Karakterizacija glavnih parametara vibracija. Fizički i normativni parametri vibracija Koji parametri karakterišu vibracije

Poglavlje 5. Vibracije

Vibracije kao faktor radnog okruženja susrećemo se u metaloprerađivačkoj, rudarskoj, metalurškoj, mašinogradnji, građevinarstvu, vazduhoplovstvu i brodogradnji, u poljoprivredi, transportu i mnogim drugim sektorima nacionalne privrede. Koristi se u nizu tehnoloških procesa: u vibrokompaktiranju, kalupovanju, presovanju, intenziviranju vibracija mehaničke obrade materijala, vibracionom bušenju, rahljenju, rezanju stijena i tla, vibrotransportu itd. Vibracija je praćena radom pokretnih i stacionarnih mehanizama i jedinica, koji se zasnivaju na rotacionom ili povratnom kretanju.

Vibracije je mehaničko oscilatorno kretanje, čiji je najjednostavniji oblik harmonijska (sinusoidna) oscilacija.

Glavni parametri sinusnih oscilacija: frekvencija u hercima (1 count/s); amplituda pomaka vibracija A(m); brzina vibracije V(gospođa); ubrzanje vibracija
a(m/s 2) ili u dijelovima ubrzanja gravitacije g\u003d 9,81 (m / s 2). Vrijeme tokom kojeg oscilirajuće tijelo napravi jednu potpunu oscilaciju naziva se periodom oscilovanja. T(sa). Za sinusne oscilacije, brzina V i ubrzanje a određuju se formulama:

V= 2p fA; a= (2pf) 2 A, (5.1)

gdje p- 3,14; f- frekvencija Hz; A - amplituda oscilacije, m

Nivoi relativne brzine vibracija L n i ubrzanje vibracija L a izraženi su u decibelima i određeni su formulama:

dB , dB , (5.2)

gdje je 5×10 –8 (m/s) nulti nivo vibracione brzine V 0 , odgovarajući
delujuća srednja kvadratna brzina vibracija na standardnom pragu zvučnog pritiska jednakom 2×10 -5 N/m 2 ; 1 × 10 -6 (m / s 2) - nulti nivo oscilatornog ubrzanja a 0 .

Zbog specifičnih svojstava osjetilnih organa odlučujuće su efektivne vrijednosti parametara koji karakteriziraju vibraciju. Dakle, efektivna vrijednost brzine vibracije je srednji kvadrat vrijednosti trenutne brzine V(t) za vrijeme usrednjavanja to, koji se bira uzimajući u obzir prirodu promjene brzine vibracije tokom vremena:

Kontinuirana slika spektra zahtijeva obaveznu klauzulu o širini Df osnovnih frekvencijskih opsega kojima slika pripada. Ako f 1 – donja granična frekvencija datog frekvencijskog opsega, f 2 – gornju graničnu frekvenciju, tada se srednja geometrijska frekvencija uzima kao frekvencija koja karakterizira opseg u cjelini:

U praksi vibroakustičkih studija cijeli raspon frekvencija vibracija je podijeljen na oktavne opsege. U oktavnom opsegu, gornja granična frekvencija je dvostruko veća od donje frekvencije ( f 2 /f 1 = 2). Analiza i konstrukcija spektra parametara vibracija može se vršiti i u jednoj trećini oktave (f 2 /f 1 = ) frekvencijski opsezi.

Srednje geometrijske frekvencije oktavnih (jedna trećina oktave) frekvencijskih opsega u vibroakustici su standardizovane i iznose: 1; 2; 4; šesnaest; 31.5; 63; 125; 250; 500; 1000; 2000; 4000; 8000; 16000 (0,8; 1,0; 1,2 itd.) Hz.

U zavisnosti od prirode kontakta ljudskog tijela sa izvorom industrijskih vibracija, konvencionalno se razlikuju lokalne (lokalne) i opće vibracije (vibracije radnih mjesta).

Vibracije, koje se prenose uglavnom preko ruku radnika, definiraju se kao lokalne. Vibracija radnog mjesta (klupa, pod, radni predmet na kojem se osoba nalazi) definirana je kao opšta. U proizvodnim uvjetima često postoji kombinacija lokalnih i općih vibracija.

U drugim slučajevima prevladava opća vibracija, na primjer, kod oblikovanja armiranobetonskih proizvoda na vibrirajućim platformama uz istovremeno ručno niveliranje betonske mase.

Prema izvoru nastanka razlikuje se opšta vibracija:

· opšta kategorija vibracija 1 - transportne vibracije koje utiču na osobu na radnom mestu samohodnih i vučenih mašina, vozila pri kretanju po terenu, poljoprivrednim podlogama i putevima (uključujući i tokom njihove izgradnje). Izvori transportnih vibracija su: poljoprivredni i industrijski traktori, samohodne poljoprivredne mašine (uključujući kombajne); kamioni (uključujući traktore, strugače, grejdere, valjke, itd.); Snježni plugovi; samohodni rudarski željeznički transport;

· opšta kategorija vibracija 2 - transportne i tehnološke vibracije koje utiču na osobu na radnom mestu mašina koje se kreću duž posebno pripremljenih površina industrijskih prostorija, industrijskih lokacija, rudarskih radova. Izvori transportnih i tehnoloških vibracija su: bageri (uključujući i rotacione); industrijske i građevinske dizalice; strojevi za punjenje (punjenje) otvorenih peći u metalurškoj proizvodnji; rudarski kombajni, mašine za utovar rudnika, samohodna bušaća kolica; strojevi za staze, betonski popločači, vozila za proizvodnju podova;

· opšta kategorija vibracija 3 - tehnološke vibracije koje utiču na osobu na radnom mestu stacionarnih mašina ili se prenose na radna mesta koja nemaju izvore vibracija. Izvori tehnoloških vibracija su: mašine za obradu metala i drveta; Oprema za kovanje i prešanje; ljevaonice; električni strojevi, stacionarne električne instalacije; pumpne jedinice i ventilatori; Oprema za bušenje bunara, bušaće mašine; Strojevi za stočarstvo, čišćenje i sortiranje žitarica (uključujući sušare); oprema za industriju građevinskog materijala (osim betonskih opločnika); postrojenja hemijske i petrohemijske industrije itd.

a) na stalnim radnim mestima industrijskih objekata preduzeća;

b) na radnim mjestima u skladištima, menzama, sanitarnim čvorovima, dežurnim prostorijama i drugim industrijskim prostorijama u kojima nema mašina koje stvaraju vibracije;

c) na radnim mjestima u prostorijama uprave pogona, projektantskim biroima, laboratorijama, centrima za obuku, računarskim centrima, domovima zdravlja, kancelarijskim prostorijama, radnim prostorijama i drugim prostorijama za mentalne radnike.

5.2. Uticaj vibracija na tijelo

Karakteristike uticaja industrijskih vibracija određene su frekventnim spektrom i lokacijom u njegovim granicama komponenti sa maksimalnim nivoom energije vibracije. Lokalne vibracije niskog intenziteta mogu blagotvorno djelovati na ljudski organizam, obnavljajući trofičke promjene, poboljšavajući funkcionalno stanje centralnog nervnog sistema, ubrzavajući zarastanje rana, itd. Sa povećanjem intenziteta vibracija i trajanja njihovog uticaja, dolazi do promjena koje u nekim slučajevima dovode do razvoja profesionalne patologije - vibracijske bolesti.

Uticaj opšte vibracije različitih parametara izaziva različite stepene promena u centralnom i autonomnom nervnom sistemu, kardiovaskularnom sistemu, metaboličkim procesima i vestibularnom aparatu.

5.3. Higijenska regulacija vibracija

Higijenska procjena stalnih i povremenih vibracija koje djeluju na osobu provodi se sljedećim metodama:

frekvencijska (spektralna) analiza normaliziranog parametra;

· integralna procjena frekvencije normaliziranog parametra;

· integralna procjena uzimajući u obzir vrijeme utjecaja vibracija na ekvivalentni (u smislu energije) nivo normaliziranog parametra.

Normalizirani parametri su naznačeni za određeni frekvencijski raspon:

· za lokalne vibracije u obliku oktavnih traka sa srednjim geometrijskim frekvencijama: 8; šesnaest; 31.5; 63; 125; 250; 500; 1000 Hz;

Za opšte vibracije u obliku oktavnih ili 1/3 oktavnih opsega sa srednjim geometrijskim frekvencijama: 0,8; jedan; 1.25; 1.6; 2.0; 2.5; 3.15; 4.0; 5.0; 6.3; 8.0; 10.0; 12.5; 16.0; 20.0; 25,0; 31.5; 40,0; 50,0; 63,0; 80,0 Hz.

U frekvencijskoj (spektralnoj) analizi, normalizirani parametri su srednje kvadratne vrijednosti brzine vibracije v i ubrzanje vibracija a ili njihove logaritamske nivoe L v , L a, mjereno u frekvencijskim opsezima od 1/1 i 1/3 oktave. Maksimalno dozvoljene vrijednosti normaliziranih parametara industrijskih lokalnih vibracija s trajanjem izlaganja vibracijama od 480 minuta (8 sati) date su u tabeli. 5.1.

Tabela 5.1

Maksimalne dozvoljene vrijednosti industrijskih lokalnih vibracija

Prema GOST 24346 - 80, vibracija se podrazumijeva kao kretanje tačke ili mehaničkog sistema, u kojem postoji naizmjenično povećanje i smanjenje vrijednosti bilo koje veličine koja ga karakterizira.

Prema mehanizmu generisanja razlikuju se vibracije sa snagom, kinematičkom i parametarskom pobudom.

Pobuđivanje sile vibracije- ovo je pobuđivanje vibracije sistema pogonskim silama i momentima. Njihovi izvori su: klipno-pokretni sistemi (mehanizmi radilice, ručni vibratori i perforatori, vibrorameri, vibracione ploče, vibrobunkeri itd.); neuravnotežene rotacione mase (rotori pumpi i gasnih turbina, ručne električne i pneumatske brusilice, rezni alati alatnih mašina, ventilatori itd.); udarni sistemi (čekići za kovanje i štancanje, ležajne jedinice, zupčanici, itd.).

Kinematsko pobuđivanje vibracija– pobuđivanje vibracije sistema saopštavanjem bilo kojoj njegovoj tački datih kretanja koja ne zavise od stanja sistema. Razlozi za to su uticaj profila puta na automobile i mašine za izgradnju puteva, električnih i ručnih kamiona u prostorijama, fluktuacije poda u prostorijama itd.

Parametarsko pobuđivanje vibracija– pobuđivanje oscilacija i vibracija sistema promjenom vremena jednog ili više njegovih parametara (mase, momenta inercije, krutosti i koeficijenata otpora), što ne zavisi od stanja sistema. Izvori su motori sa unutrašnjim sagorevanjem kada se promeni pritisak gasova u cilindrima, pneumatski motori itd.

Po prirodi promjene vremena određuju se oscilacije (periodične ili gotovo periodične), slučajne (stacionarne ili nestacionarne) i impulsne ili prigušene, koje mogu biti jednostavne i složene.

Složeni oscilatorni procesi mogu se predstaviti kao jednostavne harmonijske sinusoidne oscilacije koristeći Fourierov red.

Vibracije se dijele na slobodne i prisilne. Slobodne vibracije - vibracije sistema koje se javljaju bez promenljivog spoljašnjeg uticaja i energije izvana. Prisilne vibracije - vibracije sistema uzrokovane i održavane silom ili kinematičkom pobudom.

Osnovni koncepti teorije vibracija za vibracije su:

1) parametri vibracija: pomeraj vibracija, brzina vibracije i vibraciono ubrzanje;

2) mehanička impedansa;

3) prirodna frekvencija.

Glavne veličine koje karakteriziraju vibracije koje se javljaju prema sinusoidnom zakonu su:

amplituda vibracije S a - vrijednost najvećeg odstupanja oscilirajuće tačke od ravnotežnog položaja;

amplituda brzine vibracije V a - maksimalna vrijednost brzine oscilirajuće tačke;

amplituda vibracionog ubrzanja aa - maksimalna vrijednost ubrzanja oscilirajuće tačke;

period oscilovanja T - najmanji vremenski interval kroz koji se, uz periodične oscilacije, ponavlja svaka vrijednost oscilirajuće veličine koja karakteriše vibraciju;

frekvencija oscilovanja f je recipročna vrednost perioda oscilovanja.

Brzina vibracije i ubrzanje vibracije povezani su sa pomakom vibracije i frekvencijom oscilovanja relacijama:

V = 2p×f×S i a = ( 2p × f) 2 × S

Uzimajući u obzir da apsolutne vrijednosti veličina koje karakteriziraju vibracije variraju u vrlo širokom rasponu, logaritamski nivoi vibracija se koriste u praksi vibroakustičkih istraživanja i inženjerskih proračuna. Podrazumijeva se kao uporedna karakteristika fluktuacija dvije istoimene fizičke veličine, proporcionalna decimalnom logaritmu omjera procijenjene i početne vrijednosti veličine.

L = 20 × lq (b × b o –1),

gdje b– procijenjena vrijednost količine (brzina, ubrzanje, itd.);

b o- početna vrijednost veličine (brzina, ubrzanje, itd.).

Tako su, na primjer, nivoi brzine vibracije i ubrzanja vibracija definisani, respektivno, kao

L V= 20 × lq (V × V o–1) i L A = 20 × lq (a × a o –1),

gdje V i a su procijenjene vrijednosti brzine vibracije i ubrzanja vibracija, respektivno;

V o i oh oh su početne (granične) vrijednosti brzine vibracije i ubrzanja vibracija.

Prema usvojenom međunarodnom sporazumu:

V o \u003d 5 × 10 - 8 m / s i oh oh\u003d 3 × 10 - 4 m / s 2.

Nivoi vibracija se mjere u decibelima (dB).

U opštem slučaju, fizička veličina koja karakteriše vibraciju (na primer, brzina vibracije) je određena funkcija vremena: V = V(t). Matematička teorija pokazuje da se takav proces može predstaviti kao zbir beskonačno dugih harmonijskih (sinusoidnih) oscilacija sa različitim amplitudama i periodima. U slučaju periodičnih oscilacija, frekvencije ovih komponenti su višestruke od glavne frekvencije oscilacija (procesa):

f n = n×f 1 ,

gdje n = 1,2,3,..;

f 1 je glavna frekvencija oscilacije.

Glavna karakteristika u industrijskoj sigurnosti ili zaštiti rada je spektar vibracija, koji se podrazumijeva kao ukupnost odgovarajućih harmonijskih komponenti vrijednosti vrijednosti koje karakteriziraju fluktuacije (vibracije), u kojima su naznačene vrijednosti raspoređene u rastući red frekvencija harmonijskih komponenti. Diskretni spektar odgovara periodičnim i skoro periodičnim oscilacijama, dok kontinuirani spektar odgovara neperiodičnim oscilacijama. Ako su oscilacije superpozicija periodičnih i slučajnih oscilacija, tada spektar ima mješoviti karakter.

Intenzitet djelovanja vibracija na osobu, uređaje i druge objekte ovisi o frekvenciji. Stoga je uobičajeno da se cijeli raspon frekvencija vibracija podijeli na segmente (frekvencijski pojasevi) i odredi nivoe vibracija za svaki opseg posebno. Prilikom procjene sigurnosti vibracija, oktavni opsezi se uzimaju kao standardni frekvencijski pojasevi, u kojima je omjer gornjih graničnih frekvencija i donjih frekvencija 2. Svaki oktavni pojas se obično označava geometrijskom srednjom vrijednošću njegovih graničnih frekvencija, određenom formulama

fc = (fmax × fm in) 0,5 = 2 0,5 fmin @ 1,41 fmin ,

gdje fmin- niže, i fmax je gornja granična frekvencija, Hz, i f max = 2 fmin.

Po potrebi, oktavni pojasevi se dijele na jedne trećine oktave, za koje fmax = 2 1/3 fmin @1,26 fmin. Na primjer, opseg prve oktave ima granične frekvencije od 0,7 i 1,4 Hz, a njegova srednja geometrijska frekvencija fc= 1 Hz; sljedeći, odnosno 1,4 .... 2,8 Hz i 2 Hz, itd.

Mehanička impedansa (Z) definira se kao omjer pokretačke sile ( F) primijenjen na sistem na rezultujuću brzinu vibracije υ na mestu primene sile

Prirodna frekvencija je frekvencija slobodnih oscilacija sistema, tj. fluktuacije bez promjenjivog vanjskog utjecaja i unosa energije.

Rice. 11.1. Frekvencija prirodne oscilacije

Prirodna frekvencija oscilacija sistema ( f 0) prikazano na sl. 11.1 određuje se formulom:

gdje TO- krutost opruge; M- težina tereta.

Kada je frekvencija prirodnih oscilacija sistema jednaka frekvenciji prisilnih oscilacija, javlja se fenomen rezonancije, što dovodi do naglog povećanja amplitude oscilacije.

Klasifikacija vibracija

U skladu sa SN 2.2.4 / 2.1.8.566-96 "Industrijske vibracije, vibracije u prostorijama stambenih i javnih zgrada", vibracije koje utiču na osobu klasifikuju se na sledeći način.

Putem prenosa:

Opće vibracije koje se prenose kroz potporne površine na tijelo osobe koja sjedi ili stoji;

Lokalne vibracije koje se prenose kroz ruke osobe, na noge osobe koja sedi i na podlaktice u kontaktu sa vibrirajućim površinama radnih površina.

Opće vibracije u skladu sa GOST 12.1.012 - 90 i SN 2.2.4 / 2.1.8.566 - 96 prema izvoru podijeljene su u tri kategorije:

1 - transportne vibracije koje utiču na rukovaoce samohodnim i vučenim mašinama i vozilima pri kretanju po terenu, poljoprivrednim podlogama i putevima, uklj. tokom njihove izgradnje;

2 - transportne i tehnološke vibracije koje utiču na operatere mašina sa ograničenom pokretljivošću, koji se kreću samo po posebno pripremljenim površinama industrijskih prostorija, industrijskih lokacija i rudarskih radova;

3 "a" - tehnološke vibracije koje utiču na operatere stacionarnih mašina i opreme ili se prenose na radno mesto koje nema izvore vibracija;

3 "b" - tehnološke vibracije koje se prenose na radna mesta na kojima nema mašina koje stvaraju vibracije;

3 "c" - vibracije na radnim mjestima mentalnih radnika i osoblja koje se ne bavi fizičkim radom.

Tipični slučajevi prijenosa vibracija na ljudsko tijelo sa naznakom nosivih površina prikazani su na sl. 11.2

Rice. 11.2. Opcije za prenošenje vibracija na ljudsko tijelo

Po poreklu:

uobičajeni u stambenim i javnim zgradama:

Iz vanjskih izvora (gradski željeznički transport i vozila; industrijska preduzeća i mobilne industrijske instalacije);

Iz internih izvora inženjersko-tehnološke opreme zgrada i kućanskih aparata (liftovi, ventilacioni sistemi, frižideri i dr.);

lokalne vibracije u proizvodnji:

Lokalne vibracije koje se prenose na osobu od ručnog električnog alata (sa motorima), ručne kontrole mašina i opreme;

Lokalno, prenosi se na osobu iz nemehaniziranog ručnog alata (bez motora).

zavisno od vibracija od trenutka akcije podijeljeno na:

Konstanta pri kojoj se vrednost kontrolisanog parametra tokom perioda posmatranja menja za najviše dva puta (za 6 dB);

Nekonstantni, kod kojih se vrijednost kontroliranog parametra mijenja za više od 2 puta (za 6 dB) tokom vremena posmatranja od najmanje 10 minuta kada se mjeri sa vremenskom konstantom od 1 s, uključujući oscilirajuće, isprekidane i impulsne.

Po prirodi spektra:

Uskopojasni, u kojem kontrolirani parametri u frekvencijskom opsegu jedne trećine oktave premašuju vrijednosti u susjednim opsezima od jedne trećine oktave za više od 15 dB (slika 11.3);

Širokopojasni - sa kontinuiranim spektrom od više od jedne oktave (slika 11.4).

Rice. 11.3. Uskopojasne vibracije

Rice. 11.4. Širokopojasne vibracije

Po frekventnom sastavu:

· Niskofrekventni - sa prevladavanjem maksimalnih nivoa u oktavnim frekvencijskim opsezima od 1-4 Hz za opšte vibracije i 8-16 Hz - za lokalne vibracije.

· Srednja frekvencija - 8-16 Hz za opšte vibracije i 31,5-63 Hz - za lokalne vibracije.

Visoka frekvencija - 31,5-63 Hz za opšte vibracije i 125-1000 Hz za lokalne vibracije.

Regulacija vibracija

Normiranje industrijskih vibracija vrši se na osnovu SN 2.2.4 / 2.1.8.566-96 "Industrijske vibracije, vibracije u prostorijama stambenih i javnih zgrada."

Higijenska procjena trajnih i netrajnih vibracija u skladu sa navedenim regulatornim dokumentom može se izvršiti na tri metode:

frekvencijska (spektralna) analiza normaliziranog parametra;

· integralna procjena frekvencije normaliziranog parametra;

· integralna procjena uzimajući u obzir vrijeme utjecaja vibracija na ekvivalentni (u smislu energije) nivo normaliziranog parametra.

Lokalne vibracije su normalizovane u oktavnim opsezima sa prosečnim geometrijskim frekvencijama: 8; šesnaest; 31.5; 63; 125; 250; 500; 1000 Hz; opšta vibracija - u oktavnim ili 1/3 oktavnim opsezima sa prosečnim geometrijskim frekvencijama od 0,8; jedan; 1.25; 1.6; 2.0; 2.5; 3.15; 4.0; 5.0; 6.3; 8.0; 10.0; 12.5; 16.0; 20.0; 25,0; 31.5; 40,0; 50,0; 63,0; 80,0 Hz.

Sa frekvencijskom (spektralnom) analizom normalizirani parametri vibracije su RMS vrijednosti brzine vibracije i ubrzanja vibracije mjerene u oktavnim ili 1/3 oktavnim frekvencijskim opsezima ili njihovim logaritamskim nivoima (L υ, L a).

U integralnoj procjeni po učestalosti normalizirani parametar je korigirana vrijednost brzine vibracije ili ubrzanja vibracije (U) ili njihove logaritamske nivoe (Lu), mjereno korištenjem korektivnih filtera ili izračunato po formulama:

,

,

gdje Ui, Lui- RMS vrijednosti brzine vibracije ili ubrzanja vibracije ili njihovih logaritamskih nivoa u ja- th frekvencijski opseg;

P- broj oktavnih opsega u normalizovanom frekvencijskom opsegu;

K i , L ki su težinski koeficijenti za i frekvencijski pojas, odnosno za apsolutne vrijednosti ili njihove logaritamske nivoe.

Vrijednosti težinskih koeficijenata date su za lokalne i opće vibracije, uzimajući u obzir smjer djelovanja ( Z o , X o , Y o) u SN 2.2.4/2.1.8.566-96.

U integralnoj proceni vibracije, uzimajući u obzir vreme njenog uticaja na ekvivalentni (energetski) nivo normalizirani parametar je ekvivalentna ispravljena vrijednost brzine vibracije ili ubrzanja vibracije ( U ekv) ili njihov logaritamski nivo ( L ekv), izmjereno ili izračunato korištenjem sljedećih formula:

;

,

gdje Ui su frekvencijsko korigirane vrijednosti parametara kontrolirane brzine vibracije ( υ , L υ), m/s, odnosno ubrzanje vibracije (a, L a), m/s 2 koji djeluju tokom vremena t i ;

t i– vrijeme djelovanja vibracije u i-tom intervalu, h;

P je ukupan broj intervala djelovanja vibracija;

T je ukupno trajanje vibracije, h., .

SN 2.2.4/2.1.8.566-96 utvrđuje maksimalno dozvoljene vrijednosti normaliziranih parametara lokalnih i općih vibracija 1, 2 i 3 (a, b, c) kategorije sa trajanjem izlaganja vibracijama od 480 minuta ( 8 sati).

Kao primjer, u tabeli. 11.1 prikazuje maksimalno dozvoljene vrijednosti parametara lokalnih vibracija.

Tabela 11.1.

Srednje geometrijske frekvencije oktavnih opsega, Hz	Maksimalne dozvoljene vrijednosti duž osa Xl, Yl, Zl
ubrzanje vibracija	brzina vibracije
m/s 2	dB	m/s 10 -2	dB
	1,4		2,8
	1,4		1,4
31,5	2,8		1,4
	5,6		1,4
	11,0		1,4
	22,0		1,4
	45,0		1,4
	89,0		1,4
Prilagođene i ekvivalentne prilagođene vrijednosti i njihovi nivoi	2,0		2,0

Vibracije- to su periodične oscilacije materijalne tačke ili tačaka koje čine mehanički sistem. Najčešće su to harmonijske vibracije. Mehanički sistem je svaka čvrsta ili tečnost u kojoj su, za razliku od gasova, veze kristalne ili međumolekularne (interatomske) interakcije jake. Vibracije se mogu širiti u čvrstim materijama i tečnostima u obliku talasa. Dakle, vibracije su u suštini zvučni valovi koji se šire u čvrstom ili tekućem mediju. U čvrstom i tekućem mediju moguće je ne samo širenje valova veće frekvencije nego u plinu, već i istovremeno širenje i longitudinalnih valova (valovi kompresije) i poprečnih valova (posmični valovi). U gasovima postoje samo kompresijski talasi.

Vibracija se može okarakterisati sledećim fizičkim veličinama:

pomeranje vibracija x \u003d x m sin (wt + j o)

Brzina vibracije v = x m w cos (wt + j o)

Ubrzanje vibracija a \u003d - x m w 2 sin (wt + j o)

gdje je: h m – amplituda pomaka vibracije, tj. najveće odstupanje oscilirajuće tačke od ravnotežnog položaja, m; w - ugaona frekvencija, rad/s (w = 2pf), j o ​​– početna faza oscilacija.

Za navedene parametre određuju se i njihovi nivoi:

Logaritamski nivo brzine vibracije:

L v = 10 log ( V 2 /V o 2) =20 lg( V/V 0),

gdje: V 0 je granična vrijednost brzine vibracije, međunarodno standardizirana ( V 0 = 5 . 10 -8 , gospođa).

Logaritamski nivo ubrzanja vibracije:

L a = 20 lg ( aa 0).

gdje: a 0 - granična vrijednost ubrzanja vibracija, međunarodno standardizirana ( a 0 = 3 . 10 -4 , m/s 2).

Karakteristika vibracije je i njen spektar. Spektar vibracija, prema prihvaćenom principu, podijeljen je na oktavne pojaseve.

Prema prirodi utjecaja na ljudsko tijelo razlikuju se opće i lokalne vibracije.

Opće vibracije utiče na celo telo u celini . U ovom slučaju prije svega pate nervni sistem i analizatori: vestibularni, vizuelni, taktilni. Simptomi bolesti: vrtoglavica, poremećaji koordinacije pokreta, smanjena vidna oštrina do 40%, promjene u metaboličkim procesima. Posebno opasna je trzajna vibracija koja uzrokuje mikrotraume različitih tkiva, sve do njihovog pucanja. Ljudsko tijelo je složen oscilatorni sistem. Rezonancija ljudskog tijela, njegovih pojedinačnih organa nastaje kada se frekvencije prirodnih vibracija unutrašnjih organa poklapaju sa frekvencijama vanjskih sila. Na primjer, područje rezonancije:

Za cijelo tijelo u sjedećem položaju - 4 ... 6 Hz;

Za glavu u sjedećem položaju sa vertikalnim vibracijama - 20 ... 30 Hz; horizontalno - 1,5 ... 2 Hz;

Organi vida -30 ... 90 Hz, što odgovara rezonanciji očnih jabučica;

Srce - 16 Hz;

Crijeva - 8 Hz.

Opće vibracije mogu uzrokovati rezonanciju unutrašnjih organa i dovesti do unutrašnjih oštećenja, ozljeda organa. Simptomi: bol u donjem dijelu leđa, udovima, u stomaku.

Prema smjeru djelovanja, ukupne vibracije se dijele na vertikalne, koje se šire duž Z ose; horizontalno, proteže se duž X ose od leđa do grudi; horizontalno, širi se duž Y osi od desnog ramena do lijevog.

Neki izvori vibracija rade stalno, drugi - periodično, nasumično. Vibracije u zgradama mogu nastati kako iz vanjskih izvora, tako i kao rezultat inženjerske i tehnološke opreme.

Po intenzitetu vibracija najznačajniji je željeznički transport. Nivoi ubrzanja vibracija na udaljenosti do 20 m od metro tunela i tramvajskih pruga premašuju prosječni urbani nivo za 10 dB. Tokom rada željezničkog transporta, zabilježeni su povećani nivoi vibracionog ubrzanja u radijusu od 40-50 m.

Industrijska preduzeća stvaraju značajne vibracije. Izvori vibracija su oprema za kovanje i presovanje, unutarfabrički i unutarprometni transport, rotirajući dinamički neuravnoteženi rotori mašina i mehanizama. Horizontalne vibracije niske frekvencije (1-4 Hz) šire se duboko u stambene zgrade na udaljenosti do 4000 m i premašuju dozvoljene vrijednosti ubrzanja vibracija na naznačenim frekvencijama za 4-8 dB.

Često su vibracije u stanu povezane s radom lifta. U trenutku pokretanja i pri zatvaranju vrata, vrijednosti premašuju dozvoljene vrijednosti za 15-21 dB.

Prema izvoru nastanka, opšta vibracija se deli na:

Transport. Utječe na operatere mobilnih mašina (vozače kamiona, traktora, itd.).

Saobraćajno-tehnološki. Utječe na operatere sa ograničenim kretanjem (vozači željezničkog transporta, bušilice, betonski popločači).

tehnološke. Utječe na rukovaoce stacionarnih mašina ili se prenosi na radna mjesta koja nemaju izvore vibracija. Klasificira se na sljedeći način:

3a - u prostorijama sa izvorima vibracija;

3b - na radnim mjestima na brodovima (zapovjednička, navigatorska, radio-operaterska kabina), u kancelarijskim prostorijama bez izvora vibracija;

3c - u skladištima, u menzama bez izvora vibracija;

3d - u prostorijama za mentalni rad: menadžment pogona, projektantski biro itd.

Prema vremenskim karakteristikama razlikuju se:

Konstantne vibracije, za koje se kontrolirani parametar ne mijenja više od 2 puta tokom perioda posmatranja;

Nestalne vibracije, koje se mijenjaju kontroliranim parametrom za više od 2 puta.

lokalne vibracije djeluje na pojedine dijelove tijela (gornje udove, rameni pojas, srčane žile). Pošast modernog mašinstva su lokalne vibracije. Ljudi koji rade s ručnim električnim alatima (čekićima, perforatorima) izloženi su lokalnim vibracijama. Simptomi bolesti: smanjena osjetljivost kože, taloženje soli u zglobovima.

Učinak vibracije na ljudsko tijelo ovisi o: snazi ​​oscilatornog procesa, vremenu kontakta, prigušnim svojstvima tkiva. Patologija vibracija je na drugom mjestu (poslije prašine) među profesionalnim bolestima - 28%.

U zavisnosti od prirode posla, vibraciona bolest nastaje nakon 8-15 godina rada. Faktori radne sredine koji pogoršavaju štetno dejstvo vibracija na organizam:

Teška opterećenja mišića;

niska temperatura;

Buka visokog intenziteta;

Psihoemocionalni stres.

Postoji tehničko-higijensko regulisanje vibracija.

Tehnički propis vibracija postavlja dozvoljenu vrijednost vibracionih karakteristika mašina i upućuje se njihovim kreatorima. Karakteristike vibracija služe kao kriterijum za kvalitet i bezbednost mašina.

Higijenska regulacija vibracija reguliše GOST 12.1.012-90 „SSBT. sigurnost od vibracija. Opšti zahtjevi” i SN 2.2.4/2.1.8.566-96 “Industrijske vibracije, vibracije u prostorijama, stambenim i javnim zgradama”.

Tablice 13-14 prikazuju maksimalnu brzinu vibracije za vibracije na radnim mjestima.

Razlog za nastanak vibracija su neuravnoteženi efekti sila koji nastaju tokom rada mašina i jedinica. U nekim slučajevima, izvori su im klipni pokretni dijelovi (motila u motorima i kompresorima, čekić u ručnim bušilicama, vibracioni mehanizmi za zbijanje betona i asfalt-betonskih mješavina, vibrorameri, jedinice za vibroformiranje u ljevaonicama, jedinice za kovanje zavarenih spojeva itd. ); u drugim slučajevima, neuravnotežene rotirajuće mase (ručne električne i pneumatske brusilice, rezni alati alatnih mašina itd.). Ponekad vibracije stvaraju udari dijelova (zupčanika mjenjača, ležajnih sklopova, spojnica itd.).

Prisustvo neravnoteže u svim slučajevima dovodi do pojave neuravnoteženih centrifugalnih sila koje uzrokuju vibracije. Razlog za neravnotežu može biti nehomogenost materijala rotirajućeg tijela, neusklađenost između centra mase tijela i ose rotacije, deformacija dijelova od neravnomjernog zagrijavanja pri vrućem i hladnom slijetanju itd.

Glavni parametri koji karakterišu vibracije koje se javljaju prema sinusoidnom zakonu su: amplituda pomaka xm - veličina najvećeg odstupanja oscilirajuće tačke od ravnotežnog položaja; amplituda oscilatorne brzine vm je maksimalna vrijednost brzine oscilirajuće tačke; amplituda oscilatornog ubrzanja am je maksimalna vrijednost ubrzanja oscilirajuće tačke; period oscilovanja T je vremenski interval između dva uzastopna identična stanja sistema; frekvencija f u hercima, povezana sa periodom poznatom relacijom f = 1/T.

Pomak u slučaju sinusnih oscilacija određuje se formulom x=xm sin (wt + φ), gdje je w kružna frekvencija (w = 2πf); φ je početna faza. U većini poslova zaštite rada početna faza nije bitna i ne može se uzeti u obzir.

Odnos između pomaka, brzine i ubrzanja dat je sljedećim izrazima: v = x = jwx; a = x = v = -w2x, gde je j=√-1 operator rotacije vektora oscilovanja za ugao π/2 u vremenu.

U opštem slučaju, fizička veličina koja karakteriše vibraciju (na primer, brzina vibracije) je određena funkcija vremena: v = v (t). Matematička teorija pokazuje da se takav proces može predstaviti kao zbir beskonačno dugotrajnih sinusoidnih oscilacija sa različitim periodima i amplitudama. U slučaju periodičnog procesa, frekvencije ovih komponenti su višekratnici osnovne frekvencije procesa: fn = nf1, gdje je n = 1, 2, 3, ..., f1 osnovna frekvencija procesa, i amplitude harmonika su određene dobro poznatim formulama proširenja Fourierovog reda. Ako proces nema određeni period (slučajni ili kratkotrajni pojedinačni procesi), tada broj takvih sinusoidnih komponenti postaje beskonačno velik, a njihove frekvencije se kontinuirano raspoređuju, dok se amplitude određuju ekspanzijom prema Fourierova integralna formula.

Dakle, spektar periodičnih ili kvaziperiodičnih oscilatornih procesa je diskretan (slika 27a), dok je spektar slučajnog ili kratkotrajnog pojedinačnog procesa kontinuiran (slika 27b). Najčešće je u diskretnom spektru najizraženija osnovna frekvencija oscilacija, zbog rada pogona. Ako je proces zbir nekoliko periodičnih procesa, frekvencije pojedinih komponenti u njegovom spektru ne moraju biti višekratne jedna drugoj, odnosno odvija se kvaziperiodični proces (Sl. 27, a). Ako je proces zbir nekoliko periodičnih i nasumičnih procesa, njegov spektar je mješovit, odnosno prikazan je kao kontinuirani i diskretni spektri koji se naslanjaju jedan na drugi (slika 27, c).

Rice. 27. Spektri vibracija: a - diskretni; b - čvrsta; c - mješovito

U pitanjima zaštite rada, zbog specifičnih svojstava osjetilnih organa, odlučujuće su efektivne vrijednosti parametara koji karakteriziraju vibraciju. Dakle, efektivna vrijednost oscilatorne brzine je srednji kvadrat vrijednosti trenutne brzine za vrijeme usrednjavanja

Dakle, za karakterizaciju vibracije koriste se spektri efektivnih vrijednosti parametara ili srednji kvadrati potonjih. Prilikom procjene ukupnog uticaja oscilacija različitih frekvencija ili pojedinačnih izvora na osobu, treba imati na umu da se pri sabiranju nekoherentnih oscilacija rezultujuća brzina vibracija (ubrzanje, pomicanje) nalazi zbirom energije snaga pojedinih komponenti. spektra (ili pojedinačnih izvora) ili, što je isto, zbir srednjih kvadrata, gdje je n broj komponenti u spektru.

U skladu s tim, rezultujuća efektivna vrijednost procesa određena je izrazom

Slika kontinuiranog spektra zahtijeva obaveznu rezervaciju oko širine Δf elementarnih frekvencijskih pojasa kojima slika pripada. Ako je f1 donja granična frekvencija datog frekventnog opsega, f2 je gornja granična frekvencija, tada se geometrijska sredina uzima kao frekvencija koja karakteriše opseg kao celinu.

frekvencija fsg=√f1f2

U praksi vibroakustičkih studija cijeli raspon frekvencija vibracija je podijeljen na oktavne opsege. U opsegu oktava, gornja granična frekvencija je dvostruko veća od donje frekvencije f2/f2 = 2.

Analiza vibracija se takođe može izvesti u jednoj trećini oktave frekvencijski opsezi. U trećoj oktavi .

Srednje geometrijske frekvencije frekvencijskih opsega oktavnih vibracija su standardizovane i iznose: 1, 2, 4, 8, 16, 32, 63, 125, 250, 500, 1000, 2000 Hz.

S obzirom da apsolutne vrijednosti parametara koji karakteriziraju vibracije variraju u vrlo širokom rasponu, koncept nivoa parametara se koristi u praksi vibroakustičkih studija.

Nivo parametra je logaritamski omjer apsolutne vrijednosti parametra i neke od njegovih vrijednosti odabranih kao referentna točka (referentna ili granična vrijednost). Nivoi se mjere u decibelima (dB).

Nivo brzine oscilacije (dB)

gdje je prosječni kvadrat vibracione brzine v2 uzet u odgovarajućem frekvencijskom pojasu; v0 je referentna ili granična vrijednost brzine vibracije (m/s) odabrana međunarodnim sporazumom:

v0 = 5*10-8.

Kada uporedimo dva oscilatorna procesa koja karakterišu nivoi brzine vibracije Lv1 i Lv2 (dB), respektivno, za razliku ovih jednačina imamo izraz

Spektri nivoa vibracione brzine su glavne karakteristike vibracija.

Postoje opšte i lokalne (lokalne) vibracije. Opća vibracija uzrokuje potrese cijelog organizma, lokalna vibracija uključuje mnoge druge vrste opreme. Lokalnim vibracijama izloženi su oni koji rade sa ručnim mehanizovanim električnim i pneumatskim alatima (čišćenje zavarenih spojeva, obrezivanje odlivaka, zakivanje, brušenje itd.). U nekim slučajevima, radnik može biti izložen i općim i lokalnim vibracijama (kombinovana vibracija), na primjer, kada radi na mašinama za izgradnju puteva i transportu.

Opšte vibracije sa frekvencijom manjom od 0,7 Hz (ljuljanje), iako su neprijatne, ne dovode do vibracione bolesti. Ljudsko tijelo i njegovi pojedinačni unutrašnji organi kreću se u ovom slučaju kao cjelina, a da ne doživljavaju međusobne pokrete. Posljedica ove vibracije je morska bolest, koja nastaje zbog narušavanja normalnog rada organa ravnoteže.

Različiti unutrašnji organi i pojedini dijelovi tijela (na primjer, glava ili srce) mogu se smatrati oscilatornim sistemima određene koncentrisane mase, međusobno povezani „oprugama“ sa određenim elastičnim svojstvima i uključivanjem paralelnih otpora. Očigledno, takav sistem ima niz rezonancija, čije frekvencije (subjektivna percepcija vibracija) zavise i od položaja tijela radnika („stoji“ ili „sjedi“).

Rezonancija na frekvencijama od 4-6 Hz odgovara vibracijama ramenog pojasa, kukova (u "stojećem" položaju), glave u odnosu na bazu ("stojeći" položaj); na frekvencijama od 25-30 Hz - glava u odnosu na ramena ("sjedeći" položaj). Za većinu unutrašnjih organa, prirodne frekvencije su u rasponu od 6-9 Hz. Vibracije radnih mjesta sa naznačenim frekvencijama su vrlo opasne, jer mogu uzrokovati mehanička oštećenja, pa čak i puknuće ovih organa. Sistematsko izlaganje općim vibracijama u rezonantnoj ili blizu rezonantnoj zoni može biti uzrok vibracione bolesti - upornih poremećaja fizioloških funkcija tijela, uglavnom zbog uticaja vibracija na centralni nervni sistem. Ovi poremećaji se manifestuju u vidu glavobolje, vrtoglavice, lošeg sna, smanjene performanse, lošeg zdravlja i srčanih poremećaja.

Lokalna vibracija uzrokuje grčeve krvnih žila, koji se, počevši od krajnjih falanga prstiju, šire na cijelu šaku, podlakticu i pokrivaju sudove srca. Kao rezultat toga, dolazi do kršenja opskrbe periferne krvi - pogoršanje opskrbe krvlju ekstremiteta. Istovremeno dolazi do uticaja vibracija na nervne završetke, mišićno i koštano tkivo, što se izražava u poremećenoj osetljivosti kože, okoštavanju mišićnih tetiva, bolovima i naslagama soli u zglobovima šaka i prstiju, što dovodi do deformiteta. i smanjenje pokretljivosti zglobova. Sve ove promjene se povećavaju u hladnoj sezoni i smanjuju se u toploj sezoni. Istovremeno se uočavaju poremećaji u aktivnosti centralnog nervnog sistema, kao i kod opšte vibracije.

Vibrobolest spada u grupu profesionalnih bolesti, čije je efikasno liječenje moguće samo u ranim fazama, a obnavljanje poremećenih funkcija teče vrlo sporo, au posebno teškim slučajevima dolazi do nepovratnih promjena u tijelu koje dovode do invaliditeta.

Korisne informacije:

Klasifikacija vibracija.

Šta je vibracija. Njeni izvori.

U skladu sa GOST 24346-80 (STSEV 1926-79) Vibracije. Termini i definicije. Pod vibracijom se podrazumijeva kretanje tačke ili mehaničkog sistema, u kojem dolazi do naizmjeničnog povećanja i smanjenja u vremenu vrijednosti najmanje jedne koordinate.

Uobičajeno je razlikovati opću i lokalnu vibraciju. Opća vibracija djeluje na cijelo ljudsko tijelo kroz potporne površine - sjedište, pod; lokalne vibracije utiču na pojedine delove tela.

Vibracije se mogu mjeriti korištenjem apsolutnih i relativnih parametara.

Apsolutni parametri za mjerenje vibracija su pomak vibracije, brzina vibracije i vibracijsko ubrzanje.

Glavni relativni parametar vibracije je nivo brzine vibracije, koji se određuje formulom

LV = 10 lg V2 / V02 = 20 lg V / V0,

gdje je V amplituda brzine vibracije, m/s;

V0 = 5*10-8 m/s - granična vrijednost brzine vibracije.

Zahtjevi za parametre vibracija utvrđeni su GOST 12.1.012-90 Sigurnost vibracija. Opšti zahtjevi, CH2.2.4 / 2.1.8.566 - 96. Industrijske vibracije, vibracije u prostorijama stambenih i javnih zgrada.

U frekvencijskoj (spektralnoj) analizi normaliziraju se kinematički parametri: RMS vrijednosti brzine vibracije V (i njihovih logaritamskih nivoa LV) ili ubrzanja vibracije a - za lokalne vibracije u oktavnim frekvencijskim opsezima; za opće vibracije u oktavnim i 1/3 oktavnim frekvencijskim opsezima.

Ovisno o izvoru nastanka, razlikuju se sljedeće vrste vibracija:

§ lokalne vibracije koje se prenose na osobu sa ručnog mehanizovanog (sa motorima) alata;

§ lokalne vibracije koje se prenose na osobu sa ručnog nemehaniziranog alata;

§ opšta vibracija 1. kategorije - vibracija u transportu koja utiče na osobu na radnom mestu vozila koja se kreću po terenu, putevima i sl. Primjer: traktori, kamioni, skuteri, motocikli, mopedi;

§ opšta vibracija kategorije 2 - transportne i tehnološke vibracije koje utiču na osobu na radnom mestu mašina koje se kreću duž posebno pripremljenih površina industrijskih prostorija itd. Primjer: dizalice, podni industrijski transport;

§ opšta vibracija kategorije 3 - tehnološka vibracija koja utiče na osobu na radnom mestu stacionarnih mašina ili se prenosi na radna mesta koja nemaju izvore vibracija. Primjer: alatne mašine, ljevaonice.

§ opće vibracije u stambenim i javnim zgradama od vanjskih izvora. Primjer: vibracija od tramvaja koji prolazi.

§ opšte vibracije u stambenim i javnim zgradama iz unutrašnjih izvora. Primjer: liftovi, frižideri.

Klasifikacija vibracija koje utiču na osobu Vibracija prema načinu prenosa po osobi(u zavisnosti od prirode kontakta sa izvorima vibracija) uslovno se dele na: - opšte vibracije koje se prenose preko potpornih površina na telo sedeće ili stojeće osobe - lokalne vibracije koje se prenose kroz ruke osobe Napomena. Vibracije koje se prenose na noge osobe koja sedi i na podlaktice u kontaktu sa vibrirajućim površinama stonih računara odnose se na lokalnu vibraciju.U proizvodnim uslovima često postoji kombinacija lokalne i opšte vibracije. Po poreklu Razlikuju se vibracije: - lokalne vibracije koje se prenose na osobu sa ručnog mehanizovanog alata (sa motorima), ručne komande za mašine i opremu; - lokalne vibracije koje se prenose na osobu sa ručnog nemehanizovanog alata (bez motora), za na primjer, čekići za ravnanje različitih modela i obradaka - opšta vibracija 1 kategorija - transportne vibracije koje utiču na osobu na radnom mjestu samohodnih i vučenih mašina, vozila pri vožnji po terenu i putevima (uključujući i tokom njihove izgradnje) Izvori transportnih vibracija. uključuju: Ø poljoprivredne i industrijske traktore, samohodne poljoprivredne mašine (uključujući kombajne); Ø kamione (uključujući traktore, valjke itd.); Ø snježne plugove, samohodni rudarski željeznički transport; - opće vibracije kategorije 2 - transport i tehnološke vibracije koje utiču na osobu na radnom mestu mašina koje se kreću u posebno pripremljenim površine industrijskih prostorija, industrijskih lokacija, rudarskih radova Izvori transportnih i tehnoloških vibracija su: Ø bageri, industrijske i građevinske dizalice, mašine za utovar otvorenih peći u metalurškoj proizvodnji Ø rudarski kombajni, rudničke utovarne mašine Ø mašine za gusjenice , betonski popločači, podni industrijski transport ;- opšta vibracija 3. kategorije - tehnološka vibracija koja utiče na osobu na radnom mestu stacionarnih mašina ili se prenosi na radna mesta koja nemaju izvore vibracija Izvori tehnoloških vibracija su: mašine za obradu metala i drveta , oprema za kovanje, livačke mašine, električne mašine, pumpne jedinice i ventilatori, oprema za bušenje bunara, bušaće mašine, mašine za stočarstvo, čišćenje i sortiranje žitarica (uključujući sušare), instalacije hemijske i petrohemijske industrije itd. Opšte vibracije kategorije 3 dijeli se na sljedeće druge vrste: a) na stalnim radnim mestima industrijskih prostorija preduzeća; b) na radnim mestima u skladištima, u menzama, domaćinstvu, dežurstvu i drugim industrijskim prostorijama u kojima nema mašina koje stvaraju vibracije; c) na radnim mestima u prostorijama uprave pogona , projektantskih biroa, laboratorija, edukativnih centara, računarskih centara, domova zdravlja, kancelarijskih prostorija, radnih soba i drugih prostorija za radnike intelektualnog rada - opšte vibracije u stambenim i javnim zgradama iz spoljašnjih izvora: Ø gradski železnički saobraćaj (plitki i otvoreni) pruge podzemne željeznice, tramvaj, željeznički transport) i vozila; Ø industrijska preduzeća i mobilne industrijske instalacije (za vrijeme rada hidrauličnih i mehaničkih presa, mješalica za beton, drobilica, građevinskih mašina itd. ); - opšte vibracije u stambenim i javnim zgradama iz unutrašnjih izvora: inženjersko-tehničko opremanje zgrada i kućanskih aparata (liftovi, ventilacioni sistemi, pumpne stanice, usisivači, frižideri, mašine za pranje veša i dr.), kao i ugradni - u trgovinskim preduzećima (rashladna oprema), komunalnim preduzećima, kotlarnicama itd. Po frekventnom sastavu vibracije emituju: - niskofrekventne vibracije (1-4 Hz za opšte vibracije, 8-16 Hz - za lokalne vibracije); - srednje frekvencijske vibracije (8-16 Hz - za opšte vibracije, 31,5-63 Hz - za lokalne vibracije ); - visokofrekventne vibracije (31,5-63 Hz - za opšte vibracije, 125-1000 Hz - za lokalne vibracije). Po vremenskim karakteristikama Razlikuju se vibracije: - konstantne vibracije, za koje se vrijednost normaliziranih parametara mijenja za najviše 2 puta (za 6 dB) tokom vremena posmatranja; - nestalne vibracije, za koje se vrijednost normaliziranih parametara mijenja za pri najmanje 2 puta (za 6 dB) tokom vremena posmatranja ne manjeg od 10 min kada se meri vremenskom konstantom od 1 s, uključujući: a) vibracije koje fluktuiraju u vremenu, za koje se vrednost normalizovanih parametara kontinuirano menja u vremenu; b ) povremene vibracije, kada je kontakt čoveka sa vibracijom prekinut, i trajanje intervala tokom kojih dolazi do kontakta koje je duže od 1 s;

Glavni parametri koji karakterišu vibraciju su: amplituda (najveće odstupanje od ravnotežnog položaja) A, m; frekvencija oscilovanja f, Hz (broj oscilacija u sekundi); brzina vibracije V, m/s; ubrzanje vibracija W, m/s 2 ; period oscilovanja T, sec.

Stupanj utjecaja vibracije na fiziološke osjećaje osobe određen je veličinom oscilatornog ubrzanja i brzinom oscilacija:

M/s 2 , (2.5.27)

gdje je f broj oscilacija u 1 s;

A- amplituda oscilacije, m.

Vibracije se primećuju u blizini opreme, tokom rada pneumatskih alata, kada osovine mašina nisu pravilno izbalansirane, pri transportu tečnosti i gasova kroz cevovode, tokom tehnoloških procesa polaganja betona pomoću vibracionih jedinica.

Vibracija nesinusoidne prirode uvijek se može predstaviti kao zbir sinusoidnih komponenti korištenjem Fourierove ekspanzije.

Za proučavanje vibracija, cijeli raspon frekvencija (kao i za buku) podijeljen je na osnovne opsege. Srednje geometrijske vrijednosti frekvencija na kojima se ispituje vibracija su sljedeće: 2, 4, 8, 16, 31, 50, 63, 125, 250, 500, 1000 Hz. Nivoi vibracija se ne mjere na svakoj pojedinačnoj frekvenciji, već u nekim opsezima (intervalima) oktavnih i jedne trećine oktave frekvencije. Za oktave, omjer gornjih granica frekvencija prema donjim fv / fn \u003d 2, a za jednu trećinu oktava. S obzirom da se apsolutne vrijednosti parametara koji karakteriziraju vibraciju koriste u širokom rasponu, u praksi se koriste koncepti parametara brzine vibracije (V) i ubrzanja vibracija (W).

Prema GOST 12.1.012-90 "Vibracije, opšti sigurnosni zahtjevi" (SSBT). Logaritamski nivoi brzine vibracije Lv i ubrzanja vibracije Lw određeni su formulom:

gdje je V, W-brzina vibracije, m/s i ubrzanje vibracije, m/s? ;

V 0 , Wo - granične vrijednosti brzine i ubrzanja m/s, m/s 2 .

Vibracija koja utiče na osobu je normalizovana za svaki pravac u svakom oktavnom opsegu. Frekvencija vibracija je od velike higijenske važnosti. Frekvencije reda 35-250 Hz, najkarakterističnije pri radu sa ručnim alatom, mogu uzrokovati vibracijsku bolest sa vazospazmom.

Frekvencije ispod 35 Hz izazivaju promjene u neuromuskularnom sistemu i zglobovima. Najopasnije industrijske vibracije su jednake ili bliske frekvenciji vibracija ljudskog tijela ili pojedinih organa i jednake su 6-10 Hz (prirodna frekvencija vibracija ruku i nogu 2-8 Hz, abdomena 2-3 Hz, grudnog koša 1-12 Hz). Fluktuacije s takvom frekvencijom utječu na psihičko stanje osobe. Jedan od razloga smrti ljudi u Bermudskom trokutu mogu biti fluktuacije u vodenoj sredini u mirnom vremenu, kada je frekvencija oscilacija 6-10 Hz. Frekvencija oscilovanja malih sudova poklapa se sa frekvencijom oscilovanja okoline, a kod ljudi se razvija osećaj opasnosti i straha. Mornari traže da napuste brod. Produžena vibracija može dovesti do smrti. Vibracije imaju opasan učinak na pojedine organe tijela i ljudsko tijelo u cjelini, narušavajući normalno funkcioniranje nervnog sistema i organa povezanih sa metabolizmom. Vibracije mogu uzrokovati poremećaje u radu kardiovaskularnih i respiratornih organa, bolesti ruku i zglobova. Posebno su opasne vibracije velike amplitude, koje uglavnom nepovoljno djeluju na osteoartikularni aparat. Uz niski intenzitet i kratkotrajnu ekspoziciju, vibracije imaju čak i povoljan učinak. Visokim intenzitetom i produženim djelovanjem, vibracija može dovesti do razvoja profesionalne vibracione bolesti, koja pod određenim uslovima može preći u "cerebralni" oblik (oštećenje centralnog nervnog sistema), koji je praktično neizlječiv.

Prema GOST 12.1.012-90, DSN 3.3.6.039-95 prema načinu prenošenja na osobu, vibracije se dijele na: opće, koje se prenose kroz potporne površine na ljudsko tijelo; lokalno (lokalno), prenosi se uglavnom ljudskim rukama (slika 2.5.10.).

Rice. Smjer koordinata osi za opće vibracije (a i b) i lokalne (c):

a - stojeći položaj; b - sedeći položaj; Z je vertikalna os okomita na površinu; X - horizontalna osa od leđa do grudi; Y-osa - horizontalno od desnog ramena do lijevog; pod djelovanjem lokalne vibracije, položaj ruke na sfernoj i cilindričnoj površini.

Vibracija djeluje duž osa XYZ ortogonalnog koordinatnog sistema (za opće vibracije Z-vertikalna, okomita na noseću površinu; X-horizontalna od leđa prema grudima; Y-horizontalna od desnog ramena na lijevo).

Kod lokalnih vibracija, os Xl se poklapa sa osom raspona, os Zl leži u ravnini Xl i usmjerena je na dovod ili primjenu sile. Prema izvoru nastanka, opšta vibracija se deli na: transportnu vibraciju koja se javlja tokom kretanja automobila; transportno-tehnološki, koji nastaju tokom rada mašina koje obavljaju tehnološku operaciju; tehnološke, koje nastaju tokom rada stacionarnih mašina.

Mere zaštite od vibracija.
Radne uslove bezbedne od vibracija obezbeđuju:
- korištenje mašina (mehanizama) otpornih na vibracije;
- upotreba zaštitne opreme;
- organizacione i tehničke mjere;
- dizajnersko rješenje koje osigurava standarde vibracija na radnim mjestima.
Sigurnost vibracija mašina (mehanizama) postiže se: njihovom izolacijom od vibracija u skladu sa GOST 12.4.046-78 ugradnjom posebnih amortizera na temelje, izolovane od poda (jastučići od filca, gume, opruge itd. ( Sl. 35, 36); balansiranje rotirajućih delova upotrebom mastika za izolaciju vibracija itd.
Organizacione i tehničke mjere obuhvataju: provođenje vibracijskih kontrola najmanje jednom godišnje za opštu vibraciju i dva puta godišnje za lokalne vibracije, kao i nakon popravke mašina; i na početku njihovog rada; isključenje kontakta radnika sa vibrirajućim površinama van radnog mjesta ili prostora (ograde, znakovi, natpisi), uvođenje određenog načina rada, isključenje sa rada lica mlađih od 18 godina i koja nemaju položen ljekarski pregled, obavljanje ponovljenog godišnjeg ljekarskog pregleda.
Prilikom projektovanja tehnološkog procesa i prostorija predviđene su mere za smanjenje vibracija duž puteva njenog širenja u skladu sa GOST 12.4.046-78. Metode zaštite od vibracija prema ovom standardu organizaciono se dijele na: metode kolektivne i individualne zaštite - smanjenje vibracija djelovanjem na njihov izvor; smanjenje sile pobuđivanja vibracije balansiranjem, balansiranjem, promjenom frekvencije vibracije, smanjenjem vibracije duž putanja njenog širenja; smanjenje vibracija kada rukovalac dođe u kontakt sa objektom koji vibrira, uvođenje dodatnih uređaja u projektovanje mašina i građevinskih konstrukcija (domgferi, opruge (Sl. 37), upotreba prigušujućih premaza; smanjenje vibracija sa izuzetkom kontakt operatera - daljinsko upravljanje, automatska kontrola, signalizacija, ograda.
Sredstva za zaštitu od vibracija dijele se na:
- sredstva za izolaciju vibracija - prigušivanje, elastični jastučići, uvođenje inercijalnog elementa;
- sredstva za dinamičko prigušivanje vibracija - amortizeri udarnih vibracija (opruga, klatno); dinamički prigušivači vibracija (opruga, klatno, ekscentrični, hidraulični).
Lična zaštitna oprema se dijeli na sredstva:
- za ruke operatera (rukavice, rukavice, ulošci i jastučići)
GOST 12.4.002-74. Lična zaštitna oprema za ruke protiv vibracija. Opšti tehnički zahtjevi:
- za noge operatera (specijalne cipele, đonovi, štitnici za koljena)
GOST 12.4.024-76. Obuća specijalna otporna na vibracije. Opšti tehnički zahtjevi.