6.1. ХАРАКТЕРИСТИКА ПАРАМЕТРОВ ВИБРАЦИИ

Вибрация относится к наиболее распространенным вредным производственным факторам в промышленности, сельском хозяйстве, на транспорте; она может оказывать отрицательное влияние на здоровье и работоспособность человека, а в определенных условиях приводить к развитию вибрационной болезни.

Вибрация - это сложные механические колебательные движения инструмента, пола, сидения и др., передаваемые телу человека или отдельным его частям при непосредственном контакте.

Вибрация характеризуется спектром частот (в Гц) и такими ее кинематическими параметрами, как виброскорость (в м/с) или виб- роускорение (в м/с 2). Кроме абсолютных значений этих параметров, используют также их логарифмические уровни (в дБ).

Вибрации, встречающиеся в производственных условиях, различают по способу передачи и направлению воздействия на человека, а также физическим свойствам (частотному составу, распределению энергии во времени). Представленная в табл. 6.1 классификация вибрации является условной, но, будучи в определенной мере связанной со степенью и характером развивающихся в организме изменений, имеет гигиеническое значение и учитывается при регламентировании и оценке вибрации.

Гигиеническая оценка вибрации проводится при экспертизе нормативно-технической документации на новые технологические про- цессы, оборудование и ручные машины, при контроле за серийным выпуском новых и модернизируемых ручных машин, а также закупаемых за рубежом, при надзоре за условиями труда виброопасных профессий, при аттестации рабочих мест, расследовании случаев вибрационной болезни.

Методы оценки вибрации. В соответствии с санитарными нормами «Производственная вибрация, вибрация в помещениях жилых и общественных зданий» (СН 2.2.4/2.1.8.566-96) гигиеническая оценка вибраций должна проводиться следующими методами: частотным анализом нормируемого параметра (виброскорости или виброуско-

Таблица 6.1. Классификация вибраций

Окончание табл. 6.1

рения), интегральной оценкой по частоте нормируемого параметра, интегральной оценкой с учетом времени вибрационного воздействия. Показатели, характеризующие вибрацию при использовании этих методов измерения и оценки, представлены в табл. 6.2.

Таблица 6.2. Методы измерения и оценки вибрации

Примечание.

1 Усредненное значение за время измерения в соответствии с постоянной времени прибора.

2 Частотно-взвешенная величина (с помощью корректирующих фильтров или специальных расчетов).

3 Усредненное значение по правилу «равной энергии» с учетом времени действия вибрации.

Основным методом, характеризующим вибрационное воздействие на работающих, является частотный анализ. Измерения проводятся для локальной вибрации в октавах (среднегеометрические частоты 8, 16, 31,5, 63, 125, 250, 500 и 1000 Гц) и для общей вибрации в третьоктавных полосах и октавах (среднегеометрические частоты 1, 2, 4, 8, 16, 31,5 и 63 Гц). Этот метод позволяет получить наиболее полную гигиеническую характеристику вибрации, т.е. не только интенсивность вибрации, но и характер спектра вибрации (низко-, средне- и высокочастотный), определяющий специфику влияния вибрации на организм человека. Метод частотного (спектрального) анализа,

кроме того, позволяет при проведении соответствующих расчетов перейти к интегральной и далее к дозной оценке вибрации с учетом времени воздействия.

Рис. 6.1. Варианты направления условных координатных осей при локальной вибрации

Рис. 6.2. Направление условных координатных осей при общей вибрации: а - в положении стоя; б - в положении сидя

Метод интегральной оценки по частоте нормируемых параметров предполагает измерение одночислового показателя - корректиро- ванного уровня вибрации, определяемого как результат энергетического суммирования уровней вибрации в октавных полосах частот с учетом октавных поправок. Этот метод измерения менее трудоемкий, чем метод частотного анализа вибрации, однако и менее информативный.

Метод дозной оценки используется для непостоянных вибраций с учетом времени воздействия вибрации в течение смены. Этот метод связан с методом интегральной оценки по частоте и позволяет полу- чить одночисловую характеристику следующими способами:

1) расчетом эквивалентного корректированного уровня по измеренному (или рассчитанному) корректированному значению и данным хронометража;

2) инструментальным измерением эквивалентного корректированного значения.

Эквивалентный корректированный уровень изменяющейся во времени вибрации соответствует корректированному уровню пос- тоянной во времени и равной по энергии вибрации, действующей 8 ч.

Еслиработающиеподвергаютсядействиювибрации(локальнойили общей) в течение смены (8 ч), и вибрация является постоянной по временной характеристике (виброскорость меняется не более чем на 6 дБ за время наблюдения), то для гигиенической оценки используются методы интегральной оценки по частоте и спектральный (более точный). Если же работающие подвергаются действию непостоянной во времени вибрации, а именно в течение 8 ч обслуживают оборудование, генерирующее вибрацию, параметры которой изменяются >6 дБ, или же оборудование, генерирующее постоянную вибрацию, но только часть смены, то для характеристики вибрационного воздействия используется метод дозной оценки или интегральной оценки с учетом времени, так как ПДУ установлены в расчете на 8-часовое воздействие вибрации.

Например, если вибрационными характеристиками ручного инструмента являются корректированные уровни вибрации (виброско- рость и виброускорение в дБ) и уровни тех же нормируемых параметров в октавных полосах частот, то характеристикой вибрационного воздействия на оператора будет эквивалентный корректированный уровень вибрации (виброскорость, виброускорение в дБ), так как время работы с этим инструментом может быть различным в зависимости от технологии. Поскольку наиболее часто рабочие подвергаются действию непостоянных вибраций, то при оценке условий труда почти всегда необходимо измерять (или рассчитывать) эквивалентные корректированные уровни вибрации.

Методика измерения вибрации. Выпускаемая в настоящее время виброизмерительная аппаратура позволяет измерить как уровни виброускорения (виброскорости) в пределах нормируемых частот третьоктавных и/или октавных полос, так и корректированные и эквивалентные корректированные уровни виброускорения (вибро- скорости). Основные характеристики некоторых приборов указаны в табл. 5.1.

Для унификации измерений вибраций введены государственные стандарты, устанавливающие требования к приборам, методам изме- рения и обработки результатов - ГОСТ 12.1.012-90 «Вибрационная безопасность. Общие требования» и др.

При проведении измерений следует руководствоваться общими правилами, изложенными в утвержденных Минздравом СССР «Методических указаниях по проведению измерений и гигиенической оценке производственных вибраций» ? 3911-85.

Машины или оборудование должны работать в паспортном или типовом технологическом режиме по скорости, нагрузке, выполняе- мой операции, обрабатываемому объекту и т.д. При контроле общей вибрации должны быть включены все источники, передающие вибрацию на рабочее место.

Точки измерения, т.е. места установки вибродатчиков, должны располагаться на вибрирующей поверхности в местах, предназначенных для контакта с телом оператора:

1) на сиденье, рабочей площадке, полу рабочей зоны оператора и обслуживающего персонала;

2) в местах контакта рук работающего с рукоятками, рычагами управления и т.п.

Вибродатчик должен крепиться способом, указанным в заводской инструкции. При измерении общей вибрации на площадках с твердым покрытием (асфальт, бетон, металлические плиты и т.п.) или сиденьях без упругих облицовок вибродатчик должен крепиться непосредственно к этим поверхностям на резьбе, магните, мастиках и т.п. Кроме того, вибродатчик может крепиться на резьбе (или с помощью магнита) к жесткому стальному диску (диаметром 200 мм и толщиной 4 мм), который размещается между полом и ногами стоящего человека или сиденьем и корпусом сидящего человека. При измерении локальной вибрации предпочтительно укреплять датчик в точках контроля на резьбе, хотя допускается крепление и с помощью металлического элемента в виде зажима, хомута и т.п.

В каждой точке контроля вибродатчик устанавливают на ровной, гладкой площадке последовательно по трем взаимноперпендикулярным направлениям (оси Z, X, Y). Допускаются измерения в направлении максимальной вибрации (превышение по сравнению с измерениями по другим осям >12 дБ), если установлены одинаковые допустимые уровни по всем осям.

После установки вибродатчика в выбранной точке контроля включают виброметр и проводят необходимые замеры, последова- тельно выполняя манипуляции согласно инструкции.

Общее количество отсчетов должно быть не менее 3 для локальной вибрации; 6 - для общей технологической вибрации; 30 - для

общей транспортной и транспортно-технологической (во время движения) вибрации с последующей обработкой.

После проведения необходимого количества замеров в точке измерения в качестве определяющего значения уровня вибрации берут средние величины, рассчитанные так же, как и для шума (см. табл. 5.2 и 5.3).

Гигиеническая регламентация. Результаты исследований постоянных вибраций, полученных одним из указанных методов (спектральным или интегральным), сопоставляют с предельно допустимыми значениями санитарных норм «Производственная вибрация, вибрация в помещениях жилых и общественных зданий» СН 2.2.4/2.1.8.566-96 (табл. 6.3; 6.4 и 6.5). В последних двух таблицах представлены допустимые значения общей вибрации (рабочих мест) только в октавных полосах частот, опущены значения в третьоктавных полосах частот.

Предельно допустимые уровни вибрации установлены для длительности вибрационного воздействия 8 ч.

Для непостоянных вибраций, колеблющихся во времени, прерывистых, когда контакт с вибрацией занимает часть смены, оценку, согласно СН 2.2.4/2.1.8.566-96, проводят по эквивалентному корректированному уровню виброскорости или виброускорения, которое рассчитывают на основании следующих величин:

1) измеренных, как показано ранее, уровней вибрации в пределах октавных полос или корректированных уровней;

2) времени действия вибрации, определенного хронометражными исследованиями.

Для расчета эквивалентного уровня используются значения поправок к корректированному уровню на время действия вибрации аналогично шуму (табл. 5.4).

Предельно допустимый уровень (ПДУ) вибрации - это уровень фактора, который при ежедневной (кроме выходных дней) работе, но не более 40 ч в неделю в течение всего рабочего стажа, не должен вызывать заболеваний или отклонений в состоянии здоровья, обнаруживаемых современными методами исследований в процессе работы или в отдаленные сроки жизни настоящего и последующих поколений. Соблюдение ПДУ вибрации не исключает нарушение здоровья у сверхчувствительных лиц.

Таблица 6.3. Предельно допустимые значения параметров локальной вибрации по осям Ζ, Χ, Υ

Таблица 6.4. Предельно допустимые значения транспортной вибрации в октавных полосах частот

Пример расчета. При измерении виброскорости спектральным методом на рукоятке рубильного молотка во время обработки чугунного литья были проведены три отсчета (по оси Z). Далее рассчитаны средние уровни виброскорости в октавных полосах частот, которые приведены в табл. 6.8. Так как ось Z - направление максимальной вибрации, результаты измерения по другим осям не приводятся. Время работы с молотком в течение смены - 5 ч.

Для перехода к расчету дозы вибрации необходимо сначала определить корректированный уровень виброскорости (интегральный показатель). Для этого с помощью весовых коэффициентов для октавных полос частот (табл. 6.6 или 6.7) нужно определить корректированные октавные уровни виброскорости, а затем провести попарно энергетическое суммирование их уровней с учетом поправок (см. табл. 5.2). В нашем случае корректированный уровень виброскорости равен 122,6 и 123 дБ (табл. 6.8).

Так как работа с молотком занимает 5 ч в смену, то с учетом поправки на время (см. табл. 5.4), равной -2, эквивалентное корректированное значение уровня виброскорости составит 121 дБ. Эту величину сравниваем с допустимым эквивалентным корректированным уровнем виброскорости (см. табл. 6.3), равным 112 дБ.

Результаты измерений оформляют протоколом установленной формы. В заключении дается анализ вибрационного фактора с ука- занием величины превышения ПДУ, а также условий, определяющих повышенные уровни вибрации. Кроме этого, отмечаются факторы условий труда, усугубляющие неблагоприятное влияние вибрации: большие динамические и статические нагрузки (для ручных машин оценивается масса, приходящаяся на руки, усилие нажатия), длительная работа в вынужденной позе, общее или местное охлаждение и др.

Так, в соответствии с СанПиН 2.2.2.540-96 «Гигиенические требования к ручным инструментам и организации работ» масса ручного инструмента в сборе (включая массу вставного инструмента, присоединяемых рукояток, шлангов и т.п.) не должна превышать 5 кг для инструмента, используемого для работы при различной ориентации в пространстве, и 10 кг для инструмента, используемого при выполнении работ вертикально вниз и горизонтально. Усилия нажатия не должны превышать для одноручной машины 100 Н, для двуручной - 150 Н.

Таблица 6.5. Предельно допустимые значения вибрации рабочих мест по осям Ζ, Χ, Υ в октавных полосах частот

Продолжение табл. 6.5

Таблица 6.6. Значение весовых коэффициентов (дБ) для локальной вибрации

Примечание. **При оценке транспортно-технологической и технологической вибрации значения весовых коэффициентов для направлений Χ, Υ принимаются равными значениям для направлений Ζ.

Таблица 6.8. Этапы расчета корректированного уровня виброскорости

Температура поверхности рукояток ручного инструмента должна быть выше 21 ?С, оптимальным является диапазон от 25 до 32 ?С. При этом температура воздуха при любых видах работ по тяжести и сезонам года (для закрытых отапливаемых помещений) не должна быть менее 16 ?С, влажность - не более 40-60%, скорость движения воздуха - не более 0,3 м/с.

При работе на открытом воздухе в холодное время года необходима организация специального отапливаемого помещения для периодического обогрева и отдыха работающего, температура в котором в холодный период года должна быть в пределах 22-24 ?С, скорость движения воздуха - не более 0,2 м/с.

6.2. ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ВИБРАЦИИ НА ОРГАНИЗМ

Оценка состояния здоровья работающих, подвергающихся воздействию вибрации, проводится при обследовании с помощью физиологических и клинических методов исследований, а также при анализе профессиональной и непрофессиональной заболеваемости.

Из физиологических методов наибольшее значение имеют паллестезиометрия (измерение вибрационной чувствительности), альгезиметрия (измерение болевой чувствительности), стабилография (изучение вестибулярного анализатора), динамометрия, электромиография, термометрия с холодовой пробой, капилляроскопия, реовазография, т.е. методы, отражающие состояние сенсорной системы, нервно-мышечного аппарата и периферического кровообращения, наиболее быстро вовлекаемых в патологический процесс при действии вибрации. Для исследований рекомендуется отобрать группу рабочих виброопасных профессий со стажем не более 10 лет в возрасте до 30 лет.

При проведении предварительных и периодических медицинских осмотров в соответствии с приказом? 90 (1996) Минздрава РФ у работающих, подвергающихся действию локальной вибрации, обя- зательно проводится исследование вибрационной чувствительности и холодовая проба (по показаниям: РВГ периферических сосудов, рентгенография опорно-двигательного аппарата); у работающих, подвергающихся действию общей вибрации, - вибрационная чувствительность (по показаниям РВГ периферических сосудов, исследование вестибулярного аппарата, аудиометрия, рентгенография опорно-двигательного аппарата, ЭКГ).

Поскольку из перечисленных методов измерение вибрационной чувствительности и холодовая проба являются обязательными исследованиями при проведении предварительных и периодических медицинских осмотров работающих, подвергающихся воздействию вибрации, необходимо более подробно остановиться на их применении и оценке полученных данных.

Исследование вибрационной чувствительности может проводиться с помощью камертонов с числом колебаний 128 или 256 в 1 мин. Определяют длительность ощущения колебаний камертона после установки ножки вибрирующего камертона на каком-либо участке кожи конечности. При изменении чувствительности наблюдаются ослабление или сокращение времени ощущения вибрации (гипестезия) или отсутствие ощущения вибрации (анестезия) камертона. Вибрационную чувствительность можно определить более точно с помощью паллестезиометров типа ВТ-1 или ИВЧ-02.

При использовании прибора ВТ-1 порог вибрационной чувствительности измеряется для частот 63, 125, 250 Гц при последовательном нажатии соответствующей кнопки горизонтального ряда.

Пациент кладет III или IV палец правой или левой руки, слегка касаясь, на шток вибратора. Испытатель, нажимая последовательно на кнопки вертикального ряда (-10; -5; 0; 5; 10 дБ и др.), определяет уровень вибрации, который впервые ощущается пациентом, т.е. уста- навливает порог вибрационной чувствительности.

Средняя величина, полученная после 6 измерений (3 по восходящей, т.е. от неощутимой вибрации к явно ощутимой, и 3 - по нисходящей), принимается за величину порога вибрационной чувст- вительности.

При этом необходимо помнить, что в качестве физиологических нулевых уровней вибрационной чувствительности в этом приборе приняты среднестатистические значения вибрационной скорости, установленные для молодых, практически здоровых людей на частотах 63, 125, 250 Гц и равные соответственно 81, 70, 73 дБ. Результаты исследования заносят на бланк виброграммы. Оценка полученных результатов может быть проведена в соответствии с табл. 6.9.

Особенно информативным при оценке вибрационной чувствительности является определение величины временного смещения порогов (ВСП). Это разница показателя вибрационной чувствительности, измеренного после работы с вибрационным оборудованием

Таблица 6.9. Оценка результатов измерения вибрационной чувствительности

по сравнению с исходными показателями (до работы). ВСП зависит от частоты и уровня вибрации. В норме при воздействии вибрации с максимальными значениями колебательной скорости в октавных полосах частот 63, 125, 250 Гц происходят сдвиги показателя вибрационной чувствительности в сторону повышения: на 63 Гц - до 5 дБ; на 125 Гц - до 7 дБ; на 250 Гц - до 10 дБ с восстановлением в течение 15 мин и менее к исходному уровню. При воздействии вибрации с максимальным значением колебательной скорости в полосах частот 8 и 16 Гц ВСП вибрационной чувствительности на 125 Гц составляет в норме до 3 дБ, на 250 - до 5 дБ. Увеличение сдвигов вибрационной чувствительности более указанных величин, так же как и времени восстановления, является признаком утомления анализатора и возможности развития стойких нарушений.

Для оценки отдаленных последствий вибрационного воздействия используется величина постоянного смещения порога (ПСП), связанная с необратимыми изменениями вибрационной чувствительности. ПСП определяется у рабочих утром до работы и оценивается по сравнению с базовой кривой вибрационной чувствительности, снимаемой при поступлении на работу. Величина ПСП зависит от частоты, интенсивности вибрации и стажа работы в контакте с ней.

При оценке ПСП вибрационной чувствительности следует учитывать возрастные изменения этой функции, особенно выраженные у мужчин: в 40-49 лет наблюдается повышение порога на частотах 63, 125, 250 Гц соответственно на 1, 2 и 3 дБ; в 50 лет и более - соответственно на 6, 8 и 8 дБ.

ПСП (за вычетом возрастных поправок) на частотах 63, 125 и 250 Гц более 5, 7 и 10 дБ свидетельствует о выраженном снижении чувствительности и появлении признаков вибрационного поражения.

Исследование болевой чувствительности. Острием булавки наносят уколы в симметричные области кожи туловища, конечностей. В норме человек чувствует каждый укол. При изменении чувствительности возможно отсутствие реакции на укол (анестезия), снижение (гипестезия) или усиление (гиперестезия) реакции.

Более точную информацию о болевой чувствительности можно получить с помощью альгезиметра типа ВМ-60. Порог чувствительности определяется по едва заметному ощущению укола иглы, выступающей из поворотной головки прибора, ладонной и тыльной поверхности кисти. В норме границы диапазона физиологических колебаний показателя болевой чувствительности на тыльной поверхности кисти составляют 0,26- 0,38 мм; на бороздках пальцев тыльной поверхности кисти - 0,76- 0,86 мм, на ладонной поверхностипальцев -

0,2- 0,55 мм.

Исследование температурной чувствительности. Берут одну пробирку с горячей (около 40 ?С), другую с холодной (18-22 ?С) водой и поочередно прикладывают к симметричным участкам туловища и конечностей. В норме человек хорошо различает прикосновение холодной и горячей воды. Нарушения чувствительности возможны по типам анестезии, термогипестезии, реже термогиперестезии. Более точное исследование может быть проведено с помощью термоэстезиометров.

Исследование периферического кровообращения. О степени выраженности изменений можно судить по показателям термометрии кожи с холодовой пробой. Проводится измерение температуры кожи тыльной поверхности ногтевых фаланг II и III пальцев рук с последующим охлаждением кистей в течение 5 мин в холодной воде (8-10 ?С). После прекращения охлаждения вновь измеряют температуру кожи в тех же точках через каждую минуту до восстановления исходных величин. В норме температура кожи до охлаждения составляет 27-31 ?С, после охлаждения побеление отсутствует, время восстановления температуры - до 20 мин. Снижение температуры до 18-20 ?С, появление отдельных белых пятен или сплошное побеление концевых фаланг или двух-трех фаланг хотя бы одного пальца свидетельствуют соответственно о слабоположительной, умеренно положительной и резко положительной реакции. При этом время восстановления температуры кожи превышает 20 мин.

Данные физиологических исследований, проведенных при поступлении на работу, позволяют выявить лиц, имеющих идивидуальные особенности организма, способствующие более раннему

развитию вибрационной болезни (группа риска). Не рекомендуется прием на работу, связанную с воздействием вибрации, особенно в сочетании с выраженными локальными нагрузками на мышцы рук, лиц с высокими исходными порогами вибрационной чувствительности, более чем на 8-10 дБ превышающими физиологический ноль для частоты восприятия 125 Гц, а также низкой температурой кожи. Следует иметь в виду, что последний показатель может быть использован в качестве одного из критериев профессиональной пригодности при отборе на работу с оборудованием, создающим вибрацию с максимальными интенсивностями в октавных полосах 32-250 Гц, вызывающими ангиоспастические реакции.

6.3. КЛАССИФИКАЦИЯ УСЛОВИЙ ТРУДА ПО ПОКАЗАТЕЛЯМ ПРОИЗВОДСТВЕННОЙ

ВИБРАЦИИ

Оценка условий труда при воздействии на работающих вибрации в зависимости от величины превышения действующих нормативов представлена в документе Р 2.2.2006-05 «Руководство по гигиенической оценке факторов рабочей среды и трудового процесса. Критерии и классификация условий труда».

Степень вредности и опасности условий труда устанавливается с учетом временных характеристик вибрации.

Для постоянных вибраций (общих или локальных), действующих на работающих в течение 8 ч, оценка условий труда проводится по корректированному значению виброускорения (виброскорости). Его превышение над ПДУ характеризует степень вредности или опасности условий труда (табл. 5.7 ).

При контакте работающих с источниками как постоянной (часть смены), так и непостоянной вибрации (общей, локальной) для оценки условий труда измеряют (или рассчитывают с учетом продолжительности этого контакта) эквивалентный корректированный уровень виброскорости или виброускорения в дБ.

Определенные эквивалентные корректированные уровни виброскорости или виброускорения в дБ сравнивают с величинами действующих нормативов СН 2.2.4/2.1.8.566-96 «Производственная вибрация, вибрация в помещениях жилых и общественных зданий». И далее по превышению ПДУ (на... дБ) определяют степень вредности и опасности условий труда (см. табл. 5.7).

При эквивалентных корректированных значениях виброскорости и ускорения в абсолютных цифрах определяется кратность превыше- ния по сравнению с ПДУ.

При сочетанном действии локальной вибрации и охлаждающего микроклимата (работа в условиях охлаждающего микроклимата) класс вредности условий труда по вибрационному фактору повышается на одну ступень.

Разработка оздоровительных мероприятий. По результатам санитарного обследования дается предписание о необходимости проведения мероприятий по снижению неблагоприятного влияния вибрации. Они могут включать организационно-технические меры, оптимизацию режимов труда и отдыха, применение индивидуальных средств защиты, а также лечебно-профилактические мероприятия. К радикальным мерам можно отнести запрещение использования виброопасного оборудования или ограничение времени его использования в течение смены с тем, чтобы эквивалентный корректированный уровень вибрации не превышал установленных санитарным законодательством ПДУ. Так, в соответствии с СанПиН 2.2.2.540-96 «Гигиенические требования к ручным инструментам и организации работ» запрещается применение ручных инструментов, генерирующих уровни вибрации, которые более чем на 12 дБ превышают ПДУ. Этим же документом предусмотрена защита временем работающих в условиях превышения ПДУ вибрации с обязательным применением средств индивидуальной защиты (табл. 6.10).

Режимы труда для работающих виброопасных профессий должны разрабатываться службами охраны труда предприятитй. В режимах труда должны указываться: допустимое суммарное время контакта с вибрирующими ручными инструментами, продолжительность и организация перерывов как регламентированных, так и составляющих паузы во время работы с виброинструментом, перечень работ, которыми операторы с ручным инструментом могут быть заняты в это время.

Регламентированные перерывы: первый продолжительностью 20 мин (через 1-2 ч после начала смены) и второй 30 мин (через 2 ч после обеденного перерыва) предусмотрены для активного отдыха, проведения специального комплекса производственной гимнастики, физиотерапевтических тепловых процедур для рук и т.п. Обеденный перерыв должен быть не менее 40 мин.

При работе с виброопасным ручным инструментом продолжительность одноразового непрерывного воздействия вибрации не

Таблица 6.10. Допустимое суммарное время действия локальной вибрации за смену в зависимости от величины превышения ПДУ

должна превышать 10-15 мин. Целесообразно в режимах труда предусматривать следующее соотношение длительностей одноразового непрерывного воздействия вибрации и последующих пауз: 1:1; 1:2; 1:3 и т.д.

Подвергающиеся воздействию локальной вибрации при нормативных уровнях и превышении ПДУ должны проходить медицинское обследование согласно приказам Минздрава? 90 (1996) и? 83 (2004) невропатологом, отоларингологом, терапевтом, а подвергающиеся воздействию общей вибрации проходят медицинский осмотр, кроме этого, по показаниям, хирургом и офтальмологом. Об обязательных при этом физиологических методах исследования сказано ранее в разделе 6.2. данной главы.

Лицам, работающим в виброопасных профессиях, рекомендуется в целях повышения сопротивляемости организма по назначению врача проведение витаминопрофилактики (витамины С, В 1 , никотиновая кислота, поливитамины).

Вибрации - это одна из проблем современных мегаполисов. Причем с каждым годом их интенсивность постоянно возрастает. Почему же современная наука столь активно исследует данную проблему? По какой причине измерения вибрации стали обязательными процедурами во многих организациях и на предприятиях? Дело в том, что вибрации - это явление, вызывающее ряд профессиональных заболеваний, что дает основание медикам поднимать вопросы о мероприятиях по его устранению.

Понятие вибраций

Вибрации - это сложный колебательный процесс, который осуществляется в широком частотном диапазоне. Как он возникает? При передаче колебательной энергии от источника твердому телу. Обычно под вибрацией подразумевают которые оказывают ощутимое влияние на организм человека. При этом имеется в виду частотный диапазон от 1,6 до 1000 Гц. С понятием вибрации тесно связаны звук и шум. Они сопровождают это явление при высоких показателях колебательного движения.

Какой предмет в школе изучает такое понятие, как вибрация? Это - очень важный предмет. Обеспечение охраны труда является одной из основных проблем России, поднятых на уровень национальной безопасности.

Источники возникновения

Механические вибрации - это явления, возникающие практически во всех станках, машинах и инструментах, у которых имеются несбалансированные или неуравновешенные вращающиеся детали, совершающие возвратно-поступательные и ударные движения. В перечень подобного оборудования входят штамповочные и ковочные молоты, пневмо- и электроперфораторы, а также вентиляторы, компрессоры, насосные установки и приводы.

Если колебательные движения механическими телами совершаются с частотой, находящейся в диапазоне до 20 ГЦ, то они воспринимаются только как вибрация. При больших частотах появляется звук. Это вибрация с шумом. При этом восприятие производится не только вестибулярным аппаратом человека, но и его органами слуха.

Классификация вибрации

Колебательные движения могут передаваться различными способами. Так, существует вибрация общая. Это колебательный процесс, передающийся на тело человека через различные опорные поверхности. Общая вибрация неблагоприятно воздействует на сердечно-сосудистую и нервную системы. К тому же она вызывает патологии пищеварительного тракта и органов движения.

В свою очередь, из общей вибрации выделяют:
- транспортную, возникающую при движении автомобилей по дорогам;
- транспортно-техническую, источником которой служат машины и механизмы, вовлеченные в технологический процесс;
- техническую, возникающую во время работы стационарного оборудования или передающуюся в зоны нахождения обслуживающего персонала, где нет никаких источников вибрации.

Существует еще и локальная вибрация. Это колебательные движения, передающиеся через руки. Если с подобной вибрацией человек сталкивается систематически, то у него возможно развитие неврита с одновременной потерей трудоспособности.

При исследованиях рабочих мест выделяется гармоническая, или синусоидальная вибрация. Это такие колебательные движения, при которых значения их основного показателя изменяются по синусоидальному закону. Подобная вибрация встречается на практике особенно часто.

Колебательные движения различают и по временной характеристике. Так, существует постоянная вибрация. Ее параметры по своей частоте за период наблюдения изменяются не более чем в два раза.

Существует еще и непостоянная вибрация. Для нее характерно значительное изменение основных параметров (более чем в два раза).

При изучении какого предмета учащимся предоставляется возможность более подробно ознакомиться с таким явлением, как вибрация? Это БЖД. Его преподают в старших классах средней школы.

Параметры вибрации

Для характеристики используются такие величины:
- амплитуда, показывающая наибольшее отклонение от равновесного положения в метрах;
- частота колебаний, определяемая в Гц;
- число колебательных движений в течение секунды;
- скорость колебаний;
- период колебаний;
- ускорение колебаний.

Производственная вибрация

Вопросы о снижении уровня колебательных движений, негативно влияющих на организм человека, особенно актуальны на стадии разработки технологического процесса, невозможного без эксплуатации станков, машин и т. д. Но, тем не менее, производственная вибрация - это явление, которого на практике избежать невозможно. Возникает она из-за наличия зазоров, а также поверхностных контактов между отдельными механизмами и деталями. Возникает вибрация и при неуравновешенности элементов оборудования. Нередко колебательные движения многократно возрастают из-за резонансных явлений.

Проведение вибромониторингов

Для контроля и дальнейшего снижения уровня вибрации на производствах применяют специальную виброизмерительную контрольно-сигнальную аппаратуру. Она позволяет сохранить работоспособность устаревшего оборудования и увеличить срок эксплуатации новых станков и механизмов.

Всем известно, что технологический процесс любого промышленного предприятия требует участия большого количества вентиляторов, электрических машин и т. д. Для того чтобы оборудование не простаивало, технические службы должны проводить его своевременный текущий или капитальный ремонт. Это возможно при осуществлении контроля над уровнем вибрации, что позволяет своевременно обнаружить:
- разбалансировку ротора;
- износ подшипников;
- несоосность передач и другие неисправности и отклонения.

Аппаратура виброконтроля, установленная на оборудовании, выдает предупреждающие сигналы при аварийном повышении амплитуды колебания.

Воздействие вибрации на здоровье человека

Колебательные движения в первую очередь вызывают патологии нервной системы, а также тактильного, зрительного и вестибулярного аппаратов. Профессиональные водители автотранспортных средств и машинисты жалуются на недуги пояснично-крестцового отдела позвоночного столба. Данные патологии становятся следствием систематического воздействия толчковой и низкочастотной вибрации, возникающей на их рабочем месте.

Те, на кого в течение технологического цикла передаются колебательные движения оборудования, страдают от болей в конечностях, пояснице и в области желудка, а также от отсутствия аппетита. У них появляется бессонница, быстрая утомляемость и раздражительность. В целом картина воздействия общей вибрации на человека выражается в вегетативных расстройствах, сопровождающихся периферическими нарушениями в конечностях, снижением чувствительности и сосудистого тонуса.

Воздействие локальных колебательных движений приводит к спазмам сосудов предплечий и кисти. При этом конечности недополучают нужного количества крови. Вместе с этим локальная вибрация воздействует на костные и мышечные ткани, а также на находящиеся в них нервные окончания. Это приводит к снижению чувствительности кожи, к отложению солей в суставах, к деформации и снижению подвижности пальцев. Стоит сказать и о том, что колебательные движения, совершаемые в диапазоне резко снижают тонус капилляров, а при высоких частотах происходит спазм сосудов.

Иногда у рабочего возникает вибрация в ухе. Что это явление представляет собой? Дело в том, что частота колебательных движений, передающаяся от работающего оборудования, бывает самой разной. Однако на отдельно взятом предприятии существует довольно узкий диапазон таких значений. Это и приводит к появлению того или иного типа вибрации, а также сопутствующего ей шума. Так, звуки могут иметь низкую, среднюю и высокую частоту.

Когда же возникает вибрация в ухе? Что это состояние характеризует собой? Дело в том, что иногда оборудование создает колебательные движения, стоящие на одном уровне со слуховым восприятием. В итоге и возникает шум, передаваемый на внутренне ухо через тело рабочего и его кости.

На практике выделяют допустимый уровень вибрации. Это те ее значения, которые не оказывают негативного влияния на организм человека. Данные параметры зависят от многих факторов (от времени воздействия, предназначения помещения и т. д.) и измеряются амплитудой колебания, виброскоростью, виброускорением и частотой.

Наиболее опасные уровни вибрации

Особенности негативного воздействия колебательных движений на организм человека определяются характером их распространения при сочетании массы и упругих элементов. У человека, работающего стоя, это туловище, таз и нижняя часть позвоночника. У сидящего на стуле негативным воздействиям подвержена верхняя часть тела и позвоночника.

Влияние вибрации на здоровье человека определяется ее частотным спектром. Те ручные механизмы, колебательные движения которых ниже значения 35 Гц, способствуют появлению негативных изменений в суставах и костно-мышечной системе.

Самые опасные вибрации близки к органов человека. Это диапазон от 6 до 10 Гц. Колебания такой частоты также негативно влияют на психологическое здоровье. Такая частота вполне могла быть причиной гибели многих путешественников в Бермудском треугольнике. При значениях колебаний от 6 до 10 Гц у людей возникает чувство страха и опасности. Моряки при этом стремятся поскорее покинуть свое судно. Длительное воздействие вибрации способно привести к гибели экипажа. Это явление опасно для функционирования как отдельных органов, так и всего организма в целом. Оно нарушает работу ЦНС и обмен веществ.

Очень опасна вибрация с большой амплитудой. Она оказывает негативное воздействие на кости и суставы. При длительном воздействии и высокой интенсивности колебаний такая вибрация провоцирует развитие Эта профессиональная патология при определенных условиях переходит в церебральную форму, излечить которую практически невозможно.

Устранение колебательных движений

Как же избежать вибрации в теле? Что это должны быть за мероприятия, которые позволят сохранить здоровье человека? Существуют две основных группы подобных методов. Мероприятия первого из них призваны снизить вибрацию непосредственно в источнике ее появления. Такие действия, осуществленные на этапе проектирования, предусматривают применение бесшумного оборудования и правильный подбор режимов его работы. Во время строительства и дальнейшей эксплуатации производственных зданий эти мероприятия касаются мер по использованию технически исправного оборудования.

Второй метод снижения вибрации - ее устранение на пути распространения. Для этого осуществляется виброизоляция оборудования и воздуховодов, строятся виброизолирующие площадки, рабочие места оборудуются специальными ковриками и сиденьями. Кроме того, устранить вибрацию на пути ее распространения можно при выполнении целого комплекса акустических и архитектурно-планировочных мероприятий. В их числе:
- расположение источников вибрации в максимальном удалении от защищаемых объектов;
- целесообразное размещение оборудования;
- применение схемы виброизолированного и жесткого крепления агрегата и т. д.

Защита временем

Для того чтобы сохранить здоровье человека, работающего с ручными механизмами или оборудованием, передающим на тело колебательные движения, разрабатывают специальные режимы отдыха и труда. Так, существует ограничение времени контакта с машинами и механизмами до 1/3 смены. При этом обязательно устраивается два-три перерыва по 20-30 минут. Причем свободное от работы время в течение смены предусмотрено для проведения и разнообразных физиотерапевтических процедур.

Подобные режимы труда разрабатываются для виброопасных профессий и являются своеобразными профилактическими мероприятиями, направленными на сохранение здоровья человека.

Числовая вибрация имени

Контактируя с различными людьми, каждый из нас ведет себя совершенно по-разному. Причем все это зависит от отношения к собеседнику и от сложившейся ситуации. Мы презираем или уважаем, ненавидим или любим, прислушиваемся к их мнению или оно нам вовсе безразлично.

Если встретившийся на жизненном пути человек сдержан и немногословен, то такое поведение становится характерным и для нас. Весельчак и балагур, напротив, заставит смеяться и непременно поднимет настроение. Как же узнать ту индивидуальность человека, которая скрывается в глубине его души? Многое подскажет вибрация имени. Что это? Нумерологическое сложение согласных имени. При помощи этого способа можно определить характер родственников и супруга, друзей и любого человека, даже не зная той даты, когда он родился. Необходимо лишь знание 9 числовых вибраций, соответствующих имени. С их помощью можно подобрать ключик к человеческой душе и почувствовать себя настоящим магом. Недаром некоторые говорят, что это вибрация моего сердца. Ведь с помощью данного способа в руках человека появляется магическое оружие, которое принесет пользу тем, кто знает его силу воздействия и основное значение.

Буквы имени каждого человека скрывают в себе три значения его индивидуальности. Это числовая вибрация:
- гласных;
- согласных;
- суммы всех букв.

Данные числовые значения в совокупности дают характеристику самых важных сторон личности.

Существует и звуковая вибрация имени, ведь жизнь является непрерывным движением. Именно поэтому ей присуща своя вибрация. Своей собственной вибрацией обладает и каждое имя. В течении жизни ее значение постепенно передается и хозяину. Ученые полагают, что нижний порог таких вибраций находится на уровне 35000 колебаний в секунду, а верхний - на уровне 130000/сек. Те люди, которые обладают наиболее высоким коэффициентом, устойчивы к различного рода инфекциям. У них также наблюдаются высокие уровни моральных установок.

Точки измерения вибрации для оценки состояния машин и механизмов выбираются на корпусах подшипников или других элементов конструкции, которые в максимальной степени реагируют на динамические силы и характеризуют общее вибрационное состояние машин.

ГОСТ Р ИСО 10816-1-97 регламентируется проведение измерений вибрации корпусов подшипников в трех взаимно перпендикулярных направлениях, проходящих через ось вращения: вертикальном, горизонтальном и осевом ( а). Измерение общего уровня вибрации в вертикальном направлении проводится в наивысшей точке корпуса ( б). Горизонтальная и осевая составляющие измеряются на уровне разъёма крышки подшипника или горизонтальной плоскости оси вращения ( в, г). Измерения, проведенные на защитных кожухах, металлоконструкциях не позволяют определить техническое состояние механизма из-за нелинейности свойств данных элементов.

а) на электрических машинах; б) в вертикальном направлении; в, г) на корпусе подшипника

Расстояние от места установки датчика до подшипника должно быть кратчайшим, без контактных поверхностей различных деталей на пути распространения колебаний. Место установки датчиков должно быть достаточно жёстким (нельзя устанавливать датчики на тонкостенном корпусе или кожухе). Необходимо использовать одни и те же точки и направления измерения при проведении мониторинга состояния. Повышению достоверности результатов измерений способствует использование в характерных точках приспособлений для быстрой фиксации датчиков в определенных направлениях.

Крепление вибрационных датчиков регламентируется ГОСТ Р ИСО 5348-99 и рекомендациями изготовителей датчиков. Для крепления преобразователей поверхность, на которую он крепится, должна быть очищена от краски и грязи, а при измерении вибрации в высокочастотном диапазоне – от лакокрасочных покрытий. Контрольные точки, в которых проводится измерение вибрации, оформляются так, чтобы обеспечить повторяемость при установке датчика. Место измерения отмечают краской, кернением, установкой промежуточных элементов.

Масса преобразователя должна быть меньше массы объекта более чем в 10 раз. В магнитной державке, для крепления датчика используют магниты с силой удержания на отрыв 50…70 Н; на сдвиг 15…20 Н. Не закрепленный преобразователь отрывается от поверхности при ускорении более 1g.

Измерения ударных импульсов проводятся непосредственно на корпусе подшипника. При свободном доступе к корпусу подшипника измерения выполняются с помощью датчика (индикаторного щупа) в контрольных точках, указанных на . Стрелками указано направление расположения датчика при измерении ударных импульсов.

1 – индикаторный щуп прибора; 2 – корпус подшипника; 3 – распространение волн напряжения; 4 – подшипник качения; 5 – зона измерения ударных импульсов

Перед измерением ударных импульсов необходимо изучить чертёж конструкции механизма и убедиться в правильности выбора мест измерения, исходя из условий распространения ударных импульсов. Поверхность в месте измерений должна быть ровной. Толстый слой краски, грязи, окалины следует удалить. Датчик устанавливается в районе эмиссионного окна под углом 90 0 к корпусу подшипника, допускаемый угол отклонения не более 5 0 . Усилие прижатия щупа к поверхности контрольной точки должно быть постоянным.

Выбор частотного диапазона и параметров измерения вибрации

В механических системах, частота возмущающей силы совпадает с частотой реакции системы на эту силу. Это позволяет идентифицировать источник вибрации. Поиск возможных повреждений проводится на заранее определенных частотах механических колебаний. Большинство повреждений имеют жёсткую связь с частотой вращения ротора механизма. Кроме того, информативные частоты могут быть связаны с частотами рабочего процесса, частотами элементов механизма и резонансными частотами деталей.

• нижний частотный диапазон должен включать 1/3…1/4 оборотной частоты;
• верхний частотный диапазон должен включать 3-ю гармонику информативной частоты контролируемого элемента, например, зубчатого зацепления;
• резонансные частоты деталей должны находиться внутри выбранного частотного диапазона.

Анализ общего уровня вибрации

Первый этап диагностирования механического оборудования обычно связан с измерением общего уровня вибрационных параметров. Для оценки технического состояния проводится измерение среднеквадратичного значения (СКЗ) виброскорости в частотном диапазоне 10…1000 Гц (для частоты вращения меньше 600 об/мин используется диапазон 2…400 Гц). Для оценки состояния подшипников качения проводится измерение параметров виброускорения (пикового и СКЗ) в частотном диапазоне 10…5000 Гц. Низкочастотные колебания свободно распространяются по металлоконструкциям механизма. Высокочастотные колебания быстро затухают по мере удаления от источника колебаний, что позволяет локализовать место повреждения. Измерение в бесконечном количестве точек механизма ограничиваются измерениями в контрольных точках (подшипниковых узлах) в трех взаимноперпендикулярных направлениях: вертикальном, горизонтальном и осевом ().

Результаты измерения представляются в табличном виде () для последующего анализа, включающего несколько уровней.

Таблица 7 – Значения параметров вибрации для контрольных точек турбокомпрессора

Первый уровень анализа – оценка технического состояния выполняется по максимальному значению виброскорости зафиксированному в контрольных точках. Допустимый уровень определяется из стандартного ряда значений по ГОСТ ИСО 10816-1-97 (0,28; 0,45; 0,71; 1,12; 1,8; 2,8; 4,5; 7,1; 11,2; 18,0; 28,0; 45,0). Увеличение значений в данной последовательности в среднем составляет 1,6. В основе данного ряда положено утверждение – увеличение вибрации в 2 раза не приводит к изменению технического состояния. В стандарте предполагается, что увеличение значений на два уровня приводит к изменению технического состояния (1,6 2 = 2,56). Следующее утверждение – увеличение вибрации в 10 раз приводит к изменению технического состояния от хорошего до аварийного. Отношение вибрации на холостом ходу и под нагрузкой не должно превышать 10-ти кратного увеличения.

Для определения допустимого значения используется минимальное значение виброскорости зафиксированное в режиме холостого хода. Предположим, что во время предварительного обследования на холостом ходу получено минимальное значение виброскорости 0,8 мм/с. Безусловно, в данном случае, должны соблюдаться аксиомы работоспособного состояния. Желательно, границы состояний определять для оборудования, вводимого в эксплуатацию. Принимая ближайшее большее значение, из стандартного ряда 1,12 мм/с как границу хорошего состояния, имеем следующие оценочные значения при работе под нагрузкой:1,12…2,8 мм/с – функционирование без ограничения сроков; 2,8…7,1 мм/с – функционирование в ограниченном периоде времени; свыше 7,1 мм/с – возможны повреждения механизма при работе под нагрузкой.

Длительная эксплуатация механизма возможна при значении виброскорости менее 4,5 мм/с, зафиксированной во время работы механизма под нагрузкой при номинальной частоте вращения приводного двигателя.

Для оценки состояния подшипников качения при частоте вращения до 3000 об/мин рекомендуется использовать следующие соотношения пикового и среднеквадратичного (СКЗ) значений виброускорения в частотном диапазоне 10…5000 Гц: 1) хорошее состояние – пиковое значение не превышает 10,0 м/с 2 ; 2) удовлетворительное состояние – СКЗ не превышает 10,0 м/с 2 ; 3) плохое состояние наступает при превышении 10,0 м/с 2 СКЗ; 4) если пиковое значение превышает 100,0 м/с 2 – состояние становится аварийным.

Второй уровень анализа – локализация точек имеющих максимальную вибрацию. В виброметрии принят тезис о том, что, чем меньше значения параметров вибрации, тем техническое состояние механизма лучше. Не более 5% возможных повреждений связано с повреждениями при низком уровне вибрации. В целом большие значения параметров указывают на большее воздействие разрушительных сил и позволяют локализовать место повреждения. Различают следующие варианты увеличения (более 20%) вибрации:

1) увеличение вибрации по всему механизму наиболее часто связано с повреждениями основания – рамы или фундамента;
2) одновременное увеличение вибрации в точках 1 и 2 или 3 и 4 () свидетельствует о повреждениях, связанных с ротором данного механизма – дисбалансом, изгибом;
3) увеличение вибрации в точках 2 и 3 () является признаком повреждений, потери компенсирующих возможностей соединительного элемента – муфты;
4) увеличение вибрации в локальных точках указывает на повреждения подшипникового узла.

Третий уровень анализа – предварительный диагноз возможных повреждений. Направление большего значения вибрации в контрольной точке с большими значениями наиболее точно определяет характер повреждения. При этом используются следующие правила и аксиомы:

1) значения виброскорости в осевом направлении должны быть минимальны для роторных механизмов, возможная причина увеличения виброскорости в осевом направлении – изгиб ротора, несоосность валов;
2) значения виброскорости в горизонтальном направлении должны быть максимальны и обычно превышают на 20% значения в вертикальном направлении;
3) увеличение виброскорости в вертикальном направлении – признак повышенной податливости основания механизма, ослабление резьбовых соединений;
4) одновременное увеличение виброскорости в вертикальном и горизонтальном направлении указывает на дисбаланс ротора;
5) увеличение виброскорости в одном из направлений – ослабление резьбовых соединений, трещины в элементах корпуса или фундаменте механизма.

При измерении виброускорения достаточны измерения в радиальном направлении – вертикальном и горизонтальном. Желательно, проводить измерения в районе эмиссионного окна – зоны распространения механических колебаний от источника повреждения. Эмиссионное окно неподвижно при местной нагрузке и вращается, если нагрузка имеет циркуляционный характер. Увеличенное значение виброускорения наиболее часто возникает при повреждениях подшипников качения.

Измерения вибрации проводятся для каждого подшипникового узла, поэтому граф причинно-следственных связей () показывает зависимость между увеличением вибрации в определенном направлении и возможными повреждениями подшипников.

При измерении общего уровня вибрации рекомендуется проведений измерений виброскорости по контуру рамы, подшипниковой опоры в продольном или поперечном сечении (). Значения отношения вибрации опоры и фундамента определяющие состояние резьбовых соединений и фундамента:

• около 2,0 – хорошо;
• 1,4…1,7 – неустойчивый фундамент;
• 2,5…3,0 – ослабление резьбовых креплений.

Виброскорость в вертикальном направлении на фундаменте не должна превышать 1,0 мм/с.

Анализ ударных импульсов

Назначение метода ударных импульсов – определение состояния подшипников качения и качества смазки. Приборы для измерения ударных импульсов в некоторых случаях можно использовать для определения мест утечек воздуха или газа в арматуре трубопроводов.

Метод ударных импульсов впервые разработан фирмой «SPM Instrument» и основан на измерении и регистрации механических ударных волн, вызванных столкновением двух тел. Ускорение частиц материала в точке удара, вызывает волну сжатия, в виде ультразвуковых колебаний распространяющуюся во всех направлениях. Ускорение частиц материала в начальной фазе удара зависит только от скорости столкновения и не зависит от соотношения размеров тел.

Для измерения ударных импульсов используется пьезоэлектрический датчик, на который не оказывает влияние вибрации в низко- и среднечастотном диапазоне. Датчик механически и электрически настроен на частоту в 28…32 кГц. Вызванная механическим ударом фронтальная волна возбуждает затухающие колебания в пьезоэлектрическом датчике.

Пиковое значение амплитуды этого затухающего колебания прямо пропорционально скорости удара. Затухающий переходный процесс имеет постоянную величину затухания для данного состояния. Изменение и анализ затухающего переходного процесса позволяют оценить степень повреждения и состояние подшипника качения ().

Причины повышения ударных импульсов

1. Загрязнение смазки подшипника во время монтажа, во время хранения, в процессе эксплуатации.
2. Ухудшение эксплуатационных свойств смазочного материала в процессе эксплуатации приводящее к несоответствию применяемой смазки условиям работы подшипника.
3. Вибрация механизма, создающая повышенную нагрузку на подшипник. Ударные импульсы не реагируют на вибрацию, отражают ухудшение условий работы подшипника.
4. Отклонение геометрии деталей подшипника от заданной, в результате неудовлетворительного монтажа подшипника.
5. Неудовлетворительная центровка валов.
6. Повышенный зазор в подшипнике.
7. Ослабление посадки подшипника.
8. Ударные воздействия на подшипник, возникающие в результате работы зубчатого зацепления, соударений деталей.
9. Неисправности электромагнитной природы электрических машин.
10. Кавитация перекачиваемой среды в насосе, при которой в результате захлопывания газовых каверн в перекачиваемой среде непосредственно создаются ударные волны.
11. Вибрацией подсоединенных трубопроводов или арматуры, связанной с нестабильностью потока перекачиваемой среды.
12. Повреждение подшипника.

Контроль состояния подшипников качения методом ударных импульсов

На поверхности беговых дорожек подшипников всегда имеются неровности. При работе подшипника происходят механические удары и возникают ударные импульсы. Значение ударных импульсов зависит от состояния, поверхностей качения и окружной скорости. Ударные импульсы, генерируемые подшипником качения, увеличивается в 1000 раз, начиная от начала эксплуатации и заканчивая моментом, предшествующим замене. Испытания показали, что даже новый и смазанный подшипник генерирует ударные импульсы.

Для измерения таких больших величин применяется логарифмическая шкала. Увеличение уровня колебаний на 6 дБ соответствует увеличению в 2,0 раза; на 8,7 дБ – увеличению в 2,72 раза; на 10 дБ – увеличению в 3,16 раза; на 20 дБ – увеличению в 10 раз; на 40 дБ – увеличению в 100 раз; на 60 дБ – увеличению в 1000 раз.

Испытания показали, что даже новый и смазанный подшипник генерирует ударные импульсы. Значение этого начального удара выражается как dBi (dBi ‑ исходный уровень). По мере износа подшипника увеличивается значение dBa (величина общего ударного импульса).

Нормированное значение dBn для подшипника можно выразить как

dBn = dBa – dBi .

На приведена зависимость между dBn и ресурсом работы подшипника.

Шкала dBn разделена на три зоны (категории состояния подшипника): dBn < 20 дБ ‑ хорошее состояние; dBn = 20…40 дБ ‑ удовлетворительное состояние; dBn > 40 дБ ‑ неудовлетворительное состояние.

Определение состояния подшипника

Техническое состояние подшипника определяется по уровню и соотношению измеренных величин dB n и dB i . dB n – максимальное значение нормированного сигнала. dB i – пороговое значение нормированного сигнала – фон подшипника. Значение нормируемого сигнала определяется диаметром и частотой вращения контролируемого подшипника. Эти данные вносятся в прибор перед проведением измерений.

Во время работы подшипника пиковые удары различаются не только по амплитуде, но и по частоте. На приведены примеры оценки состояния подшипника и условий эксплуатации (монтаж, посадка, центровка, смазка) на основе соотношения амплитуды удара и частоты (количество ударов в минуту).

1. В хорошем подшипнике удары возникают в основном от качения шариков по неровностям беговой дорожки подшипника и создают нормальный уровень фона с низким значением амплитуды ударов (dB i < 10), на котором имеются случайные удары с амплитудой dB n < 20 дБ.
2. При появлении повреждений на беговой дорожке или телах качения на общем фоне возникают пиковые значения ударов с большой амплитудой dB n > 40 дБ. Удары возникают беспорядочно. Значения фона лежат в пределах dB i < 20 дБ. При сильном повреждении подшипника возможно увеличение фона. Как правило, наблюдается большая разница dB n и dB i .
3. При отсутствии смазки, слишком плотной или слабой посадке подшипника увеличивается фон подшипника (dB i > 10), даже если подшипник не имеет повреждений на беговых дорожках. Амплитуда пиковых ударов и фона относительно близки (dВ n = 30 дБ, dB i = 20 дБ).
4. При кавитации насосов уровни фона характеризуются высоким значением амплитуды. Измерение проводится на корпусе насоса. При этом следует иметь в виду, что криволинейные поверхности демпфируют ударные импульсы от кавитации. Разница пиковых значений и фона весьма мала (например, dB n = 38дБ, dB i = 30 дБ).
5. Механическое касание вблизи подшипника между вращающейся и неподвижной частями механизма вызывает ритмичные (повторяющиеся) ударные всплески пиковых значений.
6. Если подшипник подвергается ударной нагрузке, например, от хода поршня в компрессоре, ударные импульсы будут повторяющимися по отношению к рабочему циклу машины, поэтому общий фон (dB i ) и пиковые амплитуды (dB n ) самого подшипника легко определяются.

Вопросы для самостоятельного контроля

1. Где необходимо расположить контрольный точки для измерения параметов вибрации?
2. Какой стандарт регламентирует проведение измерений вибрации?
3. Где нельзя располагать контрольные точки для измерения вибрации?
4. Для проведения измерений ударных импульсов какие должны быть соблюдены требования?
5. Какие существуют требования при выборе частотного диапазона и параметров измерения вибрации?

24.10.2017, 17:42

Один из неприятных факторов, который может сказываться и на самочувствии сотрудников, и в итоге на их профессиональных возможностях – это вибрация на рабочих местах. Рассказываем, как закон регулирует этот вопрос.

Где установлены нормы вибрации на рабочем месте

Один из важнейших аспектов охраны труда – вибрация, которую испытывают на себе сотрудники во время исполнения своих трудовых функций.

На практике производственная вибрация рабочих мест может быть связана:

• с транспортными средствами (вождение и/или сопровождение);
• с особенностями работы производственного оборудования, механизмов и т. п.

С 2017 года уровень вибрации на рабочем месте устанавливает Раздел IV СанПиН 2.2.4.3359-16, который называется «Санитарно-эпидемиологические требования к физическим факторам на рабочих местах». Он утверждён постановлением Главного государственного санитарного врача РФ от 21 июня 2016 года № 81.

Виды вибрации

С точки зрения гигиены труда, вибрацию указанный СанПиН делит на несколько типов, которые раскрыты ниже в таблице.

Типы и виды вибрации

При этом общая вибрация 3-й категории по месту действия бывает:

• в постоянной рабочей зоне;
• на складах, в столовых, бытовых, дежурных и других производственных помещениях, где нет машин с вибрацией;
• в помещениях заводоуправления, конструкторских бюро, лабораторий, учебных пунктов, вычислительных центров, здравпунктов, конторских помещениях, рабочих комнатах и др. для персонала умственного труда.

Показатели вибрации

С научной точки зрения, санитарные нормы вибрации рабочих мест основаны на следующих показателях:

• корректированное виброускорение (aw, м с-2);
• корректированный уровень виброускорения (Law, дБ);
• эквивалентное виброускорение.

В результате оценку вибрации на рабочем месте проводят на основе сложных формул и соответствующих вычислений:

Измерение вибрации

Чтобы сделать правильное измерение вибрации на рабочем месте, применяют специальные методики, которые прошли аттестацию. При этом основной прибор – виброметр – должен отвечать 2-м условиям:

1. Соответствует требованиям ГОСТ ИСО 8041-2006 «Вибрация. Воздействие вибрации на человека. Средства измерений».

2. Оснащен октавными и третьоктавными фильтрами класса 1 по национальному стандарту РФ (ГОСТ Р 8.714-2010 (МЭК 61260:1995) «Фильтры полосовые октавные и на доли октавы. Технические требования и методы испытаний».

Нормы допустимой вибрации

Ниже в таблице показаны лимиты допустимой вибрации на рабочем месте.

Лимиты вибрации в рабочей зоне

Как видно, вибрацию, которая влияет на сотрудника, проверяют методом интегральной оценки по эквивалентному корректированному уровню виброускорения с учетом времени воздействия вибрации.

Учтите, что данные требования к вибрации на рабочих местах актуальны и для 40-часовой трудовой недели, и для сокращённого рабочего дня.

Нельзя работать при локальной вибрации с текущими среднеквадратичными уровнями, которые превышают нормы более чем на 12 дБ (в 4 раза) по интегральной оценке.

Кроме того, нельзя работать при общей вибрации с текущими среднеквадратичными уровнями выше норм на 24 дБ (в 8 раз) по интегральной оценке.

Вибрация

Что такое вибрация?

Вибрация — это колебание твердых тел или частиц с частотой меньше 20 Гц, которое воспринимается человеком через осязание.

Чем вредно длительное воздействие вибрации на человека?

Вибрации сверх допустимых санитарных норм вредно действуют на нервную и сердечно-сосудистую системы. Работающие, длительное время подвергающиеся вредному воздействию вибрации, заболевают вибрационной болезнью, основными признаками которой являются нервно-сосудистые нарушения пальцев рук, что проявляется в повышенной чувствительности к охлаждению рук (онемение, посинение или бледнение их), появлением болей в суставах кистей и пальцев, а также головные боли, повышенная утомляемость и раздражительность.

Что может служить источником вредных вибраций в сельском хозяйстве?

Вредному воздействию вибраций может подвергаться механизатор, работающий на тракторе или другой какой-либо сельскохозяйственной машине. Ручной электро- или пневмоинструмент, применяемый при ремонте сельскохозяйственной техники, также может создавать вибрации, вредные для работающего. Это наиболее распространенные источники вибрации.

Какие установлены предельно допустимые санитарные нормы на вибрацию?

Нормы, ограничивающие вибрации при работе с механизмами и оборудованием и на рабочем месте, приведены в таблице 8.

Таблица 8. Ограничивающие нормы вибрации

На частотах до 11 Гц нормируются для рабочих мест следующие колебательные смещения:

Кто дает разрешение на работу с инструментом, у которого вибрация превышает санитарные нормы?

Такое разрешение администрация предприятия должна получать от местных органов санитарно-эпидемиологической службы.

Запрещается работать с машинами, уровни вибрации которых более чем в 4 раза (более 12 дБ) превышают санитарные нормы.

Чем измеряют вибрацию?

Для измерения вибраций на рабочих местах используют вибромеры и вибрографы различных моделей. Наиболее распространен измеритель шума и вибраций ИШВ-1. Вибрацию инструмента измеряют также шумомерами.

Как определяют параметры вибрации машин?

Параметры вибрации машин определяют по данным технической документации для новых машин, а для эксплуатируемых — по данным фактических замеров, проводимых не реже одного раза в год, а также после ремонтов для всех видов машин, а для ручных — не реже двух раз в год.

Какое установлено допустимое время контакта работающего с вибрирующим инструментом или на рабочем месте с машиной, не отвечающими требованиям санитарных норм?

Время контакта работающих в этом случае зависит от величины превышения допустимых уровней санитарных норм и соответствует следующим величинам (табл. 9).

Таблица 9. Допустимое время контакта работающих с виброинструментом, не отвечающим санитарным нормам

Чтобы ликвидировать влияние вредных вибраций на работающего, необходимо соблюдать соотношение длительности воздействия вибрации и выполнения других операций, не связанных с ней, не менее 1:2. Например, при превышении санитарных норм вибрации ручной машины до 9 дБ целесообразно устанавливать порядок работы машиной по 10 мин с периодами других видов работ по 20 мин каждый, то есть 10 + 20+10 + 20 + 10 + 20+10=100 мин. В остальное рабочее время (480—100 = 380 мин) должны проводиться работы, не связанные с вибрацией.

Какие требования предъявляются к вибрирующему оборудованию?

К вибрирующему оборудованию относят механизированный инструмент, механизмы, органы ручного управления, приспособления или обрабатываемые детали, при работе с которыми возникают вибрации, превышающие 20% от предельно допустимых сапитарными нормами.

К эксплуатации должны допускаться только исправвое, в пределах допустимых износов оборудование, инструмент, механизмы или приспособления.

Оборудование и машины, генерирующие вибрации, после ремонта перед вводом в эксплуатацию проверяют па соответствие вибрации санитарным нормам.

Запрещается использовать вибрирующее оборудование в режимах, отличающихся от паспортного, если возникающие при этом вибрации, передаваемые на руки работающих, и усилия нажатия превышают санитарно-допустимые нормы.

Какие требования предъявляются к обслуживающему персоналу вибрирующего оборудования?

К работе с вибрирующим оборудованием допускаются лица не моложе 18 лет, прошедшие медицинский осмотр, имеющие соответствующую квалификацию и сдавшие технический минимум по правилам безопасного выполнения работ.

Запрещается допускать к работе, связанной с воздействием вибрации, лиц, страдающих сердечно-сосудистыми заболеваниями, активной формой туберкулеза, язвенной болезнью, вегетативно-эндокринными расстройствами, функциональными нарушениями периферической и центральной нервной системы, психическими заболеваниями, заболеваниями опорно-двигательного аппарата, болезнями среднего и внутреннего уха, хроническими заболеваниями печени.

При работе с вибрирующим оборудованием, удовлетворяющим требованиям санитарных норм, суммарное время контакта с вибрирующими поверхностями не должно превышать 2/3 длительности рабочего дня. При таком режиме труда, если прочие факторы условий труда соответствуют санитарным нормам, обеденный перерыв должен быть не менее 40 мин и установлены два регламентировапных перерыва для активного отдыха, проведения производственной гимнастики и физиопрофилактических процедур: 20 мин через 1...2 ч после начала смены и 20...30 мин через 2 ч после обеденного перерыва.

Запрещаются сверхурочные работы с вибрирующим оборудованием.

Работу с вибрирующим оборудованием проводят, как правило, в отапливаемых помещениях с температурой воздуха не менее 16°, при влажности его 40...60% и скорости движения не более 0,3 м/с.

При работе в холодный период года в неотапливаемых помещениях или на открытом воздухе для периодического обогрева работающих должны создавать отапливаемые помещения с температурой воздуха 22°С при скорости его движения не более 0,3 м/с и влажности 40...60%.

На рабочих местах предусматривают местный обогрев. Работающих с механизированным инструментом обеспечивают индивидуальными средствами защиты от вибрации.

Все работающие, занятые на работах с вибрирующим оборудованием, один раз в год проходят периодические осмотры с участием врачей: терапевта, невропатолога, отоларинголога, а по показаниям — и других специалистов.

Рабочих, у которых проявляются даже начальные признаки вибрационной болезни, переводят на работу, не связанную с воздействием вибрации и шума.

Для профилактики вибрационной болезни рекомендуется периодически использовать рабочих на других операциях, не связанных с воздействием на них вибрации. С этой целью на ремонтных предприятиях внедряют комплексные бригады, где ее члены при выполнении производственных процессов чередуются рабочими местами.