл. 1).

Нормируемыми параметрами вибраций являются абсолютные значения виброскорости (в м/с) или виброускорения (в м/с2), а также их логарифмические уровни (в дБ). Эффективность средств защиты от вибрации определяется как:

А = LUp – LUсиз,

где LUp — логарифмический уровень контролируемого параметра вибрации, воздействующий на руку оператора без применения изделия, дБ;
Luсиз — логарифмический уровень того же параметра при использовании изделия, дБ.
Показатели защитных свойств изделий должны соответствовать значениям эффективностей, приведенным в ГОСТ 12.4.002 (табл. 2).

Из приведенных требований следует, что разработчики средств защиты рук от вибрации должны обеспечить необходимую эффективность при толщине демпфирующей прокладки в изделии не более 8 мм.

Это ограничение заставляет обратить основное внимание на конструкцию демпфирующей прокладки.

Основные, определяемые ГОСТом виды средств защиты рук от вибрации следующие:

— рукавицы и полурукавицы;
— перчатки трехпалые и пятипалые;
— полуперчатки;
— рукавицы с полимерным покрытием.
Рекомендуя конструктивные решения, ГОСТ 12.4.002 не определяет ни вида упругодеформирующей прокладки, ни ее топографической схемы на тканевой основе рукавиц и перчаток. ГОСТ 12.4.183 (Материалы для средств защиты рук. Технические требования) предлагает использовать два вида материалов: трубку резиновую медицинскую d 6–7 мм и резину виброгасящую, но также, в свою очередь, не дает рекомендаций по свойствам и способам расположения демпфирующих материалов. Отсюда возникает многообразие конструктивных решений, а затем неопределенность оценок, предлагаемых различными производителями виброзащитных изделий.

На наш взгляд, как разработчиков СИЗ, основными составляющими объективной оценки СЗ рук от вибрации являются следующие характеристики:

— защитные;
— экономические;
— эргономические;
— гигиенические.
Рассмотрим эти критерии подробнее. Показатели виброзащитных свойств определяются, как выше сказано, требованиями ГОСТ 12.4.002. Указанный нормативный документ, безусловно, является основой объективной оценки виброзащитных изделий, так как устанавливает не только технические требования к ним, но и методы их испытаний.

В современных условиях на рынке средств защиты, как зарубежных, так и отечественных изделий, потребителю предлагается выбор в широком стоимостном диапазоне (табл. 3).

Эргономические свойства в значительной мере определяются удобством пользования — легкостью сгибания фаланг пальцев, отсутствием локальных давлений и стесненности движений руки при выполнении профессиональной деятельности. На практике с лучшей стороны себя зарекомендовали виброзащитные изделия, имеющие прокладку, распределяющую нагрузку по площади ладонной части (т. е. пластинчатого типа), и хуже прокладки с дискретной схемой расположения (шайбы, трубки и т. п.).

Гигиенические свойства изделий определяются требованиями ГОСТ 12.4.002 и 12.4.183, из которых основным является отсутствие выделений из упруго демпфирующих материалов, способных вызвать раздражения кожных покровов.

Безусловно, найдется покупатель и на перчатки с ценой 1000 и более руб., но современный потребитель РФ нуждается в массовом производстве всего ассортимента сравнительно недорогих средств защиты рук, оптимально сочетающих в себе также защитные, эргономические и гигиенические свойства.

ГУП «КазХимНИИ», как организация, занимающаяся разработкой самых различных средств индивидуальной защиты, освоила в полном объеме ассортимент виброзащитных изделий (рукавицы, перчатки, полуперчатки), рекомендуемый ГОСТ 12.4.002, разработала для них прокладки с оптимальными свойствами и способы расположения, удобные при использовании СИЗ, провела испытания всех этих изделий на соответствие ГОСТ 12.4.002 по стандартизованной методике и их сертификацию. По показателям виброзащитных свойств разработанные изделия также удовлетворяют требованиям ГОСТ 12.4.002 (табл. 4).

Методы и средства защиты от производственной вибрации.

Методы и средства коллективной защиты от вибраций разделяют на 2 группы:

Первая группапредусматривает защиту работающего при контакте с вибрирующим объектом.

Вторая группапредусматривает защиту работающего путем исключения контакта с вибрирующим объектом. Это дистанционное управление, автоматический контроль и сигнализация, ограждение опасных зон.

Методы первой группыподразделяются на три вида мероприятий:

— воздействие на источник возбуждения вибраций;

— защита от вибраций на пути их распространения;

— защита с помощью СИЗ.

Воздействие на источник возбуждения вибраций достигается с помощью:

— динамического уравновешивания;

— антифазной синхронизации (отстройка от резонанса);

— изменение конструкции источника.

Защита от вибраций на путях распространениядостигается с помощью средств:

— виброизоляции машин или рабочих мест;

— виброгашения, в т.ч. динамического;

— вибродемпфирования.

Виброизоляция это метод защиты от вибраций введением в колебательную систему дополнительной упругой связи, препятствующей передаче вибраций от машины к основанию или другим элементам конструкций. Или же для ослабления передачи вибраций от вибрирующего основания человеку (т.н. пассивная виброизоляция рабочих мест).

Виброизоляция достигается установкой оборудования без фундаментов и анкерного крепления агрегатов непосредственно на упругих виброизолирующих опорах. Это удешевляет установку оборудования, снижает уровень шума, сопутствующего интенсивным вибрациям. Виброизолирующие опоры могут применяться и при наличии фундаментов: либо между агрегатом – источником вибрации и фундаментом, либо между фундаментом и грунтом.

В качестве виброизоляторов используются резиновые или пластмассовые прокладки, одиночные или составные цилиндрические пружины, комбинированные (пружинно-резиновые), стандартные изоляторы и пневматические виброизоляторы («воздушные подушки»)

Виброизоляция предусматривается также в конструкциях ручного механизированного инструмента.

Виброгашение связано с введением в колебательную систему реактивных сопротивлений, что достигается увеличением массы или жесткости. С этой целью виброопасное оборудование, а также вентиляторы, насосы устанавливаются на опорные плиты и виброгасящие основания. Расчет фундаментов с увеличением эффективной жесткости ведется в соответствии с ГОСТ 12.4.093-80. Динамические виброгасителипредставляют собой дополнительную колебательную систему, характеризуемую массой m и жесткостью q. Ее собственная частота должна быть настроена на основную гармонику агрегата f0.

Необходимо выполнить условие:

Виброгасители по принципу действия подразделяются на:

— динамические (пружинные, маятниковые, эксцентриковые);

— ударные (маятниковые, пружинные, плавающие).

Виброгаситель динамического типа (см. рис.

3) жестко крепится на агрегате, возбуждаемые в нем колебания находятся в противофазе с колебаниями агрегата. Эффективен при резонансном режиме.

Ударные вибросистемы действуют по принципу перехода кинетической энергии в энергию деформации, рассеивающуюся под действием сил трения.

Вибродемпфирование(вибропоглощение) –это процесс снижения вибрации путем превращения энергии механических колебаний в другие виды: тепловую, электрическую, электромагнитную.

В основу данного метода положено увеличение активных потерь в колебательных системах путем:

— использования вибродемфилирующих мягких или жестких покрытий с толщиной равной 2-3 толщины защищаемой стенки для снижения вибраций, распространяющихся, например, по воздуховодам систем вентиляции, а также газопроводам компрессорных станций.

— изготовления конструкций материалов с большими внутренними потерями.

— использование контактного трения двух материалов;

— соединения элементов конструкций мягкой обмоткой.

Организационные мероприятия (защита временем).

Для работы с вибрирующим оборудованием рекомендуется специальный режим труда.

При работе с вибрирующим оборудованием в рабочий цикл рекомендуется включать операции, не связанные с воздействием вибрации. При обнаружении признаков виброболезни рабочего до решения МСЭК необходимо перевести на другую работу, не связанную с вибрацией, значительным мышечным напряжением и с охлаждением рук.

Средства индивидуальной защиты (СИЗ) от вибраций:

— перчатки, рукавицы, вкладыши, прокладки по ГОСТ 12.4.010-75 «Средства индивидуальной защиты рук от вибрации.

Общие технические требования». Зимой выдаются теплые рукавицы;

— спецобувь в виде сапог, полусапог, полуботинок с упругодемпфилирующим низом (для защиты от действия общей вибрации) по ГОСТ 12.4.024-76 «Обувь специальная виброзащитная».

2. Защитные меры в электроустановках: применение малых напряжений, электрическое разделение сетей.

Основными техническими способами и средствами защиты от поражения электрическим током, используемыми отдельно или в сочетании друг с другом, являются:

Защитное заземление — преднамеренное электрическое соединение с землей или её эквивалентом металлических нетоковедущих частей, которые могут оказаться под напряжением. Защитному заземлению подлежат металлические части электроустановок, доступные для соприкосновения человека и не имеющие других видов защиты, обеспечивающих электробезопасность. Областью применения защитного заземления являются трехфазные трехпроводные сети напряжением до 1000 В с изолированной нейтралью и сети напряжением выше 1000 В с любым режимом нейтрали.

Защитное зануление — преднамеренное электрическое соединение с нулевым защитным проводником металлических нетоковедущих частей, которые могут оказаться под напряжением. В сети с занулением нужно различать нулевой защитный проводник и нулевой рабочий проводник. Нулевым защитным проводником называется проводник, соединяющий зануляемые части с заземленной нейтральной точкой обмотки источника тока. Нулевой рабочий проводник используют для питания током электроприемников и тоже соединяют с заземленной нейтралью трансформатора или генератора. Защита человека от поражения электрическим током в сетях с занулением осуществляется тем, что при замыкании одной из фаз на зануленный корпус в цепи этой фазы возникает ток короткого замыкания, который воздействует на токовую защиту (плавкий предохранитель, автомат), в результате чего происходит отключение аварийного участка от цепи.

Защитное отключение — быстродействующая защита, обеспечивающая автоматическое отключение электроустановки при возникновении в ней опасности поражения током. Принцип защиты человека в этом случае заключается в ограничении времени протекания через тело человека опасного тока. Устройство защитного отключения (УЗО) постоянно контролирует сеть и при изменении её параметров, вызванном подключением человека в сеть, отключает сеть или её участок.

Применение малого напряжения. Малое напряжение — это номинальное напряжение не более 42 В, применяемое для уменьшения опасности поражения током при работах в помещениях с повышенной опасностью и в особо опасных. Однако электроустановки и с таким напряжением представляют опасность при двухфазном прикосновении. Малое напряжение используют для питания электроинструмента, светильников стационарного освещения, переносных ламп в помещениях с повышенной опасностью или особо опасных. Источниками малого напряжения могут быть специальные понижающие трансформаторы с вторичным напряжением 12 — 42 В.

Электрическое разделение сети — это разделение электрической сети на отдельные электрически не связанные между собой участки с помощью специальных разделяющих трансформаторов. В результате изолированные участки сети обладают большим сопротивлением изоляции и малой емкостью проводов относительно земли, за счет чего значительно улучшаются условия безопасности.

Двойная изоляция — это электрическая изоляция, состоящая из рабочей и дополнительной изоляции. Рабочую изоляцию используют для изоляции токоведущих частей электроустановки, обеспечивая её нормальную работу и защиту от поражения электрическим током. Дополнительная изоляция предусматривается дополнительно к рабочей для защиты от поражения электрическим током в случае повреждения рабочей изоляции. Двойную изоляцию широко применяют при создании ручных электрических машин.

Оградительные устройства применяются для того, чтобы исключить даже случайные прикосновения к токоведущим частям электроустановок. К ним относятся временные переносные ограждения: щиты, клетки, изолирующие накладки, изолирующие колпаки.

Предупредительная сигнализация бывает световая и звуковая. Световая сигнализация предупреждает о наличии или отсутствии напряжения, штатном режиме автоматических линий. К сигнализирующим устройствам относятся приборы-указатели: вольтметры, амперметры.

Блокировка — это совокупность методов и средств, обеспечивающих закрепление рабочих органов аппаратов, машин или элементов электрических схем в определенном состоянии, которое сохраняется и после снятия блокирующего воздействия. Широко используется электрическая блокировка, осуществляемая с помощью электрических связей цепей управления, контроля и сигнализации блокируемого оборудования. Электрическая блокировка сравнительно просто решается установкой конечных выключателей.

Знаки безопасности. Человек хорошо воспринимает и запоминает зрительные образы и различные цвета. На этом основано широкое применение на предприятиях цвета в качестве закодированного носителя информации об опасности. Цвета сигнальные и знаки безопасности регламентированы ГОСТ 12.4.026 — 76.

Наиболее распространенными техническими средствами защиты являются защитное заземление и зануление. Рассмотрим способы организации и проектирования защитного заземления.

Добавить комментарий

Закрыть меню