Caractérisation des principaux paramètres de vibration. Paramètres physiques et normatifs des vibrations Quels paramètres caractérisent les vibrations

Chapitre 5. Vibrations

Les vibrations en tant que facteur dans l'environnement de production se retrouvent dans les industries de la métallurgie, des mines, de la métallurgie, de la construction mécanique, de la construction, de l'aéronautique et de la construction navale, dans l'agriculture, les transports et de nombreux autres secteurs de l'économie nationale. Il est utilisé dans de nombreux procédés technologiques : dans le vibrocompactage, le moulage, le pressage, l'intensification vibratoire des traitements mécaniques des matériaux, le forage vibratoire, le desserrage, le découpage des roches et des sols, le vibrotransport, etc. La vibration s'accompagne du travail de mécanismes et d'unités mobiles et fixes, qui sont basés sur un mouvement de rotation ou de va-et-vient.

Vibration est un mouvement oscillatoire mécanique, dont la forme la plus simple est une oscillation harmonique (sinusoïdale).

Les principaux paramètres de l'oscillation sinusoïdale: fréquence en hertz (1 count/s); amplitude de déplacement des vibrations MAIS(m); vitesse de vibration V(Mme); accélération des vibrations
mais(m / s 2) ou en fractions de l'accélération de la pesanteur g\u003d 9,81 (m/s 2). Le temps pendant lequel un corps oscillant effectue une oscillation complète s'appelle la période d'oscillation. J(à partir de). Pour les oscillations sinusoïdales, la vitesse V et accélération mais sont déterminés par les formules :

V= 2pfa; mais= (2pf) 2 UNE, (5.1)

où p- 3,14; F- fréquence Hz ; MAIS - amplitude d'oscillation, m

Niveaux relatifs de vitesse de vibration L n et accélération des vibrations La sont exprimées en décibels et sont déterminées par les formules :

dB , dB , (5.2)

où 5×10 –8 (m/s) est le niveau zéro de la vitesse vibrationnelle V 0 , correspondant
vitesse vibratoire moyenne quadratique agissante à un seuil de pression acoustique standard égal à 2×10 -5 N/m 2 ; 1 × 10 -6 (m / s 2) - niveau zéro d'accélération oscillatoire mais 0 .

En raison des propriétés spécifiques des organes sensoriels, les valeurs effectives des paramètres caractérisant la vibration sont déterminantes. Ainsi, la valeur efficace de la vitesse de vibration est la moyenne quadratique des valeurs de vitesse instantanées V(t) pour le temps moyen Ce, qui est choisi en tenant compte de la nature de l'évolution de la vitesse de vibration dans le temps :

L'image à spectre continu nécessite une clause de largeur obligatoire Df bandes de fréquences élémentaires auxquelles appartient l'image. Si F 1 – la fréquence de coupure inférieure de la bande de fréquence donnée, F 2 – la fréquence limite supérieure, alors la fréquence moyenne géométrique est prise comme fréquence caractérisant l'ensemble de la bande :

Dans la pratique des études vibroacoustiques, toute la gamme des fréquences de vibration est divisée en plages d'octave. Dans la plage d'octave, la fréquence de coupure supérieure est le double de la fréquence inférieure ( F 2 /F 1 = 2). L'analyse et la construction de spectres de paramètres vibratoires peuvent également être réalisées en tiers d'octave (F 2 /F 1 = ) Bandes de fréquence.

Les fréquences moyennes géométriques des bandes de fréquence d'octave (un tiers d'octave) en vibroacoustique sont normalisées et sont : 1 ; 2 ; 4 ; 16; 31,5 ; 63; 125 ; 250 ; 500 ; 1000 ; 2000 ; 4000 ; 8000 ; 16 000 (0,8 ; 1,0 ; 1,2 etc.) Hz.

Selon la nature du contact du corps humain avec la source de vibrations industrielles, les vibrations locales (locales) et générales (vibrations des lieux de travail) sont conditionnellement distinguées.

Les vibrations, transmises principalement par les mains du travailleur, sont définies comme locales. La vibration du poste de travail (banc, sol, pièce sur laquelle se trouve la personne) est définie comme générale. Dans les conditions de production, il y a souvent une combinaison de vibrations locales et générales.

Dans d'autres cas, les vibrations générales prévalent, par exemple lors de la formation de produits en béton armé sur des plates-formes vibrantes avec nivellement manuel simultané de la masse de béton.

Selon la source d'occurrence, la vibration générale se distingue:

· catégorie générale de vibrations 1 - vibrations de transport affectant une personne sur le lieu de travail des machines automotrices et traînées, des véhicules lors de leurs déplacements sur des terrains, des milieux agricoles et des routes (y compris lors de leur construction). Les sources de vibrations de transport comprennent : les tracteurs agricoles et industriels, les machines agricoles automotrices (y compris les moissonneuses-batteuses) ; camions (y compris tracteurs, décapeuses, niveleuses, rouleaux, etc.); chasse-neige; transport ferroviaire minier automoteur;

· catégorie générale de vibrations 2 - vibrations de transport et technologiques affectant une personne sur le lieu de travail de machines se déplaçant sur des surfaces spécialement préparées de locaux industriels, de sites industriels, de chantiers miniers. Les sources de transport et de vibrations technologiques comprennent : les excavatrices (y compris les rotatives) ; grues industrielles et de construction; machines pour le chargement (remplissage) de fours à foyer ouvert dans la production métallurgique; moissonneuses-batteuses, machines de chargement de mines, chariots de forage automoteurs; machines à chenilles, finisseurs de béton, véhicules de production de sols;

· catégorie générale de vibrations 3 - vibrations technologiques qui affectent une personne sur le lieu de travail de machines fixes ou qui sont transmises à des lieux de travail dépourvus de sources de vibrations. Les sources de vibrations technologiques comprennent : les machines à métaux et à bois ; matériel de forgeage et de pressage; machines de fonderie; machines électriques, installations électriques fixes; groupes de pompage et ventilateurs ; matériel de forage de puits, appareils de forage; machines pour l'élevage, le nettoyage et le tri des grains (y compris séchoirs); équipements pour l'industrie des matériaux de construction (à l'exception des pavés en béton); installations des industries chimiques et pétrochimiques, etc.

a) sur les lieux de travail permanents des locaux industriels des entreprises ;

b) sur les lieux de travail dans les entrepôts, les cantines, les locaux d'agrément, les salles de garde et autres locaux industriels où il n'y a pas de machines générant des vibrations ;

c) sur les lieux de travail dans les locaux de la direction de l'usine, des bureaux d'études, des laboratoires, des centres de formation, des centres informatiques, des centres de santé, des bureaux, des salles de travail et autres locaux pour travailleurs mentaux.

5.2. L'effet des vibrations sur le corps

Les caractéristiques de l'impact des vibrations industrielles sont déterminées par le spectre de fréquences et l'emplacement dans ses limites des composants avec le niveau maximal d'énergie vibratoire. Les vibrations locales de faible intensité peuvent avoir un effet bénéfique sur le corps humain, en restaurant les changements trophiques, en améliorant l'état fonctionnel du système nerveux central, en accélérant la cicatrisation des plaies, etc. Avec une augmentation de l'intensité des vibrations et de la durée de leur impact, des changements se produisent, conduisant dans certains cas au développement d'une pathologie professionnelle - maladie des vibrations.

L'impact de la vibration générale de différents paramètres provoque des degrés divers de changements dans les systèmes nerveux central et autonome, le système cardiovasculaire, les processus métaboliques et l'appareil vestibulaire.

5.3. Régulation hygiénique des vibrations

L'évaluation hygiénique des vibrations constantes et intermittentes affectant une personne est effectuée par les méthodes suivantes:

analyse fréquentielle (spectrale) du paramètre normalisé ;

· une estimation intégrale de la fréquence du paramètre normalisé ;

· évaluation intégrale prenant en compte le temps d'impact des vibrations sur le niveau équivalent (en énergie) du paramètre normalisé.

Les paramètres normalisés sont indiqués pour une certaine gamme de fréquences :

· pour les vibrations locales sous forme de bandes d'octave de fréquences géométriques moyennes : 8 ; 16; 31,5 ; 63; 125 ; 250 ; 500 ; 1 000 Hz ;

Pour les vibrations générales sous forme de bandes d'octave ou de 1/3 d'octave avec des fréquences géométriques moyennes : 0,8 ; une; 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.

Dans l'analyse fréquentielle (spectrale), les paramètres normalisés sont les valeurs quadratiques moyennes de la vitesse de vibration v et accélération des vibrations mais ou leurs niveaux logarithmiques L v , La a, mesuré dans les bandes de fréquence 1/1 et 1/3 d'octave. Les valeurs maximales admissibles des paramètres normalisés des vibrations locales industrielles avec une durée d'exposition aux vibrations de 480 minutes (8 heures) sont indiquées dans le tableau. 5.1.

Tableau 5.1

Valeurs maximales admissibles des vibrations locales industrielles

Selon GOST 24346 - 80, la vibration est comprise comme le mouvement d'un point ou d'un système mécanique, dans lequel il y a une augmentation et une diminution alternées dans le temps des valeurs de toute quantité qui la caractérise.

Selon le mécanisme de génération, on distingue les vibrations avec excitation de puissance, cinématique et paramétrique.

Excitation de la force vibratoire- c'est l'excitation de la vibration du système par les forces et les moments moteurs. Leurs sources sont : les systèmes mobiles alternatifs (mécanismes à manivelle, vibreurs et perforateurs manuels, vibromasseurs, plaques vibrantes, vibrobunkers, etc.) ; masses tournantes déséquilibrées (rotors de pompes et de turbines à gaz, meuleuses manuelles électriques et pneumatiques, outils de coupe de machines-outils, ventilateurs, etc.); systèmes d'impact (marteaux de forgeage et d'emboutissage, paliers, engrenages, etc.).

Excitation vibratoire cinématique– excitation de la vibration du système en communiquant à l'un quelconque de ses points des mouvements donnés qui ne dépendent pas de l'état du système. Les raisons en sont l'impact du profil de la route sur les voitures et les engins de construction de routes, les voitures électriques et les diables dans les locaux, les fluctuations du sol des locaux, etc.

Excitation vibratoire paramétrique– excitation des oscillations et vibrations du système par une variation dans le temps d'un ou plusieurs de ses paramètres (masse, moment d'inertie, raideur et coefficients de résistance), qui ne dépend pas de l'état du système. Les sources sont les moteurs à combustion interne lorsque la pression des gaz dans les cylindres change, les moteurs pneumatiques, etc.

De par la nature du changement de temps, les oscillations sont déterminées (périodiques ou quasi périodiques), aléatoires (stationnaires ou non stationnaires) et pulsées ou amorties, qui peuvent être simples et complexes.

Les processus oscillatoires complexes peuvent être représentés comme de simples oscillations sinusoïdales harmoniques à l'aide de la série de Fourier.

Les vibrations sont divisées en libres et forcées. Vibrations libres - vibrations du système qui se produisent sans influence externe variable ni énergie extérieure. Vibrations forcées - vibrations du système provoquées et entretenues par la force ou l'excitation cinématique.

Les concepts de base de la théorie des vibrations pour les vibrations sont :

1) paramètres de vibration : déplacement de vibration, vitesse de vibration et accélération de vibration ;

2) impédance mécanique ;

3) fréquence naturelle.

Les grandeurs principales caractérisant la vibration se produisant selon la loi sinusoïdale sont :

amplitude des vibrations S un - la valeur du plus grand écart du point oscillant par rapport à la position d'équilibre ;

amplitude de la vitesse de vibration V un - la valeur maximale de la vitesse du point oscillant ;

amplitude de l'accélération des vibrations un un - la valeur maximale de l'accélération du point oscillant ;

période d'oscillation J - le plus petit intervalle de temps pendant lequel, avec des oscillations périodiques, chaque valeur de la grandeur oscillante caractérisant la vibration est répétée ;

fréquence d'oscillation F est l'inverse de la période d'oscillation.

La vitesse de vibration et l'accélération de vibration sont liées au déplacement de vibration et à la fréquence d'oscillation par les relations :

V = 2p×f×S Et un = ( 2p × f) 2 × S

Tenant compte du fait que les valeurs absolues des grandeurs caractérisant les vibrations varient sur une très large plage, les niveaux de vibrations logarithmiques sont utilisés dans la pratique de la recherche vibroacoustique et des calculs d'ingénierie. Il est compris comme une caractéristique comparative des fluctuations de deux grandeurs physiques du même nom, proportionnelle au logarithme décimal du rapport des valeurs estimées et initiales de la grandeur

L = 20 × lq (b × b o –1),

où b– valeur estimée de la grandeur (vitesse, accélération, etc.);

b à propos- la valeur initiale de la grandeur (vitesse, accélération, etc.).

Ainsi, par exemple, les niveaux de vitesse de vibration et d'accélération de vibration sont définis, respectivement, comme

LV= 20 × lq (V × V o–1) et LA = 20 × lq (a × a o –1),

où V Et mais sont les valeurs estimées de la vitesse de vibration et de l'accélération de vibration, respectivement ;

V o Et oh oh sont les valeurs initiales (seuil) de la vitesse de vibration et de l'accélération de vibration.

Selon l'accord international adopté :

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

Les niveaux de vibration sont mesurés en décibels (dB).

Dans le cas général, la grandeur physique caractérisant la vibration (par exemple, la vitesse de vibration) est une certaine fonction du temps : V = V(t). La théorie mathématique montre qu'un tel processus peut être représenté comme une somme d'oscillations harmoniques (sinusoïdales) infiniment longues avec différentes amplitudes et périodes. Dans le cas des oscillations périodiques, les fréquences de ces composantes sont des multiples de la fréquence principale des oscillations (du processus) :

f n = n×f 1 ,

où n = 1,2,3,..;

F 1 est la fréquence d'oscillation principale.

La principale caractéristique de la sécurité industrielle ou de la protection du travail est le spectre de vibration, qui s'entend comme la totalité des composantes harmoniques correspondantes des valeurs de la valeur caractérisant les fluctuations (vibrations), dans laquelle les valeurs indiquées sont disposées en ordre croissant des fréquences des composantes harmoniques. Un spectre discret correspond à des oscillations périodiques et quasi périodiques, tandis qu'un spectre continu correspond à des oscillations non périodiques. Si les oscillations sont une superposition d'oscillations périodiques et aléatoires, alors le spectre a un caractère mixte.

L'intensité des effets des vibrations sur une personne, des appareils et d'autres objets dépend de la fréquence. Par conséquent, il est d'usage de diviser toute la gamme de fréquences de vibration en segments (bandes de fréquences) et de déterminer les niveaux de vibration pour chaque bande séparément. Lors de l'évaluation de la sécurité des vibrations, les bandes d'octave sont considérées comme des bandes de fréquences standard, dans lesquelles le rapport des fréquences limites supérieures aux fréquences inférieures est de 2. Chaque bande d'octave est généralement désignée par la valeur moyenne géométrique de ses fréquences limites, déterminée par les formules

FC = (fmax × fm po) 0,5 = 2 0,5 fmin @ 1,41 fmin ,

où fmin- inférieur, et fmax est la fréquence limite supérieure, Hz, et f max = 2 fmin.

Si nécessaire, les bandes d'octave sont divisées en bandes de tiers d'octave, pour lesquelles fmax = 2 1/3 fmin @1,26 fmin. Par exemple, la première bande d'octave a des fréquences de coupure de 0,7 et 1,4 Hz, et sa fréquence moyenne géométrique FC= 1 Hz ; le suivant, respectivement 1,4 .... 2,8 Hz et 2 Hz, etc.

Impédance mécanique (Z) est défini comme le rapport de la force motrice ( F) appliqué au système à la vitesse vibratoire résultante υ au point d'application de la force

La fréquence propre est la fréquence des oscillations libres du système, c'est-à-dire fluctuations sans influence externe variable et apport d'énergie.

Riz. 11.1. Fréquence d'oscillation propre

Fréquence d'oscillation naturelle du système ( f 0) illustré à la Fig. 11.1 est déterminé par la formule :

où POUR- rigidité du ressort ; M- poids de la cargaison.

Lorsque la fréquence d'oscillation naturelle du système est égale à la fréquence des oscillations forcées, un phénomène de résonance apparaît, entraînant une forte augmentation de l'amplitude d'oscillation.

Classement des vibrations

Conformément à SN 2.2.4 / 2.1.8.566-96 "Vibrations industrielles, vibrations dans les locaux des bâtiments résidentiels et publics", les vibrations affectant une personne sont classées comme suit.

Par transmission:

Vibration générale transmise par les surfaces d'appui au corps d'une personne assise ou debout ;

Vibration locale transmise par les mains d'une personne, aux jambes d'une personne assise et aux avant-bras en contact avec les surfaces vibrantes des bureaux.

Les vibrations générales conformément à GOST 12.1.012 - 90 et SN 2.2.4 / 2.1.8.566 - 96 selon la source sont divisées en trois catégories :

1 - vibrations de transport affectant les opérateurs de machines et de véhicules automoteurs et traînés lorsqu'ils se déplacent sur le terrain, les milieux agricoles et les routes, incl. lors de leur construction ;

2 - vibrations de transport et technologiques affectant les opérateurs de machines à mobilité réduite, se déplaçant uniquement sur des surfaces spécialement préparées de locaux industriels, de sites industriels et de chantiers miniers ;

3 "a" - vibrations technologiques affectant les opérateurs de machines et d'équipements fixes ou transmises au lieu de travail, qui n'ont pas de sources de vibrations ;

3 "b" - vibration technologique transmise aux lieux de travail où il n'y a pas de machines générant des vibrations;

3 "c" - vibrations sur les lieux de travail des travailleurs mentaux et du personnel non engagé dans un travail physique.

Des cas typiques de transmission de vibrations au corps humain avec indication des surfaces d'appui sont illustrés à la fig. 11.2

Riz. 11.2. Options de transmission des vibrations au corps humain

Par origine:

communs dans les locaux d'habitation et les bâtiments publics:

De sources externes (transport ferroviaire urbain et véhicules ; entreprises industrielles et installations industrielles mobiles) ;

De sources internes d'ingénierie et d'équipements technologiques de bâtiments et d'appareils électroménagers (ascenseurs, systèmes de ventilation, réfrigérateurs, etc.);

vibration locale en production :

Vibrations locales transmises à une personne par un outil électrique portatif (avec moteurs), commandes manuelles de machines et d'équipements ;

Local, transmis à une personne à partir d'un outil à main non mécanisé (sans moteur).

en fonction des vibrations à partir du moment de l'action subdivisé en :

Une constante à laquelle la valeur du paramètre contrôlé pendant la période d'observation ne change pas plus de deux fois (de 6 dB);

Non constant, dans lequel la valeur du paramètre contrôlé change de plus de 2 fois (de 6 dB) pendant le temps d'observation d'au moins 10 minutes lorsqu'il est mesuré avec une constante de temps de 1 s, y compris oscillant, intermittent et pulsé.

Par la nature du spectre:

Bande étroite, dans laquelle les paramètres contrôlés dans une bande de fréquence d'un tiers d'octave dépassent les valeurs des bandes adjacentes d'un tiers d'octave de plus de 15 dB (Fig. 11.3);

Large bande - avec un spectre continu de plus d'une octave (Fig. 11.4).

Riz. 11.3. Vibration à bande étroite

Riz. 11.4. Vibrations à large bande

Par composition fréquentielle:

· Basse fréquence - avec une prédominance des niveaux maximaux dans les bandes de fréquence d'octave de 1-4 Hz pour les vibrations générales et 8-16 Hz - pour les vibrations locales.

· Fréquence moyenne - 8-16 Hz pour les vibrations générales et 31,5-63 Hz - pour les vibrations locales.

Haute fréquence - 31,5-63 Hz pour les vibrations générales et 125-1000 Hz pour les vibrations locales.

Régulation des vibrations

Le rationnement des vibrations industrielles est effectué sur la base de la SN 2.2.4/2.1.8.566-96 "Vibrations industrielles, vibrations dans les locaux des bâtiments résidentiels et publics".

L'évaluation hygiénique des vibrations permanentes et non permanentes conformément au document réglementaire spécifié peut être effectuée par trois méthodes :

analyse fréquentielle (spectrale) du paramètre normalisé ;

· une estimation intégrale de la fréquence du paramètre normalisé ;

· évaluation intégrale prenant en compte le temps d'impact des vibrations sur le niveau équivalent (en énergie) du paramètre normalisé.

La vibration locale est normalisée en bandes d'octave avec des fréquences géométriques moyennes : 8 ; 16; 31,5 ; 63; 125 ; 250 ; 500 ; 1 000 Hz ; vibration générale - en bandes d'octave ou 1/3 d'octave avec des fréquences géométriques moyennes de 0,8 ; une; 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.

Avec analyse de fréquence (spectrale) les paramètres de vibration normalisés sont des valeurs RMS de vitesse de vibration et d'accélération de vibration mesurées dans des bandes de fréquence d'octave ou de 1/3 d'octave ou leurs niveaux logarithmiques (L υ , L a).

Dans l'estimation intégrale par fréquence le paramètre normalisé est la valeur corrigée de la vitesse de vibration ou de l'accélération de vibration (U) ou leurs niveaux logarithmiques (Lu), mesurée à l'aide de filtres correctifs ou calculée par les formules :

,

,

où Ui, Lui- Valeurs RMS de la vitesse de vibration ou de l'accélération de vibration ou leurs niveaux logarithmiques dans je-ème bande de fréquences ;

P- le nombre de bandes d'octave dans la gamme de fréquence normalisée ;

K je , L ki sont des coefficients de pondération pour jeème bande de fréquence, respectivement, pour les valeurs absolues ou leurs niveaux logarithmiques.

Les valeurs des coefficients de poids sont données pour les vibrations locales et générales, en tenant compte de la direction d'action ( Z o , X o , Y o) dans SN 2.2.4/2.1.8.566-96.

Dans l'évaluation intégrale des vibrations, en tenant compte du temps de son impact sur le niveau (d'énergie) équivalent le paramètre normalisé est la valeur corrigée équivalente de la vitesse de vibration ou de l'accélération de vibration ( U éq) ou leur niveau logarithmique ( L éq), mesuré ou calculé à l'aide des formules ci-dessous :

;

,

où interface utilisateur sont les valeurs corrigées en fréquence des paramètres de vitesse de vibration contrôlée ( υ , L υ), m/s, ou accélération des vibrations (a, L a), m / s 2 agissant dans le temps t je ;

t je– temps d'action des vibrations dans le ième intervalle, h;

P est le nombre total d'intervalles d'action vibratoire ;

J est la durée totale de la vibration, h., .

SN 2.2.4/2.1.8.566-96 établit les valeurs maximales admissibles des paramètres normalisés de vibration locale et générale des catégories 1, 2 et 3 (a, b, c) avec une durée d'exposition aux vibrations de 480 minutes ( 8 heures).

A titre d'exemple, dans le tableau. 11.1 montre les valeurs maximales admissibles des paramètres de vibration locaux.

Tableau 11.1.

Fréquences moyennes géométriques des bandes d'octave, Hz	Valeurs maximales admissibles le long des axes Xl, Yl, Zl
accélération des vibrations	vitesse de vibration
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
Valeurs ajustées et équivalentes ajustées et leurs niveaux	2,0		2,0

Vibration- ce sont des oscillations périodiques d'un ou plusieurs points matériels qui composent un système mécanique. Il s'agit le plus souvent de vibrations harmoniques. Un système mécanique est tout solide ou liquide dans lequel, contrairement aux gaz, les liaisons d'interaction cristalline ou intermoléculaire (interatomique) sont fortes. Les vibrations peuvent se propager dans les solides et les liquides sous forme d'ondes. Ainsi, les vibrations sont essentiellement des ondes sonores se propageant dans un milieu solide ou liquide. Dans un milieu solide et liquide, non seulement la propagation d'ondes de fréquence plus élevée que dans un gaz est possible, mais aussi la propagation simultanée d'ondes longitudinales (ondes de compression) et d'ondes transversales (ondes de cisaillement). Dans les gaz, seules les ondes de compression existent.

La vibration peut être caractérisée par les grandeurs physiques suivantes :

déplacement vibratoire x \u003d x m sin (poids + j o)

Vitesse vibratoire v = x m w cos (wt + j o)

Accélération des vibrations un \u003d - x m w 2 sin (wt + j o)

où : х m – amplitude de déplacement des vibrations, c'est-à-dire le plus grand écart du point oscillant par rapport à la position d'équilibre, m ; w - fréquence angulaire, rad/s (w = 2pf) j o – phase initiale des oscillations.

Pour les paramètres spécifiés, leurs niveaux sont également déterminés :

Niveau logarithmique de la vitesse de vibration :

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

où: V 0 est la valeur seuil de la vitesse de vibration, normalisée au niveau international ( V 0 = 5 . 10 -8 , Mme).

Niveau logarithmique d'accélération vibratoire :

L a = 20 lg ( un/une 0).

où: mais 0 - valeur seuil d'accélération vibratoire, normalisée internationalement ( mais 0 = 3 . 10 -4 , m/s 2).

Une caractéristique de la vibration est aussi son spectre. Le spectre de vibration, selon le principe admis, est divisé en bandes d'octave.

Selon la nature de l'impact sur le corps humain, on distingue les vibrations générales et locales.

Vibrations générales affecte tout le corps dans son ensemble . Dans ce cas, le système nerveux et les analyseurs souffrent en premier lieu : vestibulaire, visuel, tactile. Symptômes de la maladie: vertiges, troubles de la coordination des mouvements, diminution de l'acuité visuelle jusqu'à 40%, modifications des processus métaboliques. Les vibrations saccadées sont particulièrement dangereuses, ce qui provoque des microtraumatismes de divers tissus, jusqu'à leur rupture. Le corps humain est un système oscillatoire complexe. La résonance du corps humain, de ses organes individuels se produit lorsque les fréquences vibratoires naturelles des organes internes coïncident avec les fréquences des forces externes. Par exemple, la région de résonance :

Pour tout le corps en position assise - 4 ... 6 Hz;

Pour la tête en position assise avec vibrations verticales - 20 ... 30 Hz; à l'horizontale - 1,5 ... 2 Hz;

Organes de vision -30 ... 90 Hz, ce qui correspond à la résonance des globes oculaires ;

Coeur - 16 Hz ;

Intestin - 8 Hz.

Les vibrations générales peuvent provoquer une résonance des organes internes et entraîner des dommages internes, des blessures aux organes. Symptômes : douleurs dans le bas du dos, les membres, dans le ventre.

Selon la direction d'action, la vibration totale se divise en verticale, se propageant selon l'axe Z ; horizontal, s'étendant le long de l'axe X du dos à la poitrine; horizontale, s'étendant le long de l'axe Y de l'épaule droite vers la gauche.

Certaines sources de vibrations fonctionnent en permanence, d'autres - périodiquement, au hasard. Les vibrations dans les bâtiments peuvent provenir à la fois de sources externes et d'équipements techniques et technologiques.

Selon l'intensité des vibrations, le transport ferroviaire est le plus important. Les niveaux d'accélération des vibrations à une distance allant jusqu'à 20 m des tunnels de métro et des lignes de tramway dépassent le niveau urbain moyen de 10 dB. Pendant l'exploitation du transport ferroviaire, des niveaux accrus d'accélération des vibrations sont enregistrés dans un rayon de 40 à 50 m.

Des vibrations importantes sont créées par les entreprises industrielles. Les sources de vibrations sont les équipements de forgeage et de pressage, le transport intra-usine et intra-atelier, les rotors rotatifs dynamiquement déséquilibrés des machines et des mécanismes. Les vibrations horizontales à basse fréquence (1-4 Hz) se propagent profondément dans les bâtiments résidentiels à une distance allant jusqu'à 4000 m et dépassent les valeurs admissibles d'accélération des vibrations aux fréquences indiquées de 4 à 8 dB.

Souvent, les vibrations dans l'appartement sont associées au fonctionnement de l'ascenseur. Au moment du démarrage et lors de la fermeture des portes, les valeurs dépassent les valeurs admissibles de 15 à 21 dB.

Selon la source d'occurrence, la vibration générale est divisée en :

Transport. Affecte les opérateurs d'engins mobiles (conducteurs de camions, de tracteurs, etc.).

Transport et technologique. Affecte les opérateurs à mobilité réduite (conducteurs de transport ferroviaire, foreuses, finisseurs de béton).

Technologique. Affecte les opérateurs de machines fixes ou est transmis aux lieux de travail qui n'ont pas de sources de vibrations. Il est classé comme suit :

3a - dans des pièces avec des sources de vibrations ;

3b - sur les lieux de travail à bord des navires (cabine du capitaine, du navigateur, de l'opérateur radio), dans les locaux de service sans sources de vibrations;

3c - dans les entrepôts, dans les cantines sans sources de vibrations ;

3d - dans des locaux pour le travail mental : direction d'usine, bureau d'études, etc.

Selon la caractéristique temporelle, ils distinguent :

Vibration constante, pour laquelle le paramètre contrôlé ne change pas plus de 2 fois pendant la période d'observation ;

Vibration non constante, changeant par un paramètre contrôlé de plus de 2 fois.

vibration locale agit sur des parties distinctes du corps (membres supérieurs, ceinture scapulaire, vaisseaux cardiaques). Le fléau de la mécanique moderne est la vibration locale. Les personnes travaillant avec des outils électriques portatifs (marteaux-piqueurs, perforateurs) sont exposées à des vibrations locales. Symptômes de maladies: diminution de la sensibilité cutanée, dépôt de sels dans les articulations.

L'effet des vibrations sur le corps humain dépend : de la puissance du processus oscillatoire, du temps de contact, des propriétés d'amortissement des tissus. La pathologie vibratoire occupe la deuxième place (après la poussière) parmi les maladies professionnelles - 28%.

Selon la nature du travail, la maladie des vibrations survient après 8 à 15 ans de travail. Facteurs de l'environnement de travail qui aggravent les effets nocifs des vibrations sur le corps :

Charges musculaires lourdes ;

basse température;

Bruit de haute intensité ;

Stress psycho-émotionnel.

Il existe une régulation technique et hygiénique des vibrations.

Règlement technique vibration fixe la valeur admissible des caractéristiques vibratoires des machines et s'adresse à leurs créateurs. Les caractéristiques de vibration servent de critères pour la qualité et la sécurité des machines.

Régulation hygiénique des vibrations réglementer GOST 12.1.012-90 "SSBT. sécurité vibratoire. Exigences générales » et SN 2.2.4/2.1.8.566-96 « Vibrations industrielles, vibrations dans les locaux, les bâtiments résidentiels et publics ».

Les tableaux 13 et 14 indiquent la vitesse de vibration maximale pour les vibrations sur les lieux de travail.

La raison de l'apparition de vibrations sont des effets de force déséquilibrés survenant lors du fonctionnement des machines et des unités. Dans certains cas, leurs sources sont des pièces mobiles alternatives (un mécanisme à manivelle dans les moteurs et les compresseurs, un marteau dans les perforateurs manuels, des mécanismes de vibration pour le compactage du béton et des mélanges asphalte-béton, des vibromasseurs, des unités de vibroformage dans les fonderies, des unités pour forger des joints soudés, etc. ); dans d'autres cas, des masses tournantes déséquilibrées (meuleuses électriques et pneumatiques portatives, outils de coupe de machines-outils, etc.). Parfois, des vibrations sont créées par des chocs de pièces (engrenages d'une boîte de vitesses, ensembles de roulements, accouplements, etc.).

La présence de déséquilibre entraîne dans tous les cas l'apparition de forces centrifuges déséquilibrées qui provoquent des vibrations. La raison du déséquilibre peut être l'inhomogénéité du matériau du corps rotatif, le décalage entre le centre de masse du corps et l'axe de rotation, la déformation des pièces due à un chauffage inégal lors des atterrissages chauds et froids, etc.

Les principaux paramètres caractérisant la vibration qui se produit selon la loi sinusoïdale sont les suivants: amplitude de déplacement xm - l'amplitude du plus grand écart du point oscillant par rapport à la position d'équilibre; l'amplitude de la vitesse oscillatoire vm est la valeur maximale de la vitesse du point oscillant ; l'amplitude de l'accélération oscillatoire am est la valeur maximale de l'accélération du point oscillant ; la période d'oscillation T est l'intervalle de temps entre deux états identiques successifs du système ; fréquence f en hertz, liée à la période par la relation connue f = 1/T.

Le déplacement dans le cas d'oscillations sinusoïdales est déterminé par la formule x=xm sin (wt + φ), où w est la fréquence circulaire (w = 2πf) ; φ est la phase initiale. Dans la plupart des tâches de protection du travail, la phase initiale n'a pas d'importance et peut ne pas être prise en compte.

La relation entre le déplacement, la vitesse et l'accélération est donnée par les expressions suivantes : v = x = jwx ; a = x = v = -w2x, où j=√-1 est l'opérateur de rotation du vecteur d'oscillation d'un angle π/2 dans le temps.

Dans le cas général, la grandeur physique qui caractérise la vibration (par exemple, la vitesse vibrationnelle) est une certaine fonction du temps : v = v (t). La théorie mathématique montre qu'un tel processus peut être représenté comme une somme d'oscillations sinusoïdales d'une durée infinie avec des périodes et des amplitudes différentes. Dans le cas d'un processus périodique, les fréquences de ces composantes sont des multiples de la fréquence fondamentale du processus : fn = nf1, où n = 1, 2, 3, ..., f1 est la fréquence fondamentale du processus, et les amplitudes des harmoniques sont déterminées par les formules bien connues d'expansion en série de Fourier. Si le processus n'a pas une certaine période (processus uniques aléatoires ou à court terme), alors le nombre de telles composantes sinusoïdales devient infiniment grand et leurs fréquences sont distribuées de manière continue, tandis que les amplitudes sont déterminées par l'expansion selon la formule intégrale de Fourier.

Ainsi, le spectre d'un processus oscillatoire périodique ou quasi-périodique est discret (Fig. 27a), tandis que celui d'un processus unique aléatoire ou à court terme est continu (Fig. 27b). Le plus souvent, dans le spectre discret, la fréquence fondamentale des oscillations, due au fonctionnement du variateur, est la plus prononcée. Si le processus est une sommation de plusieurs processus périodiques, les fréquences des composants individuels de son spectre peuvent ne pas être des multiples les unes des autres, c'est-à-dire qu'un processus quasi-périodique a lieu (Fig. 27, a). Si le processus est la somme de plusieurs processus périodiques et aléatoires, son spectre est mixte, c'est-à-dire qu'il est représenté par des spectres continus et discrets superposés (Fig. 27, c).

Riz. 27. Spectres de vibration : a - discrets ; b - solide; c - mixte

En matière de protection du travail, en raison des propriétés spécifiques des organes sensoriels, les valeurs effectives des paramètres caractérisant la vibration sont décisives. Ainsi, la valeur efficace de la vitesse oscillatoire est la moyenne quadratique des valeurs de vitesse instantanées pour le temps de moyennage

Ainsi, pour caractériser la vibration, on utilise les spectres des valeurs efficaces des paramètres ou les carrés moyens de ces derniers. Lors de l'évaluation de l'impact total des oscillations de différentes fréquences ou de sources individuelles sur une personne, il convient de garder à l'esprit que lors de l'ajout d'oscillations incohérentes, la vitesse de vibration résultante (accélération, déplacement) est trouvée par la sommation énergétique des puissances des composants individuels du spectre (ou des sources individuelles) ou, ce qui revient au même, somme des carrés moyens , où n est le nombre de composants du spectre.

Conformément à cela, la valeur efficace résultante du processus est déterminée par l'expression

L'image d'un spectre continu nécessite une réservation obligatoire sur la largeur Δf des bandes de fréquences élémentaires auxquelles appartient l'image. Si f1 est la fréquence de coupure inférieure de la bande de fréquence donnée, f2 est la fréquence de coupure supérieure, alors la moyenne géométrique est prise comme la fréquence caractérisant l'ensemble de la bande.

fréquence fsg=√f1f2

Dans la pratique des études vibroacoustiques, toute la gamme des fréquences de vibration est divisée en plages d'octave. Dans la plage d'octave, la fréquence de coupure supérieure est le double de la fréquence inférieure f2/f2 = 2.

L'analyse des vibrations peut également être effectuée en tiers d'octave Bandes de fréquence. Dans un tiers d'octave .

Les fréquences moyennes géométriques des bandes de fréquence de vibration d'octave sont normalisées et sont : 1, 2, 4, 8, 16, 32, 63, 125, 250, 500, 1000, 2000 Hz.

Etant donné que les valeurs absolues des paramètres caractérisant les vibrations varient dans une très large gamme, la notion de niveau de paramètres est utilisée dans la pratique des études vibroacoustiques.

Le niveau du paramètre est le rapport logarithmique de la valeur absolue du paramètre à certaines de ses valeurs choisies comme point de référence (valeur de référence ou seuil). Les niveaux sont mesurés en décibels (dB).

Niveau de vitesse d'oscillation (dB)

où le carré moyen de la vitesse vibrationnelle v2 est pris dans la bande de fréquence correspondante ; v0 est la valeur de référence ou de seuil de la vitesse de vibration (m/s) choisie par accord international :

v0 = 5*10-8.

En comparant deux processus oscillatoires caractérisés par des niveaux de vitesse de vibration Lv1 et Lv2 (dB), respectivement, nous avons pour la différence de ces équations l'expression

Les spectres des niveaux de vitesse vibratoire sont les principales caractéristiques des vibrations.

Il existe des vibrations générales et locales (locales). La vibration générale provoque des commotions cérébrales de tout l'organisme, la vibration locale implique de nombreux autres types d'équipements. Des vibrations locales sont exposées aux personnes travaillant avec des outils électriques et pneumatiques mécanisés à main (nettoyage des soudures, ébavurage des pièces moulées, rivetage, meulage, etc.). Dans certains cas, un travailleur peut être exposé à la fois à des vibrations générales et locales (vibrations combinées), par exemple lorsqu'il travaille sur des engins de construction de routes et de transport.

Les vibrations générales d'une fréquence inférieure à 0,7 Hz (balancement), bien que désagréables, n'entraînent pas de maladie vibratoire. Le corps humain et ses organes internes individuels se déplacent dans ce cas dans leur ensemble, sans éprouver de mouvements mutuels. La conséquence de cette vibration est le mal de mer, qui survient en raison d'une violation du fonctionnement normal des organes de l'équilibre.

Divers organes internes et parties individuelles du corps (par exemple, la tête ou le cœur) peuvent être considérés comme des systèmes oscillants avec une certaine masse concentrée, interconnectés par des "ressorts" avec certaines propriétés élastiques et l'inclusion de résistances parallèles. Évidemment, un tel système possède un certain nombre de résonances dont les fréquences (perception subjective des vibrations) dépendent également de la position du corps du travailleur ("debout" ou "assis").

La résonance à des fréquences de 4-6 Hz correspond aux vibrations de la ceinture scapulaire, des hanches (en position "debout"), de la tête par rapport à la base (position "debout"); à des fréquences de 25-30 Hz - la tête par rapport aux épaules (position "assise"). Pour la plupart des organes internes, les fréquences naturelles se situent entre 6 et 9 Hz. Les vibrations des lieux de travail avec les fréquences indiquées sont très dangereuses, car elles peuvent provoquer des dommages mécaniques et même la rupture de ces organes. L'exposition systématique à des vibrations générales dans une zone de résonance ou de quasi-résonance peut être la cause d'une maladie des vibrations - violations persistantes des fonctions physiologiques du corps, principalement dues à l'impact des vibrations sur le système nerveux central. Ces troubles se manifestent sous la forme de maux de tête, d'étourdissements, d'un mauvais sommeil, d'une baisse des performances, d'une mauvaise santé et de troubles cardiaques.

Les vibrations locales provoquent des spasmes des vaisseaux sanguins qui, à partir des phalanges terminales des doigts, se propagent à l'ensemble de la main, de l'avant-bras et recouvrent les vaisseaux du cœur. En conséquence, il y a une violation de l'apport sanguin périphérique - une détérioration de l'apport sanguin aux extrémités. Dans le même temps, les vibrations ont un effet sur les terminaisons nerveuses, les tissus musculaires et osseux, ce qui se traduit par une altération de la sensibilité cutanée, une ossification des tendons musculaires, des douleurs et des dépôts de sel dans les articulations des mains et des doigts, ce qui entraîne des déformations. et une diminution de la mobilité articulaire. Tous ces changements augmentent pendant la saison froide et diminuent pendant la saison chaude. Dans le même temps, des perturbations de l'activité du système nerveux central sont observées, comme pour les vibrations générales.

La vibrodisease appartient au groupe des maladies professionnelles, dont le traitement efficace n'est possible que dans les premiers stades, et la restauration des fonctions altérées se déroule très lentement, et dans les cas particulièrement graves, des changements irréversibles se produisent dans le corps, entraînant une invalidité.

Informations utiles:

Classement des vibrations.

Qu'est-ce que les vibrations. Ses sources.

Conformément à GOST 24346-80 (STSEV 1926-79) Vibrations. Termes et définitions. la vibration est comprise comme le mouvement d'un point ou d'un système mécanique, dans lequel il y a une alternance d'augmentation et de diminution dans le temps des valeurs d'au moins une coordonnée.

Il est d'usage de distinguer les vibrations générales des vibrations locales. La vibration générale agit sur tout le corps humain à travers les surfaces d'appui - le siège, le sol ; les vibrations locales ont un effet sur les différentes parties du corps.

Les vibrations peuvent être mesurées à l'aide de paramètres absolus et relatifs.

Les paramètres absolus pour mesurer les vibrations sont le déplacement des vibrations, la vitesse des vibrations et l'accélération des vibrations.

Le principal paramètre de vibration relative est le niveau de vitesse de vibration, qui est déterminé par la formule

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

où V est l'amplitude de la vitesse de vibration, m/s ;

V0 = 5*10-8 m/s - valeur seuil de la vitesse de vibration.

Les exigences relatives aux paramètres de vibration sont établies par GOST 12.1.012-90 Sécurité des vibrations. Exigences générales, CH2.2.4 / 2.1.8.566 - 96. Vibrations industrielles, vibrations dans les locaux des bâtiments résidentiels et publics.

Dans l'analyse de fréquence (spectrale), les paramètres cinématiques sont normalisés : valeurs efficaces de la vitesse de vibration V (et leurs niveaux logarithmiques LV) ou de l'accélération de vibration a - pour les vibrations locales dans les bandes de fréquence d'octave ; pour les vibrations générales dans les bandes de fréquence d'octave et 1/3 d'octave.

Selon la source d'occurrence, on distingue les types de vibrations suivants :

§ vibration locale transmise à une personne par un outil manuel mécanisé (avec moteurs);

§ vibration locale transmise à une personne par un outil manuel non mécanisé;

§ vibrations générales de la 1ère catégorie - vibrations de transport affectant une personne sur le lieu de travail de véhicules se déplaçant sur le terrain, les routes, etc. Exemple : tracteurs, camions, scooters, motos, cyclomoteurs ;

§ vibrations générales de catégorie 2 - vibrations de transport et technologiques affectant une personne sur le lieu de travail de machines se déplaçant le long de surfaces spécialement préparées de locaux industriels, etc. Exemple : grues, transport industriel au sol ;

§ catégorie générale de vibrations 3 - vibrations technologiques qui affectent une personne sur le lieu de travail de machines fixes ou qui sont transmises à des lieux de travail dépourvus de sources de vibrations. Exemple : machines-outils, machines de fonderie.

§ vibrations générales dans les locaux résidentiels et les bâtiments publics provenant de sources externes. Exemple : vibration d'un tram qui passe.

§ vibrations générales dans les locaux résidentiels et les bâtiments publics provenant de sources internes. Exemple : ascenseurs, réfrigérateurs.

Classification des vibrations affectant une personne. par mode de transmission par personne(en fonction de la nature du contact avec les sources de vibrations) sont conditionnellement divisées en : - vibrations générales transmises par les surfaces d'appui au corps d'une personne assise ou debout ; - vibrations locales transmises par les mains d'une personne. Remarque. Les vibrations transmises aux jambes d'une personne assise et aux avant-bras en contact avec les surfaces vibrantes des plans de travail font référence à des vibrations locales.Dans les conditions de production, il existe souvent une combinaison de vibrations locales et générales. Par origine les vibrations sont distinguées : - vibration locale transmise à une personne par un outil manuel mécanisé (avec moteurs), commandes manuelles pour machines et équipements ; - vibration locale transmise à une personne par un outil manuel non mécanisé (sans moteurs), pour par exemple, marteaux redresseurs de divers modèles et pièces à usiner ; - catégorie de vibrations générales 1 - vibrations de transport affectant une personne sur le lieu de travail de machines automotrices et traînées, de véhicules lors de la conduite sur des terrains et des routes (y compris lors de leur construction). comprennent : Ø les tracteurs agricoles et industriels, les machines agricoles automotrices (y compris les moissonneuses-batteuses) ; Ø les camions (y compris les tracteurs, les rouleaux, etc.) ; Ø les chasse-neige, les transports ferroviaires miniers automoteurs ; - les vibrations générales de catégorie 2 - les transports et vibrations technologiques affectant une personne sur le lieu de travail de machines se déplaçant dans des les surfaces des locaux industriels, des sites industriels, des chantiers miniers Les sources de transport et de vibration technologique comprennent : Ø les excavatrices, les grues industrielles et de construction, les machines de chargement des fours à foyer ouvert dans la production métallurgique ; Ø les moissonneuses-batteuses, les machines de chargement des mines ; Ø les machines à chenilles , pavés en béton, transport industriel au sol ;- vibrations générales de la 3ème catégorie - vibrations technologiques qui affectent une personne sur le lieu de travail de machines fixes ou qui sont transmises à des lieux de travail qui n'ont pas de sources de vibrations. Les sources de vibrations technologiques comprennent : les machines à métaux et à bois , matériel de forgeage, machines de fonderie, machines électriques, groupes de pompage et ventilateurs, matériel de forage de puits, appareils de forage, machines pour l'élevage, nettoyage et tri des grains (y compris séchoirs), installations de l'industrie chimique et pétrochimique, etc. La vibration générale de la catégorie 3 est divisé comme suit autres types: a) sur les lieux de travail permanents des locaux industriels des entreprises; b) sur les lieux de travail dans les entrepôts, les cantines, les ménages, les locaux de service et autres locaux industriels où il n'y a pas de machines générant des vibrations; c) sur les lieux de travail dans les locaux de la direction de l'usine , bureaux d'études, laboratoires, centres d'enseignement, centres informatiques, centres de santé, locaux de bureaux, salles de travail et autres locaux pour les travailleurs intellectuels ; - vibrations générales dans les locaux résidentiels et les bâtiments publics provenant de sources externes : Ø transport ferroviaire urbain (peu profond et ouvert lignes de métro, tramway, transport ferroviaire) et véhicules ; Ø entreprises industrielles et installations industrielles mobiles (lors du fonctionnement de presses hydrauliques et mécaniques, bétonnières, concasseurs, engins de chantier, etc. ); - vibrations générales dans les locaux résidentiels et les bâtiments publics provenant de sources internes : ingénierie et équipement technique des bâtiments et des appareils électroménagers (ascenseurs, systèmes de ventilation, stations de pompage, aspirateurs, réfrigérateurs, machines à laver, etc.), ainsi que dans les entreprises commerciales (équipements de réfrigération), les entreprises de services publics, les chaufferies, etc. Par composition fréquentielle les vibrations émettent : - des vibrations à basse fréquence (1-4 Hz pour les vibrations générales, 8-16 Hz - pour les vibrations locales) ; - des vibrations à moyenne fréquence (8-16 Hz - pour les vibrations générales, 31,5-63 Hz - pour les vibrations locales ); - vibrations à haute fréquence (31,5-63 Hz - pour les vibrations générales, 125-1000 Hz - pour les vibrations locales). Par caractéristiques temporelles on distingue les vibrations : - les vibrations constantes, pour lesquelles la valeur des paramètres normalisés ne change pas plus de 2 fois (de 6 dB) pendant le temps d'observation ; - les vibrations non permanentes, pour lesquelles la valeur des paramètres normalisés change d'au au moins 2 fois (de 6 dB) pendant le temps d'observation pas moins de 10 min lorsque mesuré avec une constante de temps de 1 s, y compris : a) des vibrations fluctuant dans le temps, pour lesquelles la valeur des paramètres normalisés change continuellement dans le temps ; b ) les vibrations intermittentes, lorsque le contact humain avec la vibration est interrompu, et la durée des intervalles pendant lesquels il y a contact, qui est supérieure à 1 s ;

Les principaux paramètres caractérisant la vibration sont : l'amplitude (le plus grand écart par rapport à la position d'équilibre) A, m ; fréquence d'oscillation f, Hz (nombre d'oscillations par seconde); vitesse vibratoire V, m/s ; accélération vibratoire W, m/s 2 ; période d'oscillation T, sec.

Le degré d'impact des vibrations sur les sensations physiologiques d'une personne est déterminé par l'amplitude de l'accélération oscillatoire et la vitesse des oscillations :

M/s 2 , (2.5.27)

où f est le nombre d'oscillations en 1 s ;

A- amplitude d'oscillation, m.

Des vibrations sont constatées à proximité de l'équipement, lors du fonctionnement d'outils pneumatiques, lorsque les arbres des machines ne sont pas correctement équilibrés, lors du transport de liquides et de gaz dans des canalisations, lors de processus technologiques de pose de béton à l'aide d'unités de vibration.

Les vibrations de nature non sinusoïdale peuvent toujours être représentées comme une somme de composantes sinusoïdales à l'aide d'un développement de Fourier.

Pour étudier les vibrations, toute la gamme de fréquences (ainsi que pour le bruit) est divisée en gammes de base. Les valeurs moyennes géométriques des fréquences auxquelles la vibration est examinée sont les suivantes : 2, 4, 8, 16, 31, 50, 63, 125, 250, 500, 1000 Hz. Les niveaux de vibration ne sont pas mesurés à chaque fréquence individuelle, mais dans certaines bandes (intervalles) de fréquences d'octave et de tiers d'octave. Pour les octaves, le rapport des limites supérieures des fréquences aux inférieures fv / fn \u003d 2, et pour un tiers d'octave. Étant donné que les valeurs absolues des paramètres caractérisant la vibration sont utilisées dans une large gamme, elles utilisent en pratique le concept des niveaux des paramètres de vitesse de vibration (V) et d'accélération de vibration (W).

Selon GOST 12.1.012-90 "Vibrations, exigences générales de sécurité" (SSBT). Les niveaux logarithmiques de vitesse de vibration Lv et d'accélération de vibration Lw sont déterminés par la formule :

où V, W-vitesse de vibration, m/s et accélération de vibration, m/s ? ;

V 0 , W® - valeurs seuils de vitesse et d'accélération m/s, m/s 2 .

La vibration affectant une personne est normalisée pour chaque direction dans chaque bande d'octave. La fréquence des vibrations est d'une grande importance hygiénique. Des fréquences de l'ordre de 35 à 250 Hz, plus caractéristiques lors du travail avec un outil à main, peuvent provoquer une maladie des vibrations avec vasospasme.

Les fréquences inférieures à 35 Hz provoquent des modifications du système neuromusculaire et des articulations. Les vibrations industrielles les plus dangereuses sont égales ou proches de la fréquence des vibrations du corps humain ou des organes individuels et égales à 6-10 Hz (fréquence de vibration naturelle des bras et des jambes 2-8 Hz, abdomen 2-3 Hz, poitrine 1-12Hz). Des fluctuations avec une telle fréquence affectent l'état psychologique d'une personne. L'une des raisons de la mort de personnes dans le Triangle des Bermudes peut être les fluctuations de l'environnement aquatique par temps calme, lorsque la fréquence d'oscillation est de 6 à 10 Hz. La fréquence d'oscillation des petits vaisseaux coïncide avec la fréquence de l'oscillation de l'environnement, et les gens développent un sentiment de danger et de peur. Les marins cherchent à quitter le navire. Des vibrations prolongées peuvent entraîner la mort. Les vibrations ont un effet dangereux sur les organes individuels du corps et sur le corps humain dans son ensemble, perturbant le fonctionnement normal du système nerveux et des organes associés au métabolisme. Les vibrations peuvent provoquer des perturbations dans l'activité des organes cardiovasculaires et respiratoires, des maladies des mains et des articulations. Les vibrations de grande amplitude sont particulièrement dangereuses, ce qui a principalement un effet néfaste sur l'appareil ostéoarticulaire. Avec une faible intensité et une exposition de courte durée, les vibrations ont même un effet bénéfique. Avec une intensité élevée et une action prolongée, les vibrations peuvent entraîner le développement d'une maladie vibratoire professionnelle qui, dans certaines conditions, peut se transformer en une forme "cérébrale" (atteinte du système nerveux central), pratiquement incurable.

Selon GOST 12.1.012-90, DSN 3.3.6.039-95 selon la méthode de transmission à une personne, les vibrations sont divisées en: générales, transmises à travers les surfaces d'appui au corps humain; local (local), transmis principalement par des mains humaines (Fig. 2.5.10.).

Riz. La direction des coordonnées des axes pour les vibrations générales (a et b) et locales (c) :

a - position debout ; b - position assise; Z est l'axe vertical perpendiculaire à la surface ; X - axe horizontal du dos à la poitrine; Axe Y - horizontal de l'épaule droite vers la gauche; sous l'action d'une vibration locale, la position de la main sur une surface sphérique et cylindrique.

La vibration agit le long des axes du système de coordonnées orthogonales XYZ (pour la vibration générale Z-vertical, perpendiculaire à la surface d'appui ; X-horizontal du dos à la poitrine ; Y-horizontal de l'épaule droite vers la gauche).

Avec une vibration locale, l'axe Xl coïncide avec l'axe de portée, l'axe Zl se situe dans le plan Xl et est dirigé vers l'application ou l'application de la force. Selon la source de son apparition, la vibration générale est divisée en: vibration de transport, qui se produit lors du mouvement des voitures; transport et technologique, survenant lors du fonctionnement de machines effectuant une opération technologique; technologique, qui se produit lors du fonctionnement des machines fixes.

Mesures de protection contre les vibrations.
Des conditions de travail sans vibrations sont assurées par :
- utilisation de machines (mécanismes) résistants aux vibrations ;
- l'utilisation d'équipements de protection ;
- mesures organisationnelles et techniques ;
- une solution de conception qui assure les normes vibratoires sur les postes de travail.
La sécurité des vibrations des machines (mécanismes) est obtenue: par leur isolation des vibrations conformément à GOST 12.4.046-78 en installant des amortisseurs spéciaux sur les fondations, isolés des vibrations du sol (coussinets en feutre, caoutchouc, ressorts, etc. ( Fig. 35, 36) ; équilibrage des pièces tournantes ; utilisation de mastics antivibratoires, etc.
Les mesures organisationnelles et techniques comprennent : la réalisation de contrôles vibratoires au moins une fois par an pour les vibrations générales et deux fois par an pour les vibrations locales, ainsi qu'après réparation des machines ; et au début de leur exploitation ; l'exclusion du contact des travailleurs avec des surfaces vibrantes en dehors du lieu de travail ou de la zone (clôtures, panneaux, inscriptions), l'introduction d'un certain mode de travail, l'exclusion du travail des personnes de moins de 18 ans et qui n'ont pas passé d'examen médical, procéder à un examen médical annuel répété.
Lors de la conception du processus technologique et des locaux, des mesures sont prévues pour réduire les vibrations le long des voies de propagation conformément à GOST 12.4.046-78. Selon cette norme, les méthodes de protection contre les vibrations sont subdivisées sur une base organisationnelle en : méthodes de protection collective et individuelle - réduction des vibrations en agissant sur sa source ; réduction de la force d'excitation des vibrations par équilibrage, équilibrage, modification de la fréquence des vibrations, réduction des vibrations le long des voies de sa propagation; réduction des vibrations lorsque l'opérateur entre en contact avec un objet vibrant, introduction de dispositifs supplémentaires dans la conception des machines et des structures de construction (domgfers, ressorts (Fig. 37), utilisation de revêtements amortissants; réduction des vibrations à l'exception du contact de l'opérateur - télécommande, automatisme, signalisation, clôture.
Les moyens de protection contre les vibrations sont divisés en :
- moyens d'isolation des vibrations - amortissement, coussinets élastiques, introduction d'un élément inertiel;
- moyens d'amortissement dynamique des vibrations - amortisseurs de vibrations de choc (ressort, pendule); amortisseurs de vibrations dynamiques (ressort, pendule, excentrique, hydraulique).
L'équipement de protection individuelle est divisé en moyens:
- pour les mains de l'opérateur (mitaines, gants, doublures et coussinets)
GOST 12.4.002-74. Équipement de protection individuelle des mains contre les vibrations. Exigences techniques générales :
- pour les jambes de l'opérateur (chaussures spéciales, semelles, genouillères)
GOST 12.4.024-76. Chaussures spéciales anti-vibrations. Exigences techniques générales.