Hlavní směry a způsoby ochrany proti vibracím technologických strojů v šicí výrobě | Článek v časopise Mladý vědec

Vibrace – mechanické vibrace (vibrace pevných látek).
Většina technologických výrobních procesů je doprovázena škodlivými účinky vibrací na tělo pracovníka.
Vibrace podle způsobu přenosu na osobu (v závislosti na povaze kontaktu se zdrojem vibrací) se konvenčně dělí na:
• místní (místní), přenášené do rukou pracovníka
• obecné, přenášené přes opěrné plochy na lidské tělo v sedě (hýždě) nebo ve stoje (plochy nohou).
Celková vibrace se zase dělí na:
— dopravní vibrace působící na osoby na pracovišti kolejových vozidel železniční dopravy, členy posádek letadel, samohybných a tažených vozidel, vozidel při pohybu terénem, ​​zemědělským prostředím a silnicemi (včetně jejich výstavby).
— dopravní a technologické vibrace působící na osobu na pracovišti strojů pohybujících se na speciálně upravených plochách výrobních prostor, průmyslových areálů a důlních děl.
— technologické vibrace působící na lidi na pracovištích stacionárních strojů nebo přenášené na pracoviště, která nemají zdroje vibrací. Mezi zdroje technologického kmitání patří: kovoobráběcí a dřevoobráběcí stroje, kovací a lisovací zařízení, slévárenské stroje, elektrické stroje, stacionární elektrické a energetické instalace, dopravníkové linky atd.

Dopad na tělo:
Dlouhodobé působení vysokých hladin vibrací na lidském těle vede k rozvoji předčasné únavy, snížení produktivity práce, zvýšené nemocnosti a často i ke vzniku profesionální patologie – nemoci z vibrací.
U řidičů dopravy a obsluhy dopravních a technologických strojů a celků je pozorováno onemocnění z vibrací, způsobené vystavením obecným vibracím a otřesům. Jedním z jeho hlavních syndromů je vestibulopatie, která se projevuje především vestibulo-vegetativními poruchami: závratěmi, bolestmi hlavy, hyperhidrózou atd.
Typické změny na páteři se projevují v podobě deformující artrózy lumbosakrální oblasti nebo diskózy. Tyto změny jsou obvykle doprovázeny výskytem sekundárních radikulárních poruch, které způsobují invaliditu.
U všech typů vibračních onemocnění jsou často pozorovány změny v centrálním nervovém systému ve formě vegetativní dysfunkce na neurastenickém pozadí, která může být spojena s kombinovanou
působení vibrací a intenzivního hluku, který neustále doprovází vibrační procesy.
Obecná vibrace má také negativní vliv na oblast ženských genitálií: dochází k exacerbaci zánětlivých procesů v pohlavních orgánech a jsou pozorovány poruchy menstruačního cyklu ve formě dysmenorey.

Mezi faktory pracovního prostředí, které zhoršují škodlivé účinky vibrací na organismus, patří nadměrné svalové zatížení, vysoká intenzita hluku a nepříznivé mikroklimatické podmínky.

V boji proti obecným vibracím jsou nejúčinnější opatření zaměřená na omezení doby vystavení tělu pracovníka:
— snížení vibrací u zdroje formování konstrukčními a technologickými metodami při vývoji nových a modernizaci stávajících strojů a zařízení;
— snížení vibrací podél dráhy šíření pomocí izolace vibrací a pohlcování vibrací, například používání speciálních sedadel, plošin s pasivní pružinovou izolací, pryže, pěnové pryže a jiných vibrací tlumících podlahových krytin, tmelů atd., používání dálkové nebo automatické ovládání;
— návrh a výrobu zařízení, které vytváří vibrace, včetně izolátorů vibrací, navržených pro standardní podmínky instalace nebo podle specifikace spotřebitele;
— používání strojů a zařízení v souladu s jejich účelem stanoveným regulační a technickou dokumentací;
— zamezení kontaktu pracovníků s vibrujícími povrchy mimo pracoviště nebo pracovní prostor (instalace plotů, alarmů, blokování, výstražných značek);
— zákaz přítomnosti pracovníků na vibrujícím povrchu výrobního zařízení během jeho provozu;
— včasné plánované a preventivní opravy strojů a zařízení (s vyvážením pohyblivých částí), kontrola upevnění jednotek k podlaze, základům, stavebním konstrukcím s následným sledováním vibračních charakteristik;
— včasná oprava kolejových profilů, povrchů pro pojízdné stroje, nosných konstrukcí;
— instalace stacionárních zařízení na samostatných základech a nosných konstrukcích budov a staveb.
Hygienická a preventivní opatření zahrnují:
— provádění povinných předběžných při vstupu do práce a pravidelných preventivních lékařských prohlídek za účelem zjištění kontraindikací pro práci ohrožující vibrace a zjištění počátečních odchylek v těle zaměstnance,
— používání osobních ochranných prostředků tlumících vibrace (holínky, sedačky, žíněnky).

Byla stanovena hygienická regulace vibrací a preventivní opatření
SanPiN 2.2.4.3359-16 „Hygienické a epidemiologické požadavky na fyzikální faktory na pracovišti“, SP 2.2.2.1327-03 „Hygienické požadavky na organizaci technologických procesů, výrobní zařízení a pracovní nástroje“

• Datum zveřejnění: 22.12.2019
• Datum poslední změny: 22.12.2019

Kurbonov, F. A. Hlavní směry a metody ochrany proti vibracím technologických strojů v šicí výrobě / F. A. Kurbonov, Zh. — Text: přímý // Mladý vědec. — 2015. — č. 9 (89). — S. 258-261. — URL: https://moluch.ru/archive/89/18491/ (datum přístupu: 10.02.2025).

Článek uvádí směry a způsoby ochrany proti vibracím technologických strojů v šicí výrobě

Klíčová slova: ochrana proti vibracím,tlumení vibrací, pohlcování vibrací, izolace vibrací

Směry a způsoby ochrany proti vibracím technologických strojů šicí výroby jsou uvedeny v článku.

Klíčová slova:ochrana proti vibracím, tlumení vibrací, odstranění vibrací, izolace vibrací

Aby se zabránilo škodlivým účinkům vibrací na lidský organismus, je zajištěn soubor technických a organizačních opatření. Technické metody a prostředky pro boj s vibracemi jsou různé. Snížení vibrací u zdroje jejich vzniku se dosahuje zlepšením konstrukce zařízení, kinematických schémat, nahrazením dynamických procesů statickými, nahrazením nárazového působení strojů a mechanismů rotačními, pečlivým vyvážením rotujících částí atd.

Technická opatření zahrnují eliminaci vibrací u zdroje a na dráze jejich šíření. Pro snížení vibrací u zdroje jsou ve fázi návrhu a výroby strojů zajištěny příznivé pracovní podmínky vibrací. Nahrazení rázových procesů za neúderové, používání plastových dílů, řemenové pohony místo řetězových, volba optimálních provozních režimů, vyvažování, zvýšení přesnosti a kvality zpracování vede ke snížení vibrací [1].

Při provozu zařízení lze snížení vibrací dosáhnout včasným utažením upevňovacích prvků, odstraněním vůle, mezer, kvalitním mazáním třecích ploch a seřízením pracovních částí.

Ke snížení vibrací podél dráhy šíření se používá tlumení vibrací, pohlcování vibrací a izolace vibrací.

Tlumení vibrací je snížení amplitudy vibrací strojních částí (plášťů, sedel, stupaček) v důsledku nanesení vrstvy elasticko-viskózních materiálů (guma, plasty atd.). Tloušťka tlumicí vrstvy je obvykle 2krát větší než tloušťka konstrukčního prvku, na který je aplikována. Tlumení vibrací lze provést pomocí dvouvrstvých materiálů: ocel-hliník, ocel-měď atd.

Tlumení vibrací je dosaženo zvýšením hmotnosti vibrační jednotky její instalací na tuhé masivní základy nebo na desky, jakož i zvýšením tuhosti konstrukce zavedením dalších výztužných žeber.

Jedním ze způsobů potlačení vibrací je instalace dynamických tlumičů vibrací, které jsou namontovány na vibrační jednotce tak, aby v ní byly v každém okamžiku vybuzeny vibrace, které jsou v protifázi s vibracemi jednotky.

Nevýhodou dynamického tlumiče vibrací je jeho schopnost potlačit vibrace pouze určité frekvence (odpovídající vlastní).

Vibrační izolace je snížení úrovně vibrací chráněného objektu snížením přenosu vibrací na tento objekt ze zdroje vibrací. Izolace vibrací je dosaženo zavedením dodatečného elastického spojení do vibračního systému, zabraňujícímu přenosu vibrací ze stroje – zdroje vibrací – na základnu nebo sousední konstrukční prvky; Toto elastické spojení lze také použít ke snížení přenosu vibrací ze základny na osobu nebo na chráněnou jednotku. Izolace vibrací je dosaženo instalací jednotek na speciální elastická zařízení (podpěry) s nízkou tuhostí. Účinnost izolace vibrací se posuzuje součinitelem přenosu, který má fyzikální význam jako poměr síly působící na podložku v přítomnosti pružného spojení k síle působící v přítomnosti tuhého spojení. Čím menší je tento poměr, tím lepší je izolace vibrací. Dobrá izolace vibrací je dosažena při KP= 1/8–1/15.

Se zvyšujícími se provozními rychlostmi se zvyšuje hladina hluku a vibrací jednotlivých mechanismů i stroje jako celku a vznikají doprovodné jevy ovlivňující kvalitu prováděné technologické operace. Eliminace těchto jevů vyžaduje hloubkovou studii dynamiky šicích strojů, která by nám umožnila vyhodnotit účinnost různých metod snižování vibrací a hluku již ve fázi návrhu. Důležitou otázkou je také studium možných konstrukčních variant mechanismů z hlediska zkvalitnění technologických operací na rychloběžných šicích strojích.

Navzdory široké škále šicích strojů existuje naléhavá potřeba vyvinout nové, pokročilejší a modernizovat stávající strojový park. Při vytváření nových a modernizaci stávajících šicích strojů má velký význam řešení problémů kinematické a dynamické analýzy jejich jednotek. Řešení těchto problémů vede k výraznému zkrácení času potřebného pro návrh, výrobu, doladění a uvedení strojů do provozu.

Hlavními zdroji hluku a vibrací v šicí výrobě jsou dynamické zatížení ozubených převodů, které vzniká v důsledku určitých výrobních chyb; variabilita zatížení neseného kuličkami nebo válečky ve valivých ložiskách; dynamické dopady kuliček nebo válečků na nerovný povrch pojezdových drah vnějších a vnitřních kroužků ložisek atd.

Hlavními způsoby snížení vibrací a hlučnosti šicích strojů jsou proto použití kvalitních ložisek, nehlučných převodů a elektromotorů, dodržování technologické kázně při výrobě a montáži celků, používání racionálních konstrukcí a zařízení, tuhost jejich upevnění atd.

Hlavní směry ochrany proti vibracím:

1. Boj s vibracemi u zdroje jejich vzniku zahrnuje konstrukci a konstrukci takových strojů a technologických procesů, při kterých jsou eliminovány nebo redukovány nevyvážené síly, nedochází k nárazové interakci dílů a místo valivých ložisek jsou používána kluzná ložiska. Použití speciálních typů záběru a povrchová čistota ozubených kol umožňuje snížit hladinu vibrací o 3–4 dB. Odstranění nevyváženosti rotujících hmot je dosaženo vyvažováním.

2. Odladění z rezonančního režimu je dosaženo buď změnou charakteristiky systému (hmotnost a tuhost) nebo změnou úhlové rychlosti. Charakteristiky tuhosti systému se mění zavedením výztužných žeber do konstrukce nebo změnou jejích elastických charakteristik.

3. Tlumení vibrací je snížení vibrací předmětu přeměnou jeho energie na jiné formy (v konečném důsledku na teplo). Zvýšení energetických ztrát lze dosáhnout různými metodami: použitím materiálů s vysokým vnitřním třením; použití plastů, dřeva, gumy; nanesení vrstvy elasticko-viskózních materiálů s vysokými ztrátami vnitřním třením (střešní plsť, fólie, tmely, plasty atd.). Tloušťka povlaků se bere jako rovna 2–3 tloušťkám tlumeného konstrukčního prvku. Mazací oleje dobře tlumí vibrace.

4. Tlumení vibrací je metoda snižování vibrací zavedením dalších reaktivních impedancí (odporů) do systému. Nejčastěji se za tímto účelem instalují vibrační jednotky na masivní základy.

5. Vibrační izolace je metoda snížení vibrací chráněného objektu zavedením elastického spojení do systému, zabraňujícímu přenosu vibrací ze zdroje vibrací na základnu nebo sousední konstrukční prvky.

Vibrační izolační prvky mohou být reprezentovány:

a) ve formě samostatných podpěr: pružinové vibrační izolátory, jejichž hlavním pracovním prvkem je jedna nebo více ocelových spirálových pružin; elastická těsnění, často mající složitý tvar;

b) ve formě vrstvy elastického materiálu umístěné mezi strojem a základem;

Pro izolaci vibrací zdrojů buzení vibrací se používají následující:

a) pružinové, pružinově-gumové a pryžokovové izolátory vibrací (obr. 1);

b) elastická pryžová těsnění;

c) kombinované izolátory vibrací (instalace izolátorů vibrací na těsnění z elastických materiálů, jako je pryž).

Pro účinnou izolaci vibrací musí mít základ, na kterém je zařízení namontováno na izolátorech vibrací, velkou hmotnost. Při izolaci pomocí pružinových tlumičů a elastických těsnění dochází k většímu odrazu vibrační energie a menší absorpci energie v samotných izolačních prvcích [2].

Antivibrační ochrana pomocí masivních prvků je pro nízké frekvence neúčinná. V takových případech se používají aktivní (kontrolní) systémy izolace vibrací. V nich jsou vnější síly způsobující vibrace chráněného objektu kompenzovány přídavným zdrojem energie. Systémy aktivní izolace vibrací se používají k ochraně přesných obráběcích strojů, odpalovacích plošin, pilotů před přetížením a ke zlepšení komfortu vozidel. Aktivní systém obsahuje citlivé prvky (senzory), zařízení pro vytváření regulačního efektu. V závislosti na požadavcích mohou být zesilovací a prováděcí zařízení hydraulická, pneumatická, elektromechanická nebo elektromagnetická. Na Obr. 1 znázorňuje schéma aktivní ochrany před vibracemi, kde je zavedena aktivní zpětná vazba, tvořící řídicí akci V(t).

Obr.1. a) pružinové, pružinově-gumové a pryžokovové izolátory vibrací

Účelem ochrany proti vibracím je snížit vibrace předmětu s hmotou М pod kinematickou poruchou ξ(t). Kontrolní akce V(t) aplikovaný na střední hmotu m. Řízení lze provádět:

Obr.2. Schéma aktivní ochrany proti vibracím

1. Podle hmotnostního poměru М и m. Poté se provádí řídicí akce pohybem hmoty М směrem k ZB:

Ve V = −k ⋅W(P)⋅ Z(1)

kde k — získat; W(P) — přenosová funkce obvodu, který zahrnuje snímač a akční člen nebo řídicí činnost

A V = −k ⋅W(P)⋅ Z pro mši m.

2. Podle poruchy ξ(t), kde ovládací akce je:

V = −(μ ⋅ P + q) ⋅ ξ(t) nebo V =W(P)⋅ ξ(t). (2)

1. Ivovich V. A., Onishchenko V. Ya.

2. Zaborov V. I., Koljasko L. N., Rosin G. S. Ochrana před hlukem a vibracemi v metalurgii. — M.: Hutnictví, 1976.

Základní pojmy (vygenerováno automaticky): regulační působení, zdroj vibrací, stroj, elastické spojení, aktivní ochrana proti vibracím, úvod, vibrační jednotka, vnitřní tření, konstrukční fáze, šicí výroba.