Comment gérer les vibrations. Mesures de lutte contre le bruit et les vibrations industrielles. Extrait de travail

Description.

Ceci est confirmé par les facteurs suivants : une proportion élevée de travailleurs employés sur des lieux de travail qui ne répondent pas aux exigences ergonomiques, sanitaires et hygiéniques et aux règles de sécurité ; croissance rapide du niveau de morbidité professionnelle et d'accidents du travail ; une augmentation de la gravité des accidents du travail et de son niveau d'issue fatale.

Extrait du travail.

Introduction ………………………………………………………………………………… 3

1. La notion de vibration industrielle ……………………………………… .. 4

2. L'effet des vibrations sur le corps humain ……………………………………….. 5

3. Outils de rationnement et d'évaluation vibratoire ………………………………..…. 9

4.Méthodes et moyens de protection contre les vibrations ………………………………………... 12

Conclusion ……………………………………………………………………….. 15

Bibliographie ………………………………………………………………. 16

Introduction.

Dans les conditions de formation d'une économie de marché, les problèmes de sécurité des personnes deviennent l'un des problèmes sociaux les plus aigus. Cela est dû aux accidents et aux maladies professionnelles, qui entraînent dans certains cas la mort, alors que plus de la moitié des entreprises industrielles et agricoles appartiennent à la classe de risque professionnel maximal.

L'augmentation des maladies professionnelles et des accidents du travail, le nombre de catastrophes et d'accidents d'origine humaine, le sous-développement de la réadaptation professionnelle, sociale et médicale des victimes au travail nuisent à la vie des travailleurs, à leur santé et conduisent à une nouvelle détérioration de la situation. situation démographique du pays.

1. Le concept de vibration industrielle

Vibrations - vibrations mécaniques des mécanismes, des machines ou, conformément à GOST 12.1.012-78, les vibrations sont classées comme suit.

Selon le mode de transmission à une personne, les vibrations sont divisées en générales, transmises par les surfaces d'appui au corps d'une personne assise ou debout, et locales, transmises par les mains d'une personne.

La direction distingue les vibrations agissant le long des axes du système de coordonnées orthogonales pour les vibrations générales, agissant le long de l'ensemble du système de coordonnées orthogonales pour les vibrations locales.

Selon la source d'apparition, les vibrations sont divisées en transport (lors du mouvement des machines), transport-technologique (lors de la combinaison du mouvement avec le processus technologique, épandage d'engrais, fauchage ou battage avec une moissonneuse-batteuse automotrice, etc.) et technologique (lorsque des machines fixes fonctionnent)

La vibration est caractérisée par la fréquence f, c'est-à-dire nombre d'oscillations et une seconde (Hz), amplitude A, c'est-à-dire déplacement des vagues ou hauteur de levage par rapport à la position d'équilibre (mm), vitesse V (m/s) et accélération. L'ensemble de la gamme de fréquences de vibration est également divisée en bandes d'octave : 1, 2, 4, 8, 16, 32, 63 125, 250, 500, 1000, 2000 Hz. Les valeurs absolues des paramètres caractérisant la vibration varient dans une large plage, c'est pourquoi la notion de niveau de paramètres est utilisée, qui est le rapport logarithmique de la valeur du paramètre à sa valeur de référence ou seuil.

2. L'effet des vibrations sur le corps humain.

Lorsque vous travaillez dans des conditions de vibrations, la productivité du travail diminue et le nombre de blessures augmente. Sur certains lieux de travail de la production agricole, les vibrations dépassent les valeurs normalisées et, dans certains cas, sont proches de la limite. Les niveaux de vibrations sur les commandes ne répondent pas toujours aux normes. Habituellement, les vibrations à basse fréquence qui affectent négativement le corps prédominent dans le spectre vibratoire. Certains types de vibrations affectent négativement les systèmes nerveux et cardiovasculaire, l'appareil vestibulaire. L'effet le plus nocif sur le corps humain est exercé par les vibrations dont la fréquence coïncide avec la fréquence des vibrations naturelles des organes individuels, dont les valeurs approximatives sont les suivantes (Hz) : estomac - 2 ... 3 ; reins - 6...8 ; cœur - 4...6 ; intestins - 2...4 ; appareil vestibulaire - 0,5..L.3; yeux - 40...100, etc.

L'impact sur les réflexes musculaires atteint 20 Hz ; le siège du tracteur chargé de la masse de l'opérateur a une fréquence de vibration naturelle de 1,5 ... 1,8 Hz et les roues arrière du tracteur - 4 Hz. La vibration est transmise au corps humain au moment du contact avec un objet vibrant : lorsqu'on agit sur les membres, une vibration locale se produit, et sur l'ensemble du corps - une vibration générale. Les vibrations locales affectent les tissus neuromusculaires et le système musculo-squelettique et entraînent des spasmes des vaisseaux périphériques. Avec des vibrations prolongées et intenses, dans certains cas, une pathologie professionnelle se développe (elle est le plus souvent provoquée par des vibrations locales) : maladie vibratoire périphérique, cérébrale ou cérébro-périphérique. Dans ce dernier cas, on observe des modifications de l'activité cardiaque, une excitation générale ou, à l'inverse, une inhibition, de la fatigue, l'apparition de douleurs, une sensation de tremblement des organes internes et des nausées. Dans ces cas, les vibrations affectent également l’appareil ostéoarticulaire, les muscles, la circulation périphérique, la vision et l’audition. Les vibrations locales provoquent des spasmes des vaisseaux sanguins qui se développent à partir des phalanges terminales des doigts, se propagent à toute la main, à l'avant-bras et recouvrent les vaisseaux du cœur.

Le corps humain est considéré comme une combinaison de masses et d’éléments élastiques. Dans un cas, il s'agit de l'ensemble du torse avec le bas de la colonne vertébrale et le bassin, dans l'autre, le haut du torse combiné avec la partie supérieure de la colonne vertébrale, incliné vers l'avant. Pour une personne debout sur une surface vibrante, il existe 2 pics de résonance à des fréquences de 5... 12 et 17... 25 Hz, pour une personne assise à des fréquences de 4... 6 Hz. Pour la tête, les fréquences de résonance sont de l’ordre de 20…30 Hz. Dans cette gamme de fréquences, l'amplitude des oscillations de la tête peut dépasser de 3 fois l'amplitude des épaules. Les oscillations des organes internes, de la poitrine et de la cavité abdominale révèlent une résonance à des fréquences de 3,0 ... 3,5 Hz.

L'amplitude maximale des oscillations de la paroi abdominale est observée à des fréquences de 7...8 Hz. Avec une augmentation de la fréquence des oscillations, leur amplitude lors de leur transmission à travers le corps humain est affaiblie. En position debout et assise, ces atténuations sur les os du bassin sont égales à 9 dB par octave de changement de fréquence, sur la poitrine et la tête - 12 dB, sur l'épaule -12 ... 14 dB. Ces données ne s'appliquent pas aux fréquences de résonance, sous l'influence desquelles il n'y a pas un affaiblissement, mais une augmentation de la vitesse de vibration.

Dans les conditions de production, les machines manuelles dont la vibration présente des niveaux d'énergie maximaux (le niveau maximum de vitesse de vibration) dans les bandes de basses fréquences (jusqu'à 36 Hz), provoquent une pathologie vibratoire avec une lésion prédominante du tissu neuromusculaire et du système musculo-squelettique . Lorsque vous travaillez avec des machines manuelles, dont la vibration a un niveau d'énergie maximum dans la région des hautes fréquences du spectre (au-dessus de 125 Hz), des troubles principalement vasculaires se produisent. Lorsqu'elle est exposée à des vibrations à basse fréquence, la maladie survient après 8 à 10 ans et lorsqu'elle est exposée à des vibrations à haute fréquence - après 5 ans et plus tôt. La vibration générale de différents paramètres provoque un degré différent de gravité des modifications du système nerveux (central et autonome), du système cardiovasculaire et de l'appareil vestibulaire.

Selon les paramètres (fréquence, amplitude), les vibrations peuvent affecter à la fois positivement et négativement les tissus individuels et le corps dans son ensemble. Les vibrations sont utilisées dans le traitement de certaines maladies, mais le plus souvent les vibrations (industrielles) sont considérées comme un facteur nocif. Par conséquent, il est important de connaître les caractéristiques limites qui séparent les effets positifs et négatifs des vibrations sur une personne. Pour la première fois, le scientifique français Abbé Saint Pierre a attiré l'attention sur la valeur utile des vibrations, qui a conçu en 1734 une chaise vibrante pour les pommes de terre de canapé, qui augmente le tonus musculaire et améliore la circulation sanguine. Au début du XXe siècle. en Russie, le professeur de l'Académie de médecine militaire A.E. Shcherbak a prouvé qu'une vibration modérée améliore la nutrition des tissus et accélère la cicatrisation des plaies.

Les vibrations industrielles, caractérisées par une amplitude et une durée d'action importantes, provoquent de l'irritabilité, de l'insomnie, des maux de tête et des douleurs douloureuses dans les mains des personnes manipulant un outil vibrant. Avec une exposition prolongée aux vibrations, le tissu osseux se reconstruit : sur les radiographies, vous pouvez voir des rayures qui ressemblent à des traces de fracture - des zones de plus grande contrainte, où le tissu osseux se ramollit. La perméabilité des petits vaisseaux sanguins augmente, la régulation nerveuse est perturbée, la sensibilité de la peau change. Lorsque vous travaillez avec un outil mécanisé manuel, une acroasphyxie (symptôme de doigts morts) peut survenir - perte de sensibilité, blanchiment des doigts et des mains. Lorsqu'ils sont exposés à des vibrations générales, les modifications du système nerveux central sont plus prononcées : des vertiges, des acouphènes, des troubles de la mémoire, des troubles de la coordination des mouvements, des troubles vestibulaires et une perte de poids apparaissent.

Paramètres de base de la vibration : fréquence et amplitude des oscillations. Un point oscillant avec une certaine fréquence et amplitude se déplace avec une vitesse et une accélération en constante évolution : elles sont maximales au moment de son passage par la position de repos initiale et diminuent jusqu'à zéro dans les positions extrêmes. Par conséquent, le mouvement oscillatoire est également caractérisé par la vitesse et l’accélération, qui sont des dérivées de l’amplitude et de la fréquence. De plus, les sens humains ne perçoivent pas la valeur instantanée des paramètres vibratoires, mais la valeur réelle.

Les vibrations sont souvent mesurées avec des instruments dont les échelles sont étalonnées non pas en valeurs absolues de vitesse et d'accélération, mais en décibels relatifs. Par conséquent, les caractéristiques vibratoires sont également le niveau de vitesse vibratoire et le niveau d’accélération vibratoire. En considérant une personne comme une structure dynamique complexe avec des paramètres variables dans le temps, on peut distinguer des fréquences qui provoquent une forte augmentation des amplitudes d'oscillations de l'ensemble du corps dans son ensemble et de ses organes individuels. Avec des vibrations inférieures à 2 Hz, agissant sur une personne le long de la colonne vertébrale, le corps bouge dans son ensemble. Les fréquences de résonance ne dépendent pas beaucoup des caractéristiques individuelles des personnes, puisque le principal sous-système qui réagit aux vibrations est les organes abdominaux, vibrant en une seule phase. La résonance des organes internes se produit à une fréquence de 3 ... 3,5 Hz et à 4 ... 8 Hz, ils sont déplacés.

Si la vibration agit dans un plan horizontal le long d'un axe perpendiculaire à la colonne vertébrale, alors la fréquence de résonance du corps est due à la flexion de la colonne vertébrale et à la rigidité des articulations de la hanche. La zone de résonance de la tête d'une personne assise correspond à 20…30 Hz. Dans cette plage, l'amplitude de l'accélération vibratoire de la tête peut être trois fois supérieure à l'amplitude des vibrations des épaules. La qualité de la perception visuelle des objets se détériore considérablement à une fréquence de 60 ... 70 Hz, ce qui correspond à la résonance des globes oculaires.

Des chercheurs japonais ont découvert que la nature de la profession détermine certaines caractéristiques de l'action des vibrations. Par exemple, les maladies gastriques sont répandues chez les chauffeurs de camion, les sciatiques chez les conducteurs de débardeurs sur les chantiers forestiers et l'acuité visuelle est réduite chez les pilotes, en particulier ceux qui travaillent dans des hélicoptères. Les violations de l'activité nerveuse et cardiovasculaire chez les pilotes surviennent 4 fois plus souvent que chez les représentants d'autres professions.

3. Rationnement et moyens d'évaluation des vibrations.

Rationnement. Le but de la normalisation des vibrations est de prévenir les troubles fonctionnels et les maladies, la fatigue excessive et la diminution des performances. La réglementation hygiénique est basée sur des indications médicales. Le rationnement établit les doses journalières ou hebdomadaires admissibles qui préviennent les troubles fonctionnels ou les maladies des travailleurs dans les conditions de travail.

Quatre critères ont été établis pour normaliser l'impact des vibrations : assurer le confort, maintenir les performances, maintenir la santé et assurer la sécurité. Dans ce dernier cas, les niveaux maximaux admissibles pour les lieux de travail sont utilisés.

Concernant les vibrations, il existe une réglementation technique (s'applique à la source de vibration) et hygiénique (détermine la limite maximale de vibration sur les lieux de travail). Ce dernier limite les niveaux de vitesse de vibration et d'accélération dans des bandes d'octave ou de tiers d'octave de fréquences moyennes géométriques.

Dans l'évaluation hygiénique des vibrations, les paramètres normalisés sont les valeurs efficaces de la vitesse de vibration (et leurs niveaux logarithmiques) ou de l'accélération des vibrations à la fois dans les octaves individuelles et dans les bandes de troisième octave. Pour les vibrations locales, les normes introduisent des restrictions uniquement dans les bandes d'octave. Par exemple, lorsque des pauses régulières sont établies pendant un quart de travail avec vibrations locales, les valeurs admissibles du niveau de vitesse de vibration sont augmentées.

Dans le cas d'une évaluation intégrale par fréquence, le paramètre normalisé est la valeur corrigée du paramètre vibratoire contrôlé, mesurée à l'aide de filtres spéciaux. La vibration locale est estimée à partir de la valeur moyenne corrigée sur la durée d'exposition.

La vibration affectant une personne est normalisée pour chaque direction établie. Des normes hygiéniques de vibration dans l'analyse de fréquence (spectrale) sont établies pour une durée d'exposition de 480 minutes. Les normes d'hygiène en niveaux logarithmiques des valeurs efficaces de la vitesse de vibration pour les vibrations locales générales en fonction de la catégorie (1.2, 3a, b, c, d) sont données dans GOST 12.1.012-78 ; les normes y sont également indiquées avec une estimation intégrale par la fréquence du paramètre normalisé. Ces valeurs constituent la base des normes SN 245-71 et des exigences dans le cadre du SSBT.

Les vibrations sont classées selon les critères suivants : selon la méthode d'impact sur une personne - générale et locale ; selon la source de l'événement - transport (lors du mouvement des machines), transport et technologique (lors de la combinaison du mouvement avec le processus technologique, par exemple lors de la tonte ou du battage avec une moissonneuse-batteuse automotrice, du creusement de tranchées avec une excavatrice, etc. ) et technologique (lorsque des machines fixes fonctionnent, par exemple des unités de pompage );

par fréquence d'oscillation - basse fréquence (moins de 22,6 Hz), moyenne fréquence (22,6 ... 90 Hz) et haute fréquence (plus de 90 Hz) ; la nature du spectre – étroit et large bande ; temps d'action - constant et non constant ; ce dernier, à son tour, est divisé en oscillant dans le temps, intermittent et impulsif.

Les normes de vibration sont définies pour trois directions mutuellement perpendiculaires le long des axes du système de coordonnées orthogonales. Lors de la mesure et de l'évaluation de la vibration globale, il ne faut pas oublier que l'axe X est situé dans la direction allant du dos à la poitrine humaine, l'axe Y va de l'épaule droite vers la gauche, l'axe Z est verticalement le long de le corps. Lors de la mesure des vibrations locales, il convient de prendre en compte le fait que l'axe Z est dirigé le long de l'outil à main et que l'axe X Y lui est perpendiculaire.

La norme établit les normes séparément pour les vibrations de transport (catégorie 1), les transports et technologiques (catégorie 2) et technologiques (catégorie 3) ; en outre, les normes de la troisième catégorie sont divisées en sous-catégories : Pour - pour les vibrations agissant sur les postes de travail permanents des locaux industriels ; 3b - sur les lieux de travail des entrepôts, des locaux domestiques, de service et de service, dans lesquels il n'y a pas de machines générant des vibrations ; Sv - dans les chambres pour travailleurs mentaux.

Moyens d'évaluation. Les vibrations sont mesurées par des vibromètres de types NVA-1 et ISHV-1. L'équipement NVA-1, équipé des capteurs piézométriques D-19, D-22, D-26, permet de déterminer la vitesse et l'accélération des vibrations à basse fréquence. Le complexe de mesure des vibrations comprend un transducteur de mesure (capteur), un amplificateur, des filtres passe-bande et un appareil d'enregistrement. Paramètres contrôlés - valeurs efficaces de la vitesse de vibration, de l'accélération ou de leurs niveaux (dB) dans les bandes de fréquences d'octave. Les paramètres de vibration sont déterminés dans la direction où la vitesse de vibration est la plus grande.

4. Méthodes et moyens de protection contre les vibrations.

Pour se protéger des vibrations, les méthodes suivantes sont utilisées : réduire l'activité vibratoire des machines ; désaccord par rapport aux fréquences de résonance ; amortissement des vibrations ; isolation des vibrations; amortissement des vibrations, ainsi que des équipements de protection individuelle.

Les mesures de lutte contre le bruit et les vibrations sont en grande partie les mêmes.

Tout d'abord, il faut faire attention au processus technologique et à l'équipement, si possible, remplacer les opérations accompagnées de bruit ou de vibrations par d'autres. Dans certains cas, il est possible de remplacer le forgeage du métal par son emboutissage, son rivetage et son ciselage - par pressage ou soudage électrique, nettoyage du métal à l'émeri - par le feu, sciage avec des scies circulaires - découpe avec des ciseaux spéciaux, etc. Il est nécessaire de s'assurer qu'un tel remplacement ne crée pas de risques supplémentaires susceptibles d'avoir un effet plus néfaste sur les travailleurs que le bruit et les vibrations.

L'élimination ou la réduction du bruit et des vibrations des unités et ensembles rotatifs ou mobiles est obtenue, tout d'abord, par un ajustement précis de toutes les pièces et le débogage de leur travail (réduction au minimum des tolérances entre les pièces connectées, élimination des distorsions, équilibrage, lubrification en temps opportun , etc.). Des ressorts ou des matériaux amortisseurs (caoutchouc, feutre, liège, plastiques souples, etc.) doivent être posés sous les machines rotatives ou vibrantes ou sous les composants individuels (entre les pièces en collision). Dans les cas où cela est autorisé selon les conditions techniques, il est conseillé de remplacer les roulements par des roulements lisses, les entraînements à courroie plate par une courroie cousue par des en forme de coin, les entraînements par engrenages par des sans engrenages, les pièces et ensembles avec mouvements alternatifs. avec ceux en rotation.

Il est déconseillé de placer les parties tournantes de la machine (roues, engrenages, arbres, etc.) d'un seul côté de celle-ci : cela complique l'équilibrage et entraîne des vibrations. Les grandes surfaces vibrantes qui génèrent du bruit (cliquetis), telles que les caissons, les plafonds, les couvercles, les parois des chaudières et des réservoirs lors de leur rivetage ou de leur nettoyage, les tambours culbutés, etc., doivent être reliées plus étroitement aux pièces fixes (bases), posées sur choc. -des coussinets absorbants ou recouverts d'un matériau similaire par le haut.

Pour éviter les turbulences des flux d'air ou de gaz qui créent un bruit à haute fréquence, il est nécessaire d'installer soigneusement les communications et dispositifs de gaz et d'air, en particulier ceux sous haute pression, en évitant la rugosité des surfaces internes, les parties saillantes, les virages serrés, les fuites, etc. Pour libérer de l'air ou du gaz comprimé, il ne faut pas utiliser de simples robinets, mais des vannes spéciales comme Ludlo. La pression de l'air ou du gaz dans les systèmes ne peut pas être augmentée au-dessus des valeurs nécessaires pour un processus technologique donné, pour lequel il est souhaitable d'installer des limiteurs de pression. La vitesse circonférentielle des turbines de ventilateur et autres pièces rotatives des équipements entraînant les flux d'air ne doit pas dépasser 35 à 40 m/s. Pour les raccordements des ventilateurs avec les conduits d'air, et dans certains cas les communications gaz et air, il est conseillé de réaliser des transitions douces (caoutchouc, manchons en toile, joints en caoutchouc sur brides, etc.). Des silencieux sont installés sur les échappements des installations pneumatiques.

Les solutions architecturales, constructives et de planification jouent un rôle important dans la lutte contre le bruit et les vibrations lors de la conception et de la construction de bâtiments industriels. Tout d'abord, il est nécessaire de déplacer les équipements les plus bruyants et vibrants en dehors des locaux de production où se trouvent les ouvriers ; si cet équipement nécessite une surveillance périodique constante ou fréquente, des cabines insonorisées ou des locaux pour le personnel de service sont aménagés sur le lieu de son placement.

Les locaux comportant des équipements bruyants et vibrants doivent être isolés autant que possible des autres zones de travail. De même, il est conseillé d’isoler les pièces ou les zones présentant des bruits d’intensité et de spectre différents les uns des autres. Les murs et plafonds des pièces bruyantes sont recouverts de matériaux insonorisants, d'enduits acoustiques, de tentures souples, de panneaux perforés doublés de laine de laitier, etc.

Des machines puissantes et autres équipements rotatifs ou à percussion sont installés à l'étage inférieur sur une fondation spéciale, complètement séparée de la fondation principale du bâtiment, ainsi que du plancher et des structures porteuses. De tels équipements de moindre puissance sont installés sur les structures porteuses du bâtiment avec des joints en matériaux amortisseurs ou sur des consoles montées sur les murs principaux. Les équipements générateurs de bruit sont recouverts de caissons ou enfermés dans des cabines isolées dotées de revêtements insonorisants. Les communications gazeuses ou aériennes, par lesquelles le bruit peut se propager (provenant des compresseurs, des actionneurs pneumatiques, des ventilateurs, etc.), sont également insonorisées.

Divers suppresseurs de bruit (antiennes) sont utilisés comme équipement de protection individuelle lors de travaux dans des pièces bruyantes. Ils sont réalisés soit sous forme d'inserts constitués de matériaux souples insonorisants insérés dans le conduit auditif externe, soit sous forme d'écouteurs portés sur l'oreillette.

Lorsque vous travaillez dans des conditions d'exposition à des vibrations générales, une plate-forme spéciale d'amortissement des vibrations (amortissante) est placée sous les pieds du travailleur. Lorsqu'elles sont exposées à des vibrations locales (plus souvent sur les mains), les poignées et autres parties vibrantes des machines et outils (par exemple, un marteau pneumatique) qui entrent en contact avec le corps du travailleur sont recouvertes de caoutchouc ou d'un autre matériau souple. Les mitaines jouent également un rôle amortisseur. Des mesures de contrôle des vibrations sont prévues non seulement pour le travail direct avec des outils, machines ou autres équipements vibrants, mais également pour le contact avec des pièces et des outils soumis aux vibrations de la source principale.

Il est nécessaire d'organiser le processus de travail de manière à ce que les opérations accompagnées de bruit ou de vibrations alternent avec d'autres travaux sans ces facteurs. S'il est impossible d'organiser une telle alternance, il est nécessaire de prévoir de courtes pauses périodiques de travail avec arrêt des équipements bruyants ou vibrants ou déplacement des travailleurs dans un autre local. Les efforts physiques importants, en particulier le stress statique, ainsi que le refroidissement des mains et de l'ensemble du corps doivent être évités ; pendant les pauses, il est impératif de faire des exercices physiques (pauses d'éducation physique).

Lors de la candidature à un emploi associé à une éventuelle exposition au bruit ou aux vibrations, des examens médicaux préalables obligatoires sont effectués et, au cours du travail, des examens médicaux périodiques une fois par an.

Les méthodes courantes pour réduire les vibrations sont :

affaiblissement des vibrations à la source de leur formation grâce à des solutions constructives, technologiques et expérimentales (méthode technique) ;

réduction de l'intensité des vibrations sur le chemin de leur propagation (méthode technologique) ;

L'élimination des causes de vibrations dans les machines et les mécanismes par des solutions constructives et technologiques est la mesure la plus rationnelle (élimination des déséquilibres, des jeux, des jeux, remplacement des mécanismes à manivelle par des mécanismes à cames, etc.). L'affaiblissement des vibrations à la source de leur formation est réalisé lors de la fabrication des équipements.

La réduction de l'intensité des vibrations le long du trajet de propagation peut être réalisée par l'amortissement, l'amortissement dynamique et l'isolation des vibrations.

L'isolation vibratoire est une méthode de protection contre les vibrations, qui consiste à réduire la transmission des vibrations des sources d'excitation à l'objet protégé à l'aide de dispositifs de couplage élastiques supplémentaires - fondations et isolateurs de vibrations placés entre eux. Cette liaison élastique peut être utilisée pour réduire la transmission des vibrations du socle vers une personne ou vers l'unité protégée.

Les isolateurs de vibrations sont à ressort, en caoutchouc et combinés. Les isolateurs de vibrations à ressort présentent un certain nombre d'avantages par rapport aux isolateurs de vibrations en caoutchouc, car ils peuvent être utilisés pour isoler les basses et les hautes fréquences et conserver leurs propriétés élastiques plus longtemps. Dans le cas de transmission de fréquences plus élevées par des isolateurs de vibrations (en raison de faibles pertes internes des aciers), ils sont installés sur des joints en caoutchouc (isolateur de vibrations combiné). Les patins en caoutchouc plein doivent être sous forme de dalles nervurées ou perforées pour assurer une déformation horizontale.

L'isolation vibratoire est également réalisée à l'aide de connecteurs flexibles dans les communications avec les conduits d'air, les structures porteuses des bâtiments, dans les outils mécanisés portatifs.

Le principal indicateur qui détermine l'isolation vibratoire d'une machine, une unité installée sur une isolation vibratoire avec une certaine rigidité et masse, est le coefficient de transmission ou coefficient d'isolation vibratoire. Il montre quelle proportion de la force dynamique ou de l'accélération de la force ou de l'accélération totale agissant de la part de la machine est transmise par les isolateurs de vibrations à la fondation ou à la fondation.

La fréquence de la force perturbatrice ; en cas de déséquilibre du rotor de la machine (moteur électrique, ventilateur, etc.).

où n est la vitesse de rotation, tr/min, m est le nombre d'harmoniques (m =, 2, 3, ...) que d'autres fréquences des forces perturbatrices peuvent battre.

Fréquence propre de la machine

Règlement statique d'un isolateur de vibrations (ressorts, caoutchouc) sous l'action de sa propre masse M de la machine, voir Il peut être déterminé -

xctat = g / (2рf 0)І.

Plus le tirage statique est important, plus la fréquence propre est basse et plus l’isolation vibratoire est efficace.

Isolateurs - les amortisseurs commencent à produire leur effet (KP<1)лишь при частоте возмущения

Quand f? les isolateurs de vibrations transfèrent intégralement les vibrations à la fondation (KP=1) voire les amplifient (KP>1). L'effet de l'isolation vibratoire est d'autant plus élevé que le rapport f/f 0 est grand.

Par conséquent, pour une meilleure isolation vibratoire de la fondation par rapport aux vibrations des machines à une fréquence connue de la force perturbatrice f, il est nécessaire de réduire la fréquence propre de la machine sur les isolateurs de vibrations f 0 pour obtenir des rapports f/f 0 élevés, qui est obtenu soit en augmentant la masse de la machine [M], soit en réduisant la rigidité de l'isolation vibratoire "c". Avec une fréquence propre connue f 0 - l'effet de l'isolation vibratoire sera d'autant plus élevé que la fréquence perturbatrice f est grande par rapport à la fréquence f 0 .

L'isolation vibratoire sera plus efficace si la fondation sur laquelle l'unité est montée est suffisamment massive. Cette exigence est remplie lorsque la condition

(fp2/f 2- 1)M/4m > 10,

où fp est la fréquence de vibration naturelle de la fondation la plus proche de la fréquence de la force motrice ; M est la masse de la fondation (kg) ; m est la masse de l'unité isolante (kg).

La valeur de KP pour une isolation efficace varie de 1/8 à 1/6 avec un rapport fréquence forcée/fréquence propre du système égal à 3 - 4.

L'amortissement des vibrations est utilisé pour isoler une personne des équipements vibrants. L'amortissement des vibrations s'entend comme une diminution du niveau de vibration de l'objet protégé lorsque des résistances réactives supplémentaires sont introduites dans le système. Le plus souvent, ceci est obtenu lors de l'installation des unités sur des bases amortissant les vibrations. La masse de la fondation est choisie de telle manière que l'amplitude des oscillations de la base de la fondation ne dépasse en aucun cas 0,1-0,2 mm, et pour les structures particulièrement critiques - 0,005 mm.

L'affaiblissement de la transmission des vibrations à la fondation est généralement caractérisé par la valeur de l'isolation vibratoire (VI).

VI =?Z = Z01-Z02 =

Mais le plus souvent, l'amplitude d'oscillation est utilisée comme critère pour le paramètre de vibration. Il est utilisé pour limiter les vibrations des agrégats et des fondations - il détermine les forces dynamiques agissantes.

où le signe « 1 » fait référence aux paramètres de vibration avant les événements, et « 2 » - après les événements, après la protection contre les vibrations.

Si le niveau de vitesse de vibration de l'unité et la valeur normalisée du niveau de vitesse de vibration Znorm sont connus, il est alors possible de déterminer la valeur requise pour réduire le niveau logarithmique de vitesse de vibration.

Amortissement des vibrations - absorption des vibrations - le processus de réduction du niveau de vibration de l'objet protégé en convertissant l'énergie des vibrations mécaniques d'un système oscillant en énergie thermique lors du processus de dissipation de l'énergie dans l'espace environnant, ainsi que dans le matériau de éléments élastiques. Ces pertes sont causées par des forces de frottement - forces dissipatives, pour lesquelles l'énergie de la source vibrante est continuellement et nécessaire consommée.

Si la dissipation d'énergie se produit dans un milieu visqueux, alors la force dissipative est directement proportionnelle à la vitesse de vibration et est appelée amortissement.

L'amortissement des vibrations consiste à réduire le niveau de vibration de l'objet protégé en convertissant l'énergie des vibrations mécaniques d'un système oscillant en énergie thermique.

relation entre la vitesse de vibration et la force motrice, où Fm est la force motrice ;

m - coefficient de résistance, composant actif de la résistance aux vibrations ;

(msch - s / sch) - partie réactive de la résistance ;

msh - résistance inertielle (masse par fréquence angulaire) ;

s/u - résistance élastique (coefficient de rigidité par fréquence angulaire) ;

Impédance mécanique du système.

L'amortissement des vibrations est déterminé par le coefficient de résistance du système "m", avec le changement duquel l'impédance mécanique du système change. Plus l'effet d'amortissement des vibrations est élevé, plus l'effet d'amortissement des vibrations peut être obtenu.

Pour l'amortissement des vibrations, des matériaux à friction interne élevée (plastiques, bois, caoutchouc, etc.) sont utilisés. Les matériaux élasto-visqueux - les mastics - tondront sur les surfaces vibrantes.

Pour lutter contre les vibrations acoustiques des systèmes de ventilation et de climatisation, les conduits d'air sont reliés aux ventilateurs par des connecteurs flexibles ; lors du passage à travers les structures du bâtiment, des raccords et des joints amortisseurs sont placés sur les conduits d'air.

L'amortissement des vibrations est réalisé :

- en réalisant des objets oscillants à partir de matériaux à fort facteur de perte, c'est-à-dire à partir de matériaux composites : bicouche - "acier-aluminium", à partir d'alliages Cu - Ni, Ni - Co, ainsi que de revêtements plastiques sur métal, etc. Les matériaux amortisseurs de vibrations sont caractérisés par un facteur de perte « z » : alliages « Cu - Ni » - 0,02-0,1 ; matériaux en couches - 0,15-0,40 ; caoutchouc, plastiques souples - 0,05 - 0,5 ; mastic - 0,3 - 0,45.
- appliquer des matériaux à facteur de perte élevé sur des objets oscillants.

L'action de tels revêtements repose sur l'affaiblissement des vibrations par le transfert d'énergie vibratoire en énergie thermique lors de la déformation des revêtements.

Absorbant les vibrations les revêtements sont divisés en revêtements durs et mous.

Rigide - feutre de toiture, plastique, feutre bitomisé, isolation en verre.

Souple - plastiques souples, caoutchouc, mousse plastique.

Mastics - Antivibrit, WD 17 - 58.

Suppression dynamique - amortissement des vibrations - amortissement des oscillations en connectant des impédances réactives supplémentaires au système - système oscillatoire supplémentaire, fréquence propre, qui est accordé sur la fréquence principale de l'unité. Dans ce cas, en choisissant la masse et la rigidité de l'amortisseur de vibrations, les vibrations sont réduites.

Dans le sens de propagation, les vibrations sont réduites à l'aide de dispositifs supplémentaires intégrés à la structure de la machine, à l'aide de revêtements amortisseurs, ainsi qu'à l'aide de la synchronisation anti-phase de deux ou plusieurs sources d'excitation.

Les moyens d'amortissement dynamique des vibrations selon le principe de fonctionnement sont divisés en dynamiques (ressort, pendule, agissant en antiphase par rapport au système oscillatoire) et en chocs (ressort, pendule - comme suppresseurs de bruit).

L'amortissement dynamique des vibrations est également réalisé lorsque l'unité est installée sur une fondation massive.

L'amortisseur de vibrations est fixé rigidement à l'unité vibrante, par conséquent, à chaque instant, des oscillations sont excitées qui sont en antiphase par rapport aux oscillations de l'unité.

Sans frottement, la condition suivante doit être satisfaite :

Où F- fréquence des oscillations naturelles de la machine (unité) ; F 0 - fréquence excitée.

L'inconvénient de l'amortissement dynamique est que les amortisseurs n'agissent qu'à une certaine fréquence correspondant à son mode d'oscillation résonant : amortisseurs de vibrations pendulaires ou à impact pour amortir les oscillations d'une fréquence de 0,4 à 2,0 Hz ; ressort - 2,0 - 10,0 Hz ; flottant - au-dessus de 10 Hz.

Vibration- il s'agit d'un processus oscillatoire dans lequel des éléments individuels de systèmes mécaniques et autres passent périodiquement par la position d'équilibre.

Les vibrations sont causées par des forces déséquilibrées.

Les principales sources de vibrations sont les entraînements électriques, les organes de travail des machines à percussion, les masses en rotation, les roulements, les engrenages, etc.

Selon la source de vibration, elle se divise en transports, résultant du mouvement des machines ; transport et technologique, lorsque simultanément au mouvement la machine exécute un processus technologique ; technologique, résultant du fonctionnement d'équipements et de machines fixes.

La sensation de vibration est perçue par une personne à travers l'impact de mouvements oscillatoires sur la peau, les tissus neuromusculaires et osseux.

Les vibrations peuvent avoir deux effets sur le corps. En cas d'exposition intense et prolongée, il peut provoquer des maladies graves. À faible intensité et durée, les vibrations peuvent réduire la fatigue, augmenter le métabolisme, le tonus, etc.

Selon le mode de transmission à une personne, les vibrations sont divisées en générales, transmises à travers les surfaces d'appui jusqu'au corps d'une personne assise ou debout.

personne, et locale, transmise par les mains d'une personne. Les vibrations générales, affectant les systèmes nerveux et cardiovasculaire, provoquent des maux de tête, des nausées, l'apparition de douleurs internes, une sensation de tremblement des organes internes, des troubles de l'appétit, des troubles du sommeil, etc. Les vibrations locales (locales) entraînent des spasmes des vaisseaux sanguins qui se développent à partir des phalanges terminales, les doigts et à travers la main et l'avant-bras recouvrent les vaisseaux du cœur, altèrent la circulation périphérique (en raison de spasmes des vaisseaux des extrémités), entraînent une diminution de la sensibilité à la douleur, une mobilité articulaire limitée, etc.

L'orientation principale pour la protection du personnel contre les vibrations est l'automatisation et la mécanisation des processus de production. Cependant, dans les cas où l'automatisation et la mécanisation ne sont pas possibles, les méthodes et moyens suivants pour gérer les vibrations sont utilisés.

Réduire la possibilité de génération de vibrations dans la source. Pour ce faire, lors du choix des schémas cinématiques et techniques, il convient de privilégier les schémas dans lesquels les effets dynamiques et les accélérations qu'ils provoquent sont réduits. A cet effet, remplacer par exemple : l'estampage par pressage ; rivetage par soudage; redressage par impact par laminage ; mécanisme à manivelle tournant uniformément ; roulements, paliers lisses; engrenages (droits) avec spécial

(par exemple, hélicoïdal). L'important dans ce cas est l'équilibrage des masses en rotation, le choix des modes de fonctionnement, le nombre de tours, la qualité du traitement de surface, la présence de jeux, de jeux, de lubrification, etc.

Réduction des vibrations le long de ses chemins de propagation utilisant efficacement l'absorption des vibrations, l'exclusion des modes de résonance, l'amortissement des vibrations, l'isolation des vibrations, etc.

Absorption des vibrations(amortissement des vibrations) est mis en œuvre en utilisant des matériaux à haute résistance interne (alliages de métaux non ferreux, matériaux polymères et caoutchouteux), ainsi qu'en utilisant des feuilles absorbant les vibrations et des revêtements de mastic (à frottement interne élevé) des surfaces vibrantes. Les revêtements en feuilles sont constitués de matériaux semblables au caoutchouc (vini-por). Les revêtements au mastic sont plus progressifs.

Exclusion des modes de résonance produit en changeant la masse T ou rigidité du système q :

Où F 0 - fréquence naturelle du système.

Amortissement des vibrations mis en œuvre en installant des machines et des unités sur des bases individuelles (fondations), augmentant la rigidité du système

(par exemple, du fait de nervures de rigidification), installation sur un système d'amortisseurs de vibrations dynamiques (pour un spectre discret).

Isolation des vibrations est obtenu en introduisant une connexion élastique dans les systèmes oscillatoires, qui empêche la transmission des vibrations des machines à la base, aux éléments structurels adjacents ou à une personne. À cette fin, divers isolateurs de vibrations sont utilisés - ressorts, caoutchouc, combinés, ainsi que des inserts flexibles dans la communication des conduits d'air, séparation des plafonds et des structures de support par connexion flexible, etc.

Les mesures organisationnelles et préventives comprennent des exigences relatives au personnel (âge, examen médical, instruction), une limitation du temps de travail avec une source de vibration (outil vibrant), un travail dans une pièce avec une température supérieure à 16 ° C, des procédures à l'eau chaude pour les mains. , gymnastique industrielle spéciale, prophylaxie vitaminique (apport quotidien en vitamines B et C),

pauses de travail (toutes les heures 10-15 minutes), etc.

Une mesure importante pour la prévention des maladies liées aux vibrations chez les travailleurs consiste à limiter la durée d'exposition aux vibrations, ce qui est effectué par

établir un régime de travail intra-poste pour les personnes exerçant des professions à risque de vibrations.

Le mode de fonctionnement est défini lorsque la charge vibratoire est dépassée sur

opérateur au moins 1 dB (1,12 fois), mais pas plus de 12 dB (4 fois).

machines qui génèrent de telles vibrations.

Pour se protéger contre les vibrations, les méthodes suivantes sont utilisées :

1. réduction de l’activité vibratoire des machines ;
2. désaccord par rapport aux fréquences de résonance ;
3. amortissement des vibrations ; isolation des vibrations;
4. amortissement des vibrations,
5. équipement de protection individuelle

Les principales méthodes de protection contre les vibrations sont divisées en deux groupes :

1. réduction des vibrations à la source de leur apparition ;
2. réduction des paramètres de vibration le long du trajet de sa propagation depuis la source.

Réduction des vibrations à la source de leur apparition. Afin de réduire les vibrations à la source de leur apparition, il est nécessaire de réduire les forces variables agissant dans le système, ce qui est obtenu en remplaçant les processus technologiques dynamiques par des processus statiques (par exemple, il est recommandé de remplacer le forgeage et l'emboutissage par le pressage , redressage-laminage par choc, rivetage pneumatique - soudage, etc. ), il est également recommandé de sélectionner avec soin les modes de fonctionnement des équipements afin que les vibrations soient minimes. Un équilibrage minutieux des mécanismes rotatifs, l'utilisation de boîtes de vitesses spéciales à faible niveau de vibration et d'autres mesures donnent un grand effet. Il est important que les fréquences de vibration correspondantes de la machine ou de l'installation ne coïncident pas avec les fréquences des forces variables provoquant la vibration. Sinon, une résonance peut se produire, ce qui augmentera l'amplitude des vibrations (déplacement des vibrations) de l'appareil, ce qui peut entraîner sa panne ou sa destruction. Il est possible d'éliminer les modes de fonctionnement résonants de l'équipement et ainsi de réduire le niveau de vibration soit en modifiant la masse et la sévérité du système vibrant, soit en établissant un nouveau mode de fonctionnement de l'unité.

Réduction des paramètres de vibration le long du trajet de sa propagation depuis la source. La protection contre les vibrations par amortissement des vibrations (absorption des vibrations) est la conversion de l'énergie des oscillations mécaniques du système en énergie thermique, ceci est obtenu en utilisant des matériaux spéciaux dans la conception des unités vibrantes (par exemple, des alliages de cuivre-nickel, nickel- titane, systèmes titane-cobalt), l'utilisation de matériaux bicouches tels que acier-aluminium, acier-cuivre. Les matériaux traditionnels ont également une bonne capacité d’amortissement des vibrations : plastiques, bois, caoutchouc. Un effet significatif est obtenu en appliquant des revêtements absorbant les vibrations sur les pièces vibrantes - divers matériaux élastiques-visqueux, tels que le plastique ou le caoutchouc, ainsi que divers mastics.

L'amortissement des vibrations ou amortissement dynamique des vibrations est obtenu principalement par l'installation de machines et de mécanismes vibrants sur des fondations massives et solides. La masse de la fondation est calculée de telle manière que l'amplitude des oscillations de sa semelle soit comprise entre 0,1 et 0,2 mm et pour les structures particulièrement importantes - 0,005 mm. Une méthode de protection assez efficace est l'isolation vibratoire, qui consiste à réduire la transmission des vibrations de l'appareil vibrant à l'objet protégé en plaçant des dispositifs élastiques entre eux. Ces appareils sont appelés isolateurs de vibrations. Comme isolateurs de vibrations, on utilise des supports à ressorts ou des joints élastiques en caoutchouc, liège, etc. il est possible d'utiliser une combinaison de ces dispositifs (isolateurs de vibrations combinés). Pour réduire les vibrations d'un outil à main, ses poignées sont réalisées à l'aide d'éléments élastiques - des isolateurs de vibrations qui réduisent le niveau de vibration. Les méthodes de protection contre les vibrations évoquées ci-dessus sont des méthodes de protection collective. L'équipement de protection individuelle comprend des gants, des gants et des protections spéciaux. Pour protéger les pieds, des chaussures anti-vibrations sont utilisées, équipées de joints en matériaux amortisseurs élastiques (plastique, caoutchouc ou feutre) afin de prévenir les maladies dues aux vibrations du personnel travaillant avec des équipements vibrants.