Obecné průmyslové vibrace: klasifikace, typy a jejich interakce

2025 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Naposledy změněno: 2025-01-24 13:14

Výrobní vibrace představují nebezpečí jak pro lidské zdraví, tak pro stavební konstrukce, procesní zařízení. Vlivem mechanických vibrací se urychluje opotřebení strojů, zkracuje se doba mezi jejich opravami a snižuje se přesnost měřicích přístrojů a řídicích zařízení. Vibrace přenášené pevnými základy ovlivňují také ostatní, nevýrobní prostory a personál údržby. Hodnocení škodlivých výkyvů je součástí systému hygienického a hygienického hodnocení pracovních podmínek.

Obecný koncept

Výrobní vibrace vznikají v důsledku mechanických vibrací pracovních strojů, pohybu kapalin a dalších nevyvážených vlivů. Zvýšená hladina vibrací má negativní dopad na lidské zdraví, snižuje jeho výkonnost a při dlouhodobé expozici způsobuje nemoci z povolání. Proto jsou otázky boje proti mechanickým vibracím v sanitárních zařízeních obzvláště důležité.

Vibrace mohou být přenášeny na osobu přímo kontaktem se zařízením nebo nástroji,a nepřímo - prostřednictvím prvků průmyslových prostor. Požadavky na kontrolu tohoto nepříznivého faktoru a jeho maximální přípustné hodnoty jsou stanoveny v řadě regulačních dokumentů (SN 2.2.4-2.1.8.566-96, SP 1102-73, GOST 12.1.012-2004, SanPiN 2.2. 4.3359-16 a další).

Zobrazení

Klasifikace průmyslových vibrací se provádí podle několika kritérií:

1. Podle lokalizace:

• Obecné. Takové vibrace působí na nervový, muskuloskeletální, kardiovaskulární systém, gastrointestinální trakt (bolest v žaludku nebo v dolní epigastrické oblasti). Při dlouhodobé expozici může dojít k onemocnění vibrací – nevyléčitelné patologii.
• Místní (místní), přenášené na končetiny člověka při odpočinku na vibrujícím povrchu.

2. Podle původu:

• Pro místní výkyvy: z ručního nebo nepoháněného nářadí.
• Pro obecné vibrace: Kategorie I, II a III (popsáno níže).

3. Směr v prostoru: X, Y, Z-oscilace. Nejnebezpečnější jsou ty, které směřují podél osy těla.

4. Spektrum:

• Úzké pásmo (úroveň vibrací jedné třetiny oktávy, kterou je třeba ovládat, je o 15 dB vyšší než v sousedních sekcích stejné šířky).
• Širokopásmové (jejich spektrum je spojité po dobu delší než 1 oktáva).

5. Frekvence:

• Nízkofrekvenční (<4 a <16 Hz pro obecné a místní vibrace).
• Střední frekvence(<16 a <63 Hz); o vysokofrekvenční (<63 respektive <1000 Hz).

6. Podle trvání:

• Trvalé.
• Periodické (kolísavé, přerušované, impulzivní).

Typy obecných průmyslových vibrací

Obecné vibrace podle zdroje jsou rozděleny do 3 typů:

1. Doprava (nejvíce náchylné jsou stroje jako traktory, důlní doprava, kombajny, nákladní auta, sněžné pluhy);
2. Dopravní a technologické (vyskytující se při pohybu po povrchu průmyslových areálů - bagry, jeřáby, plničky podlahy pro nakládání vsázky do pece, kolejová vozidla pro stavbu a opravy železnice, betonové dlaždice a další zařízení).
3. Technologické, vznikající ze stacionárních zařízení (stroje, lisy, čerpadla, ventilátory, vrtná, chemická a petrochemická zařízení a další).

Funkce

Hlavní indikátory popisující různé typy průmyslových vibrací jsou následující:

• Kruhová frekvence (počet kmitů za sekundu). Při měření vibrací je spektrum vibrací rozděleno do frekvenčních pásem, pro každé z nich se odhaduje intenzita. K tomu se používají oktávové filtry, jejichž jmenovitá šířka pásma je rovna jedné oktávě.
• Amplituda (maximální odchylka) vibračního pohybu.
• Nejvyšší nebo efektivní hodnota rychlosti vibrací a zrychlení.

Zdroje

Produkční zdroje vibrací podle typu obecných vibrací zahrnují:

• úzkopásmové – stavební vozidla, tramvaje, traktory, kombajny, tramvaje, železniční vozy a lokomotivy;
• polyharmonické (měnící se podle periodického zákona) - kovoobráběcí a dřevoobráběcí stroje, spalovací motory, hydraulické turbíny a generátory, kompresory, textilní stroje, vibrodopravníky;
• náhodné a polyharmonické – vrtačky, jeřáby, sbíječky a vrtačky do hornin, stroje na těžbu zeminy a uhlí.

Místní vibrace generují nástroje jako:

• rotační (brusky a leštičky, motorové pily);
• rotační rázové utahováky;
• perkusivní (sekací kladiva, nýtovače);
• nárazové rotační (těžební mechanizované nástroje, děrovače);
• lisování (nůžky s více než 500 údery za minutu).

Těmto vibracím jsou vystaveni štěpkovači, nýtovači, řezači, brusiči a další pracovníci.

Důvody

Příčinou vibrací jsou nevyvážené silové účinky - vratné nebo rotační; rázové interakce v ozubených kolech, valivá ložiska, ventily motoru a kompresoru, klikové mechanismy. Mechanické vibrace se mohou vyskytovat také v robotických závodech a linkách.

Jako faktory designu a technologieprůmyslové prostory způsobující vibrace, lze rozlišit:

• nesprávné uspořádání základen a základů vybavení;
• nadměrná tuhost konstrukcí (upevnění pracovních plošin, sedadel, ovládacích prvků a dalších prvků);
• designové prvky vybavení;
• technologické chyby při výrobě komponentů (nevyváženost rotujících setrvačníků, hřídelí, chyby při výrobě dílů);
• špatná instalace zařízení na místě;
• zvýšené zatížení nebo rychlost během provozu;
• Nevčas naplánovaná preventivní údržba zařízení.

Účinek na lidské tělo

Dopad průmyslových vibrací na lidské zdraví je komplexní:

• poruchy kostí a kloubů – dystrofické léze páteře (osteochondróza, spondylóza), snížená hustota kostí (osteoporóza);
• zhoršení buněčné a humorální imunity;
• kardiovaskulární onemocnění (angiospasmus - zúžení krevních cév, porucha krevního oběhu a výživy tkání, rozvoj žilní stáze);
• mikrotraumatizace tkání;
• snížená aktivita antioxidačních obranných enzymů;
• neuropatie.

Při déletrvajících lokálních vibracích se projevuje necitlivost prstů, rozvíjejí se onemocnění kloubů a neurózy končetin. Obecná vibrace také ovlivňuje vestibulární aparát, gastrointestinální trakt, orgánysmyslů (snížení zrakové ostrosti a sluchu) a dalších systémů. Nejškodlivější vibrace jsou ty, jejichž frekvence se pohybuje v rozmezí 3-30 Hz, protože jejich hodnoty se blíží přirozeným vibracím lidských orgánů (dochází k rezonančnímu jevu). Vibrace o frekvenci 6-9 Hz mohou způsobit prasknutí vnitřních orgánů.

Závažnost vlivu mechanických vibrací závisí na následujících faktorech:

• spektrální složení;
• direction;
• impact site;
• trvání.

Vibrační nemoc

Systémový vliv průmyslových vibrací přispívá ke vzniku onemocnění z vibrací. Je léčitelná pouze v raných stádiích. Pokud následně dojde k nevratným změnám ve vnitřních orgánech, není možné se toho zbavit.

Jako subjektivní příznaky se tato patologie projevuje ve formě následujících příznaků:

• závratě, bolesti hlavy, blikající „mouchy“v očích;
• pukavá bolest v pažích, horší v noci;
• necitlivost, chlad, bělost, otoky prstů; pálení, mravenčení v nich;
• zlý sen;
• cítím se hůř;
• snížení výkonu.

Jiné znaky jsou také charakteristické:

• hypotenze;
• mnohočetné orgánové selhání způsobené nedostatečným krevním zásobením (ve fázi dekompenzace);
• snížená tepová frekvence;
• metabolické poruchy (hypotyreóza a jiné patologie);
• snížitcitlivost;
• angiodystonia;
• patologie muskuloskeletálního systému (myofibróza, artróza) a další.

Rationing

Přidělování výrobních vibrací se provádí, aby se vyloučila možnost onemocnění vibracemi u pracovníků a zaměstnanců. Řízené parametry jsou regulovány GOST 12.1.012-90, který obsahuje tabulky s omezujícími hodnotami hlavních indikátorů.

Hygienické normy průmyslových vibrací obecného a místního typu jsou normalizovány v závislosti na geometrických středních hodnotách frekvence oscilací. Existuje několik tříd nebezpečí, u kterých je možný výskyt onemocnění z vibrací. První odpovídá minimální úrovni (optimální pracovní podmínky), při které nedochází ke kontaktu s obecnými a místními vibracemi.

Hygienická a hygienická opatření k prevenci negativních následků mechanických vibrací zahrnují certifikaci pracovišť, předběžný a aktuální hygienický dozor, kontrolu používání osobních ochranných prostředků (rukavice tlumící vibrace, obuv).

Metody

Existuje několik metod pro hodnocení průmyslových vibrací:

• frekvence - měří se spektrum vibrací (střední kvadratické hodnoty rychlosti vibrací a zrychlení jsou vypočteny v plných frekvenčních pásmech nebo 1/3 rozsahu);
• celkový (integrální) odhad podle frekvence (upravená hodnota rychlosti vibrací a zrychlení nebo jejich logaritmické ukazatele);

integrální, zohledňující dobu trvání účinku vibrací o ekvivalentní hodnotu

Faktory hmotnosti se volí podle doporučení CH 2.2.4/2.1.8.566-96.

Nástroje

Měření mechanických vibrací za pracovních podmínek se provádí pomocí následujících přístrojů:

• vibrometry (IShV-1, Assistant, VShV-003, modely od Brüel & Kjær a další);
• hmotnostní a pásmové filtry;
• snímače vibrací (řada DN vyráběná Vibropribor, Brüel & Kjær a další);
• měřiče hladiny zvuku (pro detekci ekvivalentních úrovní v běžných frekvenčních pásmech);
• záznamníky úrovně;
• magnetografy pro záznam vibrací za účelem provádění frekvenční analýzy, výpočet ekvivalentní úrovně.

Měřicí body se vybírají na površích, které jsou v kontaktu s lidským tělem. Pokud pracoviště není trvalé, pak se kontrola provádí minimálně ve 3 bodech s maximálními vibracemi. Pro měření obecných vibrací se volí přístroje s vyšší citlivostí. Vibrační senzory jsou instalovány ve třech vzájemně kolmých rovinách.