Способы и методы снижения вибраций при работе трубопроводного транспорта

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Санкт-Петербургский государственный горный университет»

Кафедра Безопасности жизнедеятельности

Реферат

По дисциплине: Безопасность жизнедеятельности

Тема: Способы и методы снижения вибраций при работе трубопроводного транспорта.

Выполнил:   студент группы ОНГ-07           __________                   /Ольховик П.И./

                                                                                                        (подпись)                                       (Ф.И.О.)

Дата:      _______________

Проверил:      ассистент                                  __________                   /Ковшов С.В./

                                (должность)                                                    (подпись)                                     (Ф.И.О.)

Санкт-Петербург

2011

Оглавление

Введение.

Понятие о вибрации.

Система виброзащиты.

Виброизоляторы.

1.1. Пружинные виброизоляторы.

1.2. Виброизоляторы резиновые и из синтетических материалов.

1.3. Резинометаллические виброизоляторы.

1.4. Виброизоляторы цельнометаллические.

1.5. Виброизоляторы пневматические.

2. Вибродемпфирование.

3. Виброгашение.

Библиографический список.

Введение.

В условиях становления рыночной экономики проблемы безопасности жизнедеятельности становятся одним из самых острых социальных проблем. Связано это с травматизмом и профессиональными заболеваниями, приводящими в ряде случаев к летальным исходам, притом что более половины предприятий промышленности и сельского хозяйства относится к классу максимального профессионального риска.

Рост профессиональных заболеваний и производственного травматизма, числа техногенных катастроф и аварий, неразвитость профессиональной, социальной и медицинской реабилитации пострадавших на производстве отрицательно сказываются на жизнедеятельности трудящихся, их здоровье, приводят к дальнейшему ухудшению демографической ситуации в стране.

Подтверждением этого служат следующие факторы: высокий удельный вес работников, занятых на рабочих местах, не отвечающих эргономическим и санитарно-гигиеническим требованиям и правилам техники безопасности; быстрый рост уровня профессиональной заболеваемости и производственного травматизма; увеличение тяжести производственного травматизма и его уровня с летальным исходом.

Вибрация - один из неблагоприятных производственных факторов, отрицательно влияющем на производительность труда и здоровье самих работников.

Понятие о вибрации.

Вибрация по ГОСТ 24346-80 – движение точки или механической системы, при котором происходят колебания характеризующих его скалярных величин.

В зависимости от характера контакта тела рабочего с оборудованием, подверженным вибрации, условно различают: общую вибрацию, передающуюся через опорные поверхности на тело сидящего или стоящего человека, и локальную вибрацию, передающуюся через руки человека.

По направлению различают вибрацию, действующую вдоль осей ортогональной системы координат для общей вибрации, действующую вдоль всей ортогональной системы координат для локальной вибрации.

По источнику возникновения вибрацию подразделяют на транспортную (при движении машин), транспортно-технологическую (при совмещении движения с технологическим процессом, при разбрасывании удобрений, косьбе или обмолоте самоходным комбайном и т. д.) и технологическую (при работе стационарных машин).

Вибрация характеризуется частотой f, т.е. числом колебаний и секунду (Гц), амплитудой А, т.е. смещением волн, или высотой подъема от положения равновесия (мм), скоростью V (м/с) и ускорением. Абсолютные значения параметров, характеризующих вибрацию, изменяются в широких пределах, поэтому используют понятие уровня вибрации, представляющего собой логарифмическое отношение значения вибрации к опорному или пороговому его значению.

Система виброзащиты.

Под защитой человека от вибрации (виброзащита) понимают систему ограничения вредного действия вибрации – методы и средства, обеспечивающие безопасные условия труда. Система виброзащиты включает в себя:

1.       Снижение вибрационной активности источников возбуждения;

2.       Снижение вибрации на путях ее распространения от источника возбуждения до человека с помощью специальных устройств, т.е. методами виброизоляции;

3.       Регламентацию режимов труда.

Между амплитудой виброскорости v (в м/с) и вынуждающей силой F (в Н) существует соотношение

где - коэффициент сопротивления системы, Н*с/м; m – масса системы, кг; - угловая частота вынуждающей силы, рад/с; с – коэффициент жесткости системы, Н/м.

Знаменатель выражения (1) называется полным механическим импедансом колебательной системы и характеризует сопротивление, которое оказывает система вынуждающей переменной силе.

Анализ решения уравнения (1) вынужденных колебаний системы показывает, что основными методами снижения вибрации машин являются:

1. Отстройка от режима резонанса путем изменения массы или жесткости системы;
2. Воздействие на источник возбуждения путем снижения возбуждающих сил;
3. Вибродемпфирование – увеличение механических импедансов конструктивных элементов путем увеличения диссипативных сил;
4. Динамическое гашение колебаний – присоединение к защищаемому от вибрации объекту системы, реакции которой уменьшают размах колебаний объекта в опорных точках системы;
5. Изменение элементов машины или строительных конструкций.

При рассмотрении системы виброзащиты выделяются следующие основные элементы: источник колебаний, объект виброзащиты, виброзащитная система.

Виброизоляторы.

Важнейшая часть виброзащитной системы – устройство, включающее в себя виброизоляторы. В нефтяной промышленности нашли применение так называемые безынерционные, одноосные виброизоляторы.

С целью уменьшения амплитуды перемещения виброзащищаемого объекта (оборудования) его монтируют на массивной раме-основании, так называемом инерционном блоке. Инерционный блок (основание) обеспечивает большую устойчивость оборудования, позволяет уменьшить расстояние от основания до точки расположения центра тяжести, обеспечить более равномерное распределение массы оборудования по опорам. Инерционное основание позволяет увеличить устойчивость оборудования, устанавливаемого на виброизоляторах.

Виброзащита может осуществляться с помощью пассивной или активной систем виброизоляции. Пассивная система не требует дополнительной энергии, и виброизоляция достигается в основном применением более мягкой подвески (поддержки) виброизолируемого объекта и соответственно уменьшением коэффициента передачи. Активная система виброизоляции использует источники дополнительной энергии. Эффект виброизоляции при этом создается действием дополнительных колебаний, находящихся в противофазе по отношению к основному колебательному процессу, т.е. колебаниям, создаваемым виброизолируемым источником. В нефтяной промышленности в настоящее время применяют устройства, относящиеся к пассивной системе виброизоляции и использующие пружинные, резиновые, резинометаллические, пневматические и другие виброизоляторы.

1.1. Пружинные виброизоляторы.

В нефтяной промышленности наиболее распространены виброизоляторы, выполненные в виде цилиндрических винтовых пружин.

Пружины отличаются стабильностью свойств и могут обеспечивать частоту собственных колебаний около 2 Гц. Недостатком пружин является хорошая передача звуковой энергии от виброизолированного источника к объекту виброзащиты. Этот недостаток устраняется с помощью прокладки из резины или синтетического материала, которые исключают контакт металла с металлом.

Для снижения вибрации центробежных вентиляторов применяются виброизоляторы типа ДО-38 и ДО-45.

1.2. Виброизоляторы резиновые и из синтетических материалов.

В эту категорию виброизоляторов входят специальные формованные листы, прокладки и коврики. В зависимости от конструктивного исполнения такие виброизоляторы имеют частоту собственных колебаний около 5 Гц. Они дешевы, просты в установке и монтаже, пригодны в основном для применения в области средних и высоких частот и для звукоизоляции. При превышении допустимой нагрузки быстро выходят из строя.

Коврики КВ-1 и КВ-2-1 имеют высоту 21мм, а коврики КВ-2-2 и КВ-2-3 – высоту 26 мм. Размеры ковриков в плане 350х350 мм.

Тип коврика выбирается в зависимости от удельной нагрузки и частоты колебаний. При установке ковриков в несколько слоев частота собственных колебаний при той же удельной нагрузке уменьшается пропорционально числу слоев.

На предприятиях могут найти применение и комбинированные виброизоляторы, состоящие из пружин и резиновых или синтетических элементов. Пружины и упругие элементы могут применяться в следующих сочетаниях:

1. Пружины и упругие элементы раздельно распределены по площади виброизолирующего основания;
2. Пружины и упругие элементы располагаются в едином кусте, а кусты распределены по площади основания;
3. Пружины и упругие элементы располагаются соосно в каждом виброизоляторе, которые размещаются равномерно по площади основания.

1.3. Резинометаллические виброизоляторы.

Упругим элементом резинометаллических виброизоляторов является фасонный массив, привулканизированный к металлическим деталям. Достоинства этих виброизоляторов состоят в простоте конструкции, широком диапазоне упругой характеристики, возможности установи в различных плоскостях по отношению к основанию.

К недостаткам относится «старение» резины при длительной эксплуатации и связанное с этим изменение динамических характеристик и свойств, ухудшение упругих характеристик в условиях, отличающихся от паспортных (низкая температура, повышенная влажность, наличие паров бензина, масла и др.)

Для виброизоляции машин применяются резинометаллические виброизоляторы типа АКСС (амортизатор корабельный сварной со страховкой) и равночастотные типа ОВ (опора виброизолирующая).

Виброизоляторы типа АКСС выпускаются двух модификаций. С индексом «М» - маслостойкие, с индексом «И» - маслостойкие из мягкой резины.

Резинометаллические виброизоляторы типа ОВ-30 и ОВ-31 обеспечивают частоты собственных колебаний системы машина-виброизоляторы в вертикальном направлении 14-18 Гц и отношение жесткостей в вертикальном и горизонтальном направлениях 2-2,5.

1.4. Виброизоляторы цельнометаллические.

Упругим элементом цельнометаллических виброизоляторов является массив из так называемой металлорезины (спрессованные металлические опилки и стружки).

Виброизоляторы данного типа имеют незначительный прогиб под нагрузкой и применяются в основном для гашения колебаний в области звуковых частот. Они обладают высокой надежностью в работе.

1.5. Виброизоляторы пневматические.

Упругим элементом пневматических виброизоляторов является баллон-камера, заполненная сжатым воздухом. Баллон действует как пружина, установленная между источником вибрации и объектом виброзащиты. Путем регулирования давления воздуха в баллоне можно изменять упругие характеристики виброизолятора. Пневматические виброизоляторы позволяют получать частоты собственных колебаний системы около 1 Гц. Пневматические виброизоляторы находят все более широкое применение на производстве. Баллон-камера изготавливается из резины или синтетических материалов, и к нему привулканизируются металлические детали виброизолятора (основание, узлы крепления и др.)

2. Вибродемпфирование.

Это процесс уменьшения уровней вибрации путем нанесения на вибрирующую поверхность упруговязких материалов, обладающих большими потерями на внутреннее трение. В качестве таких материалов используют мягкие пластмасс, пенопласт, винипор и другие материалы типа резины. Коэффициент потерь этих покрытий составляет 0,05-0,5.

Наибольшее распространение получили покрытия мастики типа ВД 17-58, ВД 17-59, ВД 17-63, представляющие смесь синтетических смол и наполнителей, а также мастики «Антивибрит», созданной на основе эпоксидных смол. Коэффициент потерь для мастик составляет в большинстве случаев 0,3-0,45, а температура при эксплуатации 393-493 К.

Мастики наносят непосредственно на вибрирующие поверхности машин, агрегатов и трубопроводов. Они обеспечивают хорошую адгезию с основным конструкционным материалом.

Вибродемпфирующие покрытия наносятся в местах, где создается вибрация максимального уровня. Толщина слоя вибродемпфирующего покрытия равна 2-3 толщинам элемента конструкции, на который наносится покрытие.