Vibració industrial general: classificació, tipus i la seva interacció

2024 Autora: Howard Calhoun | [email protected]. Última modificació: 2023-12-17 10:21

La vibració de producció suposa un perill tant per a la salut humana com per a les estructures d'edificis i equips de procés. Sota la influència de les vibracions mecàniques, s'accelera el desgast de les màquines, es redueix el període de temps entre les seves reparacions i es redueix la precisió dels instruments de mesura i dels equips de control. Transmesa a través de fonaments sòlids, la vibració també afecta altres instal·lacions que no són de producció i personal de manteniment. L'avaluació de les fluctuacions nocives s'inclou en el sistema d'avaluació sanitària i higiènica de les condicions de treball.

Concepte general

La vibració de producció es produeix com a resultat de la vibració mecànica de les màquines de treball, el moviment de fluids i altres influències desequilibrades. Un augment del nivell de vibració té un impacte negatiu en la salut humana, reduint el seu rendiment, i amb una exposició prolongada provoca mal alties professionals. Per tant, els problemes de lluita contra les vibracions mecàniques en el sanejament són d'especial importància.

La vibració es pot transmetre a una persona tant directament mitjançant el contacte amb equips o eines,i indirectament - a través dels elements dels locals industrials. Els requisits per controlar aquest factor desfavorable i els seus valors màxims permesos s'estableixen en una sèrie de documents reguladors (SN 2.2.4-2.1.8.566-96, SP 1102-73, GOST 12.1.012-2004, SanPiN 2.2. 4.3359-16 i altres).

Vistes

La classificació de la vibració industrial es fa segons diversos criteris:

1. Per localització:

• General. Aquesta vibració afecta el sistema nerviós, musculoesquelètic, cardiovascular, el tracte gastrointestinal (dolor a l'estómac o a la regió epigàstrica inferior). Amb una exposició prolongada, es pot produir una mal altia per vibracions, una patologia incurable.
• Local (local), transmès a les extremitats d'una persona quan descansa sobre una superfície vibrant.

2. Per origen:

• Per a fluctuacions locals: d'eines manuals o sense motor.
• Per a vibracions generals: categories I, II i III (es descriuen a continuació).

3. Direcció en l'espai: X, Y, Z-oscil·lacions. Els més perillosos són els que es dirigeixen al llarg de l'eix del cos.

4. Espectre:

• Banda estreta (el nivell de vibracions d'un terç d'octava a controlar és 15 dB més alt que en seccions veïnes de la mateixa amplada).
• Banda ampla (el seu espectre és continu durant més d'1 octava).

5. Freqüència:

• Baixa freqüència (<4 i <16 Hz per a vibracions generals i locals, respectivament).
• Freqüència mitjana(<16 i <63 Hz); o alta freqüència (<63 i <1000 Hz respectivament).

6. Per durada:

• Permanent.
• Periòdic (fluctuant, intermitent, impulsiu).

Tipus de vibració industrial general

Les vibracions generals per font es divideixen en 3 tipus:

1. Transport (les màquines com ara tractors, transport de mines, combines, camions, llevaneus són les més susceptibles);
2. Transports i tecnològics (es produeixen quan es mou per la superfície de les instal·lacions industrials: excavadores, grues, màquines d'ompliment de sòls per carregar càrrega al forn, material mòbil per a la construcció i reparació del ferrocarril, llambordes de formigó i altres equips).
3. Tecnològica, derivada d'equips estacionaris (màquines, premses, bombes, ventiladors, perforació, instal·lacions químiques i petroquímiques i altres).

Característiques

Els principals indicadors que descriuen diversos tipus de vibració industrial són els següents:

• Freqüència circular (nombre d'oscil·lacions per segon). Quan es mesuren les vibracions, l'espectre de vibracions es divideix en bandes de freqüència, per a cadascuna de les quals s'estima la intensitat. Per a això, s'utilitzen filtres d'octava, l'amplada de banda nominal dels quals és igual a una octava.
• Amplitud (desviació màxima) del moviment de vibració.
• El valor més alt o rms de la velocitat i l'acceleració de la vibració.

Fonts

Les fonts de producció de vibracions, segons el tipus de vibracions generals, inclouen:

• banda estreta: vehicles de construcció, tramvies, tractors, recol·lectores, tramvies, vagons de ferrocarril i locomotores;
• poliharmònic (canviant segons una llei periòdica) - màquines per a metalls i fusteria, motors de combustió interna, turbines i generadors hidràulics, compressors, màquines tèxtils, vibrotransportadors;
• atzar i poliharmònic: màquines perforadores, grues, martells neumàtics i perforadores de roca, màquines de mineria de terra i carbó.

La vibració local la generen instruments com ara:

• rotativa (esmoladores i polidores, motoserres);
• claus d'impacte rotatives;
• percussiva (martells d'estella, rebladores);
• rotatori d'impacte (eines mecanitzades per a mineria, perforadores);
• premsament (tisores amb més de 500 cops per minut).

Les estelladores de metalls, les rebladores, les taladores, les rectificadores i altres treballadors estan exposats a aquesta vibració.

Motius

La causa de les vibracions són efectes de força desequilibrats: alternatius o rotatius; interaccions de xoc en engranatges, coixinets, vàlvules del motor i del compressor, mecanismes de manovella. Les vibracions mecàniques també es poden produir en plantes i línies robòtiques.

Com a factors de disseny i tecnologia,locals industrials que causen vibracions, es poden distingir els següents:

• disposició incorrecta de les bases i fonaments de l'equip;
• excessiva rigidesa de les estructures (subjecció de plataformes de treball, seients, comandaments i altres elements);
• funcions de disseny de l'equip;
• errors tecnològics en la fabricació de components (desequilibri de volants giratoris, eixos, errors en la fabricació de peces);
• instal·lació deficient d'equips al lloc;
• càrrega o velocitat augmentada durant el funcionament;
• Manteniment preventiu programat intempestiu dels equips.

Efecte sobre el cos humà

L'impacte de la vibració industrial en la salut humana és complex:

• trastorns ossis i articulars: lesions distròfiques de la columna vertebral (osteocondrosi, espondilosi), disminució de la densitat òssia (osteoporosi);
• deteriorament de la immunitat cel·lular i humoral;
• mal alties cardiovasculars (angiospasme: estrenyiment dels vasos sanguinis, alteració de la circulació sanguínia i la nutrició dels teixits, desenvolupament d'estasi venosa);
• microtraumatització de teixits;
• activitat disminuïda dels enzims de defensa antioxidant;
• neuropatia.

Amb una vibració local prolongada, se sent entumiment dels dits, es desenvolupen mal alties de les articulacions i neurosis de les extremitats. La vibració general també afecta l'aparell vestibular, el tracte gastrointestinal i els òrganssentits (disminució de l'agudesa visual i auditiva) i altres sistemes. Les vibracions més perjudicials són aquelles la freqüència de les quals està en el rang de 3-30 Hz, ja que els seus valors s'acosten a les vibracions naturals dels òrgans humans (hi ha un fenomen de ressonància). Les vibracions amb una freqüència de 6-9 Hz poden provocar la ruptura d'òrgans interns.

La gravetat de la influència de les vibracions mecàniques depèn dels factors següents:

• composició espectral;
• direcció;
• lloc d'impacte;
• durada.

Mal altia per vibracions

La influència sistemàtica de la vibració industrial contribueix a l'aparició de la mal altia de la vibració. Només es cura en les primeres etapes. Posteriorment, si es produeixen canvis irreversibles en els òrgans interns, és impossible desfer-se'n.

Com a signes subjectius, aquesta patologia es manifesta en forma dels següents símptomes:

• mareig, mals de cap, "mosques" intermitents als ulls;
• dolor esclatant als braços, pitjor a la nit;
• entumiment, fredor, blancor, inflor dels dits; ardent, formigueig en ells;
• mal somni;
• sentit pitjor;
• disminució del rendiment.

També són característics altres signes:

• hipotensió;
• falla d'òrgans múltiples causada per un subministrament de sang insuficient (en l'etapa de descompensació);
• disminució de la freqüència cardíaca;
• trastorns metabòlics (hipotiroïdisme i altres patologies);
• disminuciósensibilitat;
• angiodistonia;
• patologies del sistema musculoesquelètic (miofibrosi, artrosi) i altres.

Racionament

El racionament de la vibració de producció es duu a terme per tal d'excloure la possibilitat de mal altia de vibració en treballadors i empleats. Els paràmetres controlats estan regulats per GOST 12.1.012-90, que conté taules amb valors restrictius dels principals indicadors.

Les normes sanitàries de vibració industrial de tipus general i local es normalitzen en funció dels valors mitjans geomètrics de la freqüència d'oscil·lació. Hi ha diverses classes de perill en què és possible l'aparició de mal alties de vibració. El primer correspon al nivell més mínim (condicions òptimes de treball), en què no hi ha contacte amb vibracions generals i locals.

Les mesures sanitàries i higièniques per prevenir les conseqüències negatives de les vibracions mecàniques inclouen la certificació dels llocs de treball, la supervisió sanitària prèvia i actual, el control de l'ús d'equips de protecció individual (guants antivibracions, sabates).

Mètodes

Hi ha diversos mètodes per avaluar la vibració industrial:

• freqüència: es mesura l'espectre de vibració (els valors quadrats mitjans de la velocitat de vibració i l'acceleració es calculen en bandes de freqüència completes o 1/3 de l'interval);
• estimació total (integral) per freqüència (valor ajustat de la velocitat i acceleració de la vibració o els seus indicadors logarítmics);

integral, tenint en compte la durada de l'efecte de la vibració pel valor equivalent

Els factors de pes es trien segons les recomanacions de CH 2.2.4/2.1.8.566-96.

Instruments

La mesura de les vibracions mecàniques en condicions de treball es realitza amb els instruments següents:

• vibròmetres (IShV-1, Assistant, VShV-003, models de Brüel & Kjær i altres);
• filtres de pes i passabanda;
• sensors de vibració (sèrie DN fabricada per Vibropribor, Brüel & Kjær i altres);
• sonòmetres (per detectar nivells equivalents a les bandes de freqüència habituals);
• enregistradors de nivell;
• magnetògrafs per registrar vibracions per dur a terme anàlisis de freqüència, calculeu el nivell equivalent.

Els punts de mesura es seleccionen a les superfícies en contacte amb el cos humà. Si el lloc de treball no és permanent, el control es realitza almenys en 3 punts amb la màxima vibració. Per mesurar la vibració general, s'escullen instruments amb una sensibilitat més alta. Els sensors de vibració s'instal·len en tres plans mútuament perpendiculars.