Vibração industrial geral: classificação, tipos e sua interação

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Última modificação: 2023-12-17 10:38

A vibração da produção representa um perigo tanto para a saúde humana quanto para as estruturas do edifício, equipamentos de processo. Sob a influência de vibrações mecânicas, o desgaste das máquinas é acelerado, o período de tempo entre seus reparos é reduzido e a precisão dos instrumentos de medição e equipamentos de controle é reduzida. Transmitida através de fundações sólidas, a vibração também afeta outras instalações que não são de produção e o pessoal de manutenção. A avaliação de flutuações prejudiciais está incluída no sistema de avaliação sanitária e higiênica das condições de trabalho.

Conceito geral

A vibração da produção ocorre como resultado da vibração mecânica das máquinas de trabalho, o movimento de fluidos e outras influências desequilibradas. Um aumento do nível de vibração tem um impacto negativo na saúde humana, reduzindo seu desempenho, e com exposição prolongada causa doenças ocupacionais. Portanto, as questões de combate às vibrações mecânicas no saneamento são de particular importância.

A vibração pode ser transmitida a uma pessoa tanto diretamente através do contato com equipamentos ou ferramentas,e indiretamente - através dos elementos das instalações industriais. Os requisitos para controlar esse fator desfavorável e seus valores máximos permitidos são estabelecidos em vários documentos regulatórios (SN 2.2.4-2.1.8.566-96, SP 1102-73, GOST 12.1.012-2004, SanPiN 2.2. 4.3359-16 e outros).

Visualizações

A classificação da vibração industrial é feita de acordo com vários critérios:

1. Por localização:

• Geral. Tal vibração afeta o sistema nervoso, musculoesquelético, cardiovascular, trato gastrointestinal (dor no estômago ou na região epigástrica inferior). Com exposição prolongada, pode ocorrer doença de vibração - uma patologia incurável.
• Local (local), transmitido aos membros de uma pessoa quando repousa sobre uma superfície vibratória.

2. Por origem:

• Para flutuações locais: de ferramentas manuais ou não elétricas.
• Para vibração geral: Categoria I, II e III (descritas abaixo).

3. Direção no espaço: X, Y, Z-oscilações. As mais perigosas são aquelas direcionadas ao longo do eixo do corpo.

4. Espectro:

• Banda estreita (o nível de vibração de um terço de oitava a ser controlado é 15 dB maior do que em seções vizinhas de mesma largura).
• Banda larga (seu espectro é contínuo por mais de 1 oitava).

5. Frequência:

• Baixa frequência (<4 e <16 Hz para vibrações gerais e locais, respectivamente).
• Frequência Média(<16 e <63 Hz); o alta frequência (<63 e <1000 Hz respectivamente).

6. Por duração:

• Permanente.
• Periódico (flutuante, intermitente, impulsivo).

Tipos de vibração industrial geral

As vibrações gerais por fonte são divididas em 3 tipos:

1. Transporte (máquinas como tratores, transporte de minas, colheitadeiras, caminhões, limpa-neves são mais suscetíveis a eles);
2. Transporte e tecnologia (ocorrendo ao longo da superfície de instalações industriais - escavadeiras, guindastes, máquinas de enchimento de piso para carregamento de carga no forno, material circulante para construção e reparo da ferrovia, pavimentadoras de concreto e outros equipamentos).
3. Tecnológico, decorrente de equipamentos estacionários (máquinas, prensas, bombas, ventiladores, perfuratrizes, instalações químicas e petroquímicas e outros).

Recursos

Os principais indicadores que descrevem vários tipos de vibração industrial são os seguintes:

• Frequência circular (número de oscilações por segundo). Ao medir vibrações, o espectro de vibração é dividido em bandas de frequência, para cada uma das quais a intensidade é estimada. Para isso, são utilizados filtros de oitava, cuja largura de banda nominal é igual a uma oitava.
• Amplitude (desvio máximo) do movimento de vibração.
• O valor mais alto ou eficaz da velocidade de vibração e aceleração.

Fontes

Fontes de produção de vibração, de acordo com o tipo de vibração geral, incluem:

• narrow-band - veículos de construção, bondes, tratores, colheitadeiras, bondes, vagões e locomotivas;
• poliharmônico (alterando de acordo com uma lei periódica) - máquinas para metalurgia e marcenaria, motores de combustão interna, turbinas e geradores hidráulicos, compressores, máquinas têxteis, vibrotransportadores;
• aleatórias e poliharmônicas – máquinas de perfuração, guindastes, britadeiras e perfuratrizes, máquinas de mineração de terra e carvão.

Vibração local é gerada por instrumentos como:

• rotativo (retíficas e polidoras, motosserras);
• chaves de impacto rotacionais;
• percussivo (martelos, rebitadores);
• rotativa de impacto (ferramentas mecanizadas de mineração, perfuradores);
• pressionando (tesoura com mais de 500 golpes por minuto).

Estilhaçadores de metal, rebitadores, fellers, trituradores e outros trabalhadores estão expostos a esta vibração.

Razões

A causa das vibrações são efeitos de forças desequilibradas - alternadas ou rotacionais; interações de choque em engrenagens, rolamentos, válvulas de motor e compressor, mecanismos de manivela. Vibrações mecânicas também podem ocorrer em plantas e linhas robóticas.

Como fatores de design e tecnologia,instalações industriais causadoras de vibração, podem ser distinguidas:

• arranjo incorreto de bases e fundações de equipamentos;
• rigidez excessiva das estruturas (fixação de plataformas de trabalho, assentos, comandos e outros elementos);
• características de design do equipamento;
• erros tecnológicos na fabricação de componentes (desequilíbrio de volantes giratórios, eixos, erros na fabricação de peças);
• má instalação de equipamentos no local;
• aumento da carga ou velocidade durante a operação;
• Manutenção preventiva programada intempestiva de equipamentos.

Efeito no corpo humano

O impacto da vibração industrial na saúde humana é complexo:

• distúrbios ósseos e articulares - lesões distróficas da coluna (osteocondrose, espondilose), diminuição da densidade óssea (osteoporose);
• deterioração da imunidade celular e humoral;
• doenças cardiovasculares (angioespasmo - estreitamento dos vasos sanguíneos, circulação sanguínea prejudicada e nutrição dos tecidos, desenvolvimento de estase venosa);
• microtraumatização de tecidos;
• diminuição da atividade das enzimas de defesa antioxidante;
• neuropatia.

Com vibração local prolongada, sente-se dormência dos dedos, desenvolvem-se doenças das articulações e neuroses das extremidades. A vibração geral também afeta o aparelho vestibular, trato gastrointestinal, órgãossentidos (diminuição da acuidade visual e audição) e outros sistemas. As vibrações mais prejudiciais são aquelas cuja frequência está na faixa de 3-30 Hz, pois seus valores estão próximos das vibrações naturais dos órgãos humanos (há um fenômeno de ressonância). Vibrações com frequência de 6-9 Hz podem causar ruptura de órgãos internos.

A gravidade da influência das vibrações mecânicas depende dos seguintes fatores:

• composição espectral;
• direção;
• local de impacto;
• duração.

Doença por vibração

A influência sistemática da vibração industrial contribui para o surgimento da doença da vibração. É curável apenas nos estágios iniciais. Posteriormente, se ocorrerem alterações irreversíveis nos órgãos internos, é impossível se livrar dela.

Como sinais subjetivos, esta patologia se manifesta na forma dos seguintes sintomas:

• tontura, dores de cabeça, "moscas" piscando nos olhos;
• dor nos braços, pior à noite;
• dormência, calafrios, brancura, inchaço dos dedos; queimando, formigando neles;
• mau sonho;
• sentindo-se pior;
• diminuição no desempenho.

Outros sinais também são característicos:

• hipotensão;
• falência de múltiplos órgãos causada por suprimento sanguíneo insuficiente (no estágio de descompensação);
• diminuição da frequência cardíaca;
• distúrbios metabólicos (hipotireoidismo e outras patologias);
• diminuiçãosensibilidade;
• angiodistonia;
• patologias do sistema musculoesquelético (miofibrose, artrose) e outras.

Racionamento

O racionamento da vibração da produção é realizado para excluir a possibilidade de doença por vibração em trabalhadores e empregados. Os parâmetros controlados são regulamentados pelo GOST 12.1.012-90, que contém tabelas com valores restritivos dos principais indicadores.

Normas sanitárias de vibração industrial de tipo geral e local são normalizadas dependendo dos valores médios geométricos da frequência de oscilação. Existem várias classes de perigo em que a ocorrência de doença de vibração é possível. O primeiro corresponde ao nível mais mínimo (condições ideais de trabalho), no qual não há contato com vibração geral e local.

Medidas sanitárias e higiênicas para evitar consequências negativas de vibrações mecânicas incluem certificação de locais de trabalho, supervisão sanitária preliminar e atual, controle sobre o uso de equipamentos de proteção individual (luvas antivibração, sapatos).

Métodos

Existem vários métodos para avaliar a vibração industrial:

• frequência - o espectro de vibração é medido (os valores quadrados médios da velocidade de vibração e aceleração são calculados em bandas de frequência completas ou 1/3 da faixa);
• estimativa total (integral) por frequência (valor ajustado da velocidade de vibração e aceleração ou seus indicadores logarítmicos);

integral, levando em consideração a duração do efeito da vibração pelo valor equivalente

Os fatores de peso são escolhidos de acordo com as recomendações do CH 2.2.4/2.1.8.566-96.

Instrumentos

A medição das vibrações mecânicas em condições de trabalho é realizada com os seguintes instrumentos:

• vibrômetros (IShV-1, Assistant, VShV-003, modelos da Brüel & Kjær e outros);
• filtros de peso e passa-banda;
• sensores de vibração (série DN fabricada pela Vibropribor, Brüel & Kjær e outros);
• medidores de nível de som (para detectar níveis equivalentes em bandas de frequência comuns);
• gravadores de nível;
• magnetógrafos para registro de vibrações para análise de frequência, calcule o nível equivalente.

Os pontos de medição são selecionados em superfícies em contato com o corpo humano. Se o local de trabalho não for permanente, o controle é realizado pelo menos em 3 pontos com vibração máxima. Para medir a vibração geral, são escolhidos instrumentos com maior sensibilidade. Os sensores de vibração são instalados em três planos perpendiculares entre si.