Caracteristicile parametrilor principali de vibrație. Parametrii fizici și de reglementare ai vibrațiilor Ce parametri caracterizează vibrația

Capitolul 5. Vibrația

Vibrația ca factor în mediul de producție se regăsește în industria metalurgică, minieră, metalurgică, inginerie, construcții, aeronave și construcții navale, agricultură, transport și multe alte sectoare ale economiei naționale. Este utilizat într-o serie de procese tehnologice: compactare prin vibrații, turnare, presare, intensificarea vibrațiilor prelucrării mecanice a materialelor, foraj cu vibrații, afânare, tăiere rocilor și solurilor, transportarea vibrațiilor etc. Vibrația însoțește funcționarea mecanismelor și unităților mobile și staționare, a căror bază este mișcarea de rotație sau alternativă.

Vibrație este o mișcare oscilativă mecanică, cel mai simplu tip fiind oscilația armonică (sinusoidală).

Parametrii de bază ai oscilației sinusoidale: frecventa in hertzi (1 count/s); amplitudinea deplasării vibrațiilor A(m); viteza vibratiei V(Domnișoară); accelerarea vibrațiilor
A(m/s 2) sau în fracțiuni de accelerație gravitațională g= 9,81 (m/s 2). Timpul în care un corp oscilant completează o oscilație completă se numește perioadă de oscilație T(Cu). Pentru viteza de oscilații sinusoidale Vși accelerație A sunt determinate de formulele:

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

Unde p - 3,14; f- frecventa Hz; A - amplitudinea oscilațiilor, m.

Niveluri relative ale vitezei de vibrație Lnși accelerarea vibrațiilor L a exprimat în decibeli și determinat prin formulele:

dB , dB , (5.2)

unde 5×10 –8 (m/s) este nivelul zero al vitezei de vibrație V 0, corespunzător
viteza de vibrație rădăcină-pătratică medie curentă la un prag standard al presiunii sonore egal cu 2×10 –5 N/m 2 ; 1×10 –6 (m/s 2) – nivel zero al accelerației oscilatorii A 0 .

Datorită proprietăților specifice ale organelor de simț, valorile efective ale parametrilor care caracterizează vibrația sunt decisive. Astfel, valoarea efectivă a vitezei de vibrație este rădăcina pătrată medie a valorilor vitezei instantanee V(t) pe durata mediei Acea, care este ales luând în considerare natura modificării vitezei vibrației în timp:

Imaginea cu spectru continuu necesită clauza de lățime obligatorie Df benzile de frecvenţă elementare cărora le aparţine imaginea. Dacă f 1 – frecvența limită inferioară a unei benzi de frecvență date, f 2 – frecvența limită superioară, atunci frecvența medie geometrică este luată ca frecvență care caracterizează banda în ansamblu:

În practica cercetării vibroacustice, întreaga gamă de frecvențe de vibrație este împărțită în intervale de octave. În intervalul de octave, frecvența limită superioară este de două ori mai mare decât frecvența inferioară ( f 2 /f 1 = 2). Analiza și construcția spectrelor parametrilor de vibrație pot fi, de asemenea, efectuate în o treime de octavă (f 2 /f 1 = ) benzi de frecventa.

Frecvențele medii geometrice ale benzilor de frecvență de octavă (o treime de octavă) în vibroacustică sunt standardizate și sunt: ​​1; 2; 4; 16; 31,5; 63; 125; 250; 500; 1000; 2000; 4000; 8000; 16000 (0,8; 1,0; 1,2 etc.) Hz.

În funcție de natura contactului corpului uman cu sursa de vibrație industrială, se disting în mod convențional vibrația locală (locală) și cea generală (vibrația locurilor de muncă).

Vibrația transmisă în primul rând prin mâinile lucrătorului este definită ca fiind locală. Vibrația unui loc de muncă (banc, podea, piesa de lucru pe care se află o persoană) este definită ca generală. În mediile industriale, există adesea o combinație de vibrații locale și generale.

În alte cazuri, predomină vibrația generală, de exemplu, la formarea produselor din beton armat pe platforme vibratoare cu nivelarea manuală simultană a masei de beton.

În funcție de sursa apariției, vibrația generală se distinge:

· categoria generală de vibrații 1 – vibrațiile de transport care afectează o persoană la locul de muncă al mașinilor autopropulsate și remorcate, vehiculelor atunci când se deplasează pe teren, medii agricole și drumuri (inclusiv în timpul construcției acestora). Sursele de vibrații ale transportului includ: tractoare agricole și industriale, mașini agricole autopropulsate (inclusiv combine); camioane (inclusiv tractoare, raclete, gredere, role etc.); freze de zăpadă; transport feroviar minier autopropulsat;

· categoria generală de vibrații 2 – transportul și vibrațiile tehnologice care afectează o persoană la locul de muncă a mașinilor care se deplasează pe suprafețele special pregătite ale spațiilor de producție, site-urilor industriale și lucrărilor miniere. Sursele de transport și vibrații tehnologice includ: excavatoare (inclusiv rotative); macarale industriale si de constructii; mașini pentru încărcarea (încărcarea) cuptoarelor cu focar deschis în producția metalurgică; combine pentru minerit, mașini de încărcat mine, cărucioare de foraj autopropulsate; mașini de șenile, pavele de beton, vehicule de producție montate pe podea;

· categoria generală de vibrații 3 – vibrații tehnologice care afectează persoanele de la locurile de muncă ale mașinilor staționare sau transmise la locurile de muncă care nu au surse de vibrații. Sursele de vibrație tehnologică includ: mașini pentru prelucrarea metalelor și a lemnului; echipamente de forjare si presare; mașini de turnătorie; maşini electrice, instalaţii electrice staţionare; unități de pompare și ventilatoare; echipamente pentru forarea puţurilor, instalaţii de foraj; mașini pentru creșterea animalelor, curățarea și sortarea cerealelor (inclusiv uscătoare); echipamente pentru industria materialelor de constructii (cu exceptia pavelelor din beton); instalatii pentru industria chimica si petrochimica etc.

a) la locurile de muncă permanente ale spațiilor industriale ale întreprinderilor;

b) în locurile de muncă din depozite, cantine, încăperi de utilitate, încăperi de serviciu și alte încăperi industriale în care nu există mașini care generează vibrații;

c) la locurile de muncă din sediul conducerii fabricii, birouri de proiectare, laboratoare, centre de formare, centre de calcul, centre de sănătate, sedii de birouri, săli de lucru și alte spații pentru lucrătorii psihici.

5.2. Efectul vibrațiilor asupra corpului

Caracteristicile impactului vibrațiilor industriale sunt determinate de spectrul de frecvență și amplasarea în limitele acestuia a componentelor cu nivelul maxim de energie de vibrație. Vibrația locală de intensitate scăzută poate avea un efect benefic asupra corpului uman, restabilind modificări trofice, îmbunătățind starea funcțională a sistemului nervos central, accelerând vindecarea rănilor etc. Odată cu creșterea intensității vibrațiilor și a duratei expunerii acestora, apar modificări, ducând în unele cazuri la dezvoltarea patologiei profesionale – boala vibrațiilor.

Impactul vibrației generale a diferiților parametri determină grade diferite de severitate ale modificărilor în sistemul nervos central și autonom, sistemul cardiovascular, procesele metabolice și aparatul vestibular.

5.3. Reglarea igienica a vibratiilor

Evaluarea igienă a vibrațiilor constante și intermitente care afectează o persoană se efectuează folosind următoarele metode:

· analiza de frecvenţă (spectrală) a parametrului normalizat;

· estimare integrală pe baza frecvenței parametrului normalizat;

· evaluare integrală luând în considerare timpul de expunere la vibrații la nivelul echivalent (în energie) al parametrului standardizat.

Parametrii standardizați sunt indicați pentru un anumit domeniu de frecvență:

· pentru vibrații locale sub formă de benzi de octave cu frecvențe medii geometrice: 8; 16; 31,5; 63; 125; 250; 500; 1000 Hz;

· pentru vibrații generale sub formă de benzi de octavă sau 1/3 de octavă cu frecvențe medii geometrice: 0,8; 1; 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.

În analiza frecvenței (spectrale), parametrii normalizați sunt valorile pătrate medii ale vitezei de vibrație vși accelerarea vibrațiilor A sau nivelurile lor logaritmice L v , L a, măsurată în benzi de frecvență de 1/1 și 1/3 de octavă. Valorile maxime admisibile ale parametrilor standardizați ai vibrațiilor locale industriale cu o durată de expunere la vibrații de 480 de minute (8 ore) sunt date în tabel. 5.1.

Tabelul 5.1

Valori maxime admise ale vibrațiilor locale industriale

Conform GOST 24346 - 80, vibrația este înțeleasă ca mișcarea unui punct sau a unui sistem mecanic, în care valorile oricărei mărimi care o caracterizează alternativ cresc și scad în timp.

După mecanismul de generare, se disting vibrațiile cu forță, excitația cinematică și parametrică.

Puterea de excitație a vibrațiilor– aceasta este excitarea vibrației sistemului prin forțele și momentele motrice. Sursele acestora sunt: ​​sisteme de mișcare cu piston (mecanisme cu manivelă, vibratoare de mână și mașină de găurit cu ciocan, ciocane vibratoare, plăci vibrante, buncăre vibrante etc.); mase rotative dezechilibrate (rotoare ale pompelor și motoarelor cu turbină cu gaz, polizoare electrice și pneumatice de mână, scule de tăiere ale mașinilor-unelte, ventilatoare etc.); sisteme de impact (ciocane de forjare și ștanțare, unități de rulment, roți dințate etc.).

Excitația cinematică a vibrației– excitarea vibrației unui sistem prin comunicarea mișcărilor specificate către oricare dintre punctele sale, independent de starea sistemului. Motivele pentru aceasta sunt impactul profilului drumului asupra mașinilor și vehiculelor de construcție a drumurilor, vehiculelor electrice și camioanelor de mână din spații, vibrațiile podelei spațiilor etc.

Excitație parametrică de vibrație– excitarea oscilațiilor și vibrațiilor unui sistem prin modificarea în timp a unuia sau mai multor parametri ai acestuia (masă, moment de inerție, rigiditate și coeficienți de rezistență) independent de starea sistemului. Sursele sunt motoarele cu ardere internă atunci când presiunea gazului se modifică în cilindri, motoarele pneumatice etc.

Pe baza naturii modificării de-a lungul timpului, ei disting între oscilații deterministe (periodice sau aproape periodice), aleatoare (staționare sau nestaționare) și oscilații pulsate sau amortizate, care pot fi simple sau complexe.

Procesele oscilatorii complexe pot fi reprezentate sub formă de oscilații sinusoidale armonice simple folosind seria Fourier.

Oscilațiile sunt împărțite în libere și forțate. Vibrațiile libere sunt vibrații ale unui sistem care apar fără influență externă variabilă și furnizarea de energie din exterior. Vibrațiile forțate sunt vibrații ale sistemului cauzate și menținute prin forță sau excitație cinematică.

Conceptele de bază ale teoriei oscilației pentru vibrație sunt:

1) parametrii de vibrație: deplasarea vibrației, viteza vibrației și accelerația vibrației;

2) impedanta mecanica;

3) frecvența naturală.

Principalele mărimi care caracterizează vibrația care apare conform unei legi sinusoidale sunt:

amplitudinea deplasării vibrațiilor S a – mărimea celei mai mari abateri a punctului oscilant de la poziţia de echilibru;

amplitudinea vitezei vibrației V a – valoarea maximă a vitezei punctului oscilant;

amplitudinea accelerației vibrațiilor a a – valoarea maximă a acceleraţiei punctului oscilant;

· perioada de oscilatie T – cel mai mic interval de timp prin care, în timpul oscilațiilor periodice, se repetă fiecare valoare a mărimii oscilante care caracterizează vibrația;

frecvența vibrațiilor f – reciproca perioadei de oscilaţie.

Viteza vibrațiilor și accelerația vibrațiilor sunt legate de deplasarea vibrațiilor și de frecvența vibrațiilor prin rapoartele:

V= 2p×f×SȘi a = ( 2p × f) 2 × S

Având în vedere că valorile absolute ale cantităților care caracterizează vibrația variază într-un interval foarte larg, nivelurile de vibrație logaritmică sunt utilizate în practica cercetării vibroacustice și calculelor de inginerie. Se înțelege ca o caracteristică comparativă a vibrațiilor a două mărimi fizice cu același nume, proporțională cu logaritmul zecimal al raportului dintre valorile estimate și inițiale ale mărimii.

L = 20 × lq (b × b o –1),

Unde b– valoarea estimată a mărimii (viteză, accelerație etc.);

b o– valoarea inițială a unei mărimi (viteză, accelerație etc.).

De exemplu, nivelurile vitezei de vibrație și ale accelerației vibrațiilor sunt determinate, respectiv, ca

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

Unde VȘi A– valori estimate ale vitezei de vibrație și respectiv ale accelerației vibrațiilor;

V oȘi și despre– valorile inițiale (de prag) ale vitezei de vibrație și ale accelerației vibrației.

Conform acordului internațional, se acceptă:

V o = 5 × 10 – 8 m/s și și despre= 3 × 10 – 4 m/s 2.

Nivelurile de oscilație (vibrație) sunt măsurate în decibeli (dB).

În cazul general, o mărime fizică care caracterizează vibrația (de exemplu, viteza vibrației) este o funcție de timp: V = V(t). Teoria matematică arată că un astfel de proces poate fi reprezentat ca o sumă de oscilații armonice (sinusoidale) cu durată nelimitată, cu amplitudini și perioade diferite. În cazul oscilațiilor periodice, frecvențele acestor componente sunt multipli ai frecvenței principale a oscilațiilor (proces):

f n = n × f 1 ,

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

f 1 – frecvența fundamentală de oscilație.

Caracteristica principală în securitatea industrială sau protecția muncii este spectrul de vibrații, care este înțeles ca un set de valori corespunzătoare componentelor armonice care caracterizează vibrațiile (vibrațiile), în care valorile indicate sunt dispuse în ordinea frecvențelor crescătoare. a componentelor armonice. Oscilațiilor periodice și aproape periodice corespund unui spectru discret, oscilațiilor neperiodice corespund unui spectru continuu. Dacă oscilațiile sunt o suprapunere de oscilații periodice și aleatorii, atunci spectrul este mixt.

Intensitatea efectelor vibrațiilor asupra oamenilor, dispozitivelor și altor obiecte depinde de frecvență. Prin urmare, se obișnuiește să se împartă întreaga gamă de frecvențe de vibrație în segmente (benzi de frecvență) și să se determine nivelurile de vibrație pentru fiecare bandă separat. Benzile de octave sunt luate ca benzi de frecvență standard atunci când se evaluează siguranța la vibrații, în care raportul dintre frecvențele de limită superioare și frecvențele inferioare este egal cu 2. Fiecare bandă de octave este de obicei desemnată prin valoarea medie geometrică a frecvențelor sale de limită, determinată de formule

f c = (f max × f m in) 0,5 = 2 0,5 fmin @ 1,41 fmin ,

Unde fmin– mai jos, și f max– frecvența limită superioară, Hz și f max = 2 fmin.

Dacă este necesar, benzile de octavă sunt împărțite în benzi de o treime de octavă, pentru care f max = 2 1/3 fmin @1,26 fmin. De exemplu, prima bandă de octavă are frecvențe de tăiere de 0,7 și 1,4 Hz și frecvența medie geometrică. f c= 1 Hz; următorul, respectiv 1,4….2,8 Hz și 2 Hz etc.

impedanta mecanica (Z) este definit ca raportul dintre forța motrice ( F), aplicată sistemului, la viteza de oscilație rezultată υ în punctul de aplicare a forţei

Frecvența naturală este frecvența oscilațiilor libere ale sistemului, adică. oscilații fără influență externă variabilă și aport de energie.

Orez. 11.1. Frecventa naturala

Frecvența naturală a oscilațiilor sistemului ( f 0), prezentate în Fig. 11.1, este determinată de formula:

Unde LA- rigiditatea arcului; M- masa încărcăturii.

Când frecvența naturală a oscilațiilor sistemului este egală cu frecvența oscilațiilor forțate, apare fenomenul de rezonanță, ceea ce duce la o creștere bruscă a amplitudinii oscilațiilor.

Clasificarea vibrațiilor

În conformitate cu SN 2.2.4/2.1.8.566-96 „Vibrații industriale, vibrații în clădiri rezidențiale și publice”, vibrațiile care afectează oamenii sunt clasificate după cum urmează.

Prin metoda de transmitere:

Vibrații generale transmise prin suprafețele de susținere către corpul unei persoane așezate sau în picioare;

Vibrația locală transmisă prin mâinile unei persoane, la picioarele unei persoane așezate și la antebrațele în contact cu suprafețele vibrante ale meselor de lucru.

Vibrațiile generale în conformitate cu GOST 12.1.012 – 90 și SN 2.2.4/2.1.8.566 – 96 sunt împărțite în trei categorii în funcție de sursă:

1 – vibrațiile de transport care afectează operatorii de mașini și vehicule autopropulsate și remorcate atunci când se deplasează pe teren, medii agricole și drumuri, inclusiv. în timpul construcției lor;

2 – transportul și vibrațiile tehnologice care afectează operatorii de mașini cu mobilitate limitată care se deplasează numai pe suprafețele special pregătite ale spațiilor de producție, șantierelor industriale și lucrărilor miniere;

3 „a” – vibrații tehnologice care afectează operatorii de mașini și echipamente staționare sau transmise la un loc de muncă care nu are surse de vibrații;

3 „b” - vibrații tehnologice transmise la locurile de muncă în care nu există mașini generatoare de vibrații;

3 „c” – vibrații la locurile de muncă ale lucrătorilor din cunoștințe și ale personalului care nu este angajat în muncă fizică.

Cazurile tipice de transmitere a vibrațiilor către corpul uman, indicând suprafețele de susținere, sunt prezentate în Fig. 11.2

Orez. 11.2. Opțiuni pentru transmiterea vibrațiilor către corpul uman

După sursa de apariție:

general în spații rezidențiale și clădiri publice:

Din surse externe (transport feroviar urban și transport auto; întreprinderi industriale și unități industriale mobile);

Din surse interne de echipare inginerească și tehnologică a clădirilor și a aparatelor de uz casnic (ascensoare, sisteme de ventilație, frigidere etc.);

vibrații locale în producție:

Vibrații locale transmise unei persoane de la unelte electrice de mână (cu motoare), comenzi manuale ale mașinilor și echipamentelor;

Locală, transmisă omului de la unelte de mână, nemecanizate (fără motoare).

In functie de vibratii din momentul actiunii divizat in:

Constant, la care valoarea parametrului controlat în timpul perioadei de observare se modifică de cel mult două ori (cu 6 dB);

Neconstant, în care valoarea parametrului controlat se modifică de mai mult de 2 ori (cu 6 dB) în timpul unui timp de observare de cel puțin 10 minute când este măsurat cu o constantă de timp de 1 s, inclusiv oscilant, intermitent și pulsat.

După natura spectrului:

· Bandă îngustă, în care parametrii controlați într-o bandă de frecvență de o treime de octavă sunt cu peste 15 dB mai mari decât valorile din benzile de o treime de octavă adiacente (Fig. 11.3);

· Banda largă - cu un spectru continuu de mai mult de o octavă (Fig. 11.4).

Orez. 11.3. Vibrație în bandă îngustă

Orez. 11.4. Vibrații în bandă largă

După compoziția frecvenței:

· Frecvență joasă – cu predominanța nivelurilor maxime în benzile de frecvență de octave de 1-4 Hz pentru vibrațiile generale și 8-16 Hz pentru vibrațiile locale.

· Frecvență medie – 8-16 Hz pentru vibrații generale și 31,5-63 Hz pentru vibrații locale.

· Frecvență înaltă – 31,5-63 Hz pentru vibrații generale și 125-1000 Hz pentru vibrații locale.

Reglarea vibrațiilor

Reglementarea vibrațiilor industriale se realizează pe baza SN 2.2.4/2.1.8.566-96 „Vibrații industriale, vibrații în clădiri rezidențiale și publice”.

Evaluarea igienă a vibrațiilor constante și non-constante în conformitate cu documentul de reglementare specificat poate fi efectuată prin trei metode:

· analiza de frecvenţă (spectrală) a parametrului normalizat;

· estimare integrală pe baza frecvenței parametrului normalizat;

· evaluare integrală luând în considerare timpul de expunere la vibrații la nivelul echivalent (în energie) al parametrului standardizat.

Vibrația locală este normalizată în benzi de octave cu frecvențe medii geometrice: 8; 16; 31,5; 63; 125; 250; 500; 1000 Hz; vibratie generala - in benzi de octava sau 1/3 de octava cu frecvente medii geometrice de 0,8; 1; 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.

În analiza de frecvență (spectrală). parametrii de vibrație normalizați sunt valorile pătratice medii ale vitezei de vibrație și ale accelerației vibrației măsurate în benzi de frecvență de octavă sau 1/3 de octavă sau nivelurile lor logaritmice (L υ , L a).

Cu o estimare integrală după frecvență parametrul normalizat este valoarea corectată a vitezei de vibrație sau a accelerației vibrației (U) sau nivelurile lor logaritmice (Lu), măsurată folosind filtre de corecție sau calculată folosind formulele:

,

,

Unde Ui, Lu i– valorile pătrate medii ale vitezei de vibrație sau ale accelerației vibrației sau nivelurile lor logaritmice în eu- banda de frecvență;

P– numărul benzilor de octave din domeniul de frecvență standardizat;

Ki, L ki– coeficienți de ponderare pentru i banda de frecvență, respectiv, pentru valori absolute sau nivelurile lor logaritmice.

Valorile coeficienților de ponderare sunt date pentru vibrațiile locale și generale, ținând cont de direcția de acțiune ( Z o , X o , Y o) în CH 2.2.4/2.1.8.566-96.

Cu o evaluare integrală a vibrațiilor, luând în considerare timpul de expunere la un nivel echivalent (de energie). parametrul normalizat este valoarea corectată echivalentă a vitezei de vibrație sau a accelerației vibrațiilor ( U eq) sau nivelul lor logaritmic ( L eq), măsurată sau calculată folosind următoarele formule:

;

,

Unde Ui– valorile corectate în funcție de frecvență ale parametrilor controlați de viteză a vibrațiilor ( υ , Lv), m/s sau accelerația vibrațiilor (a, L a), m/s 2 acţionând în timp t i ;

t i– durata vibrației în intervalul i-lea, h;

P– numărul total de intervale de vibrații;

T– durata totală a vibrației, ore, .

SN 2.2.4/2.1.8.566-96 stabilește valorile maxime admisibile pentru parametrii normalizați de vibrație locală și generală din categoriile 1, 2 și 3 (a, b, c) cu o durată de expunere la vibrații de 480 minute ( 8 ore).

Ca exemplu în tabel. 11.1 arată valorile maxime admise ale parametrilor locali de vibrație.

Tabelul 11.1.

Frecvențele medii geometrice ale benzilor de octave, Hz	Valori maxime admise pentru axele Xl, Yl, Zl
accelerarea vibrațiilor	viteza vibratiei
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
Valori ajustate și echivalente ajustate și nivelurile acestora	2,0		2,0

Vibrație- sunt oscilații periodice ale unui punct sau punctelor material care alcătuiesc un sistem mecanic. Cel mai adesea acestea sunt vibrații armonice. Un sistem mecanic este orice solid sau lichid în care, spre deosebire de gaze, legăturile de interacțiune cristalină sau intermoleculară (interatomică) sunt puternice. Vibrația se poate propaga în solide și lichide sub formă de unde. Astfel, vibrația este în esență unde sonore care se propagă printr-un mediu solid sau lichid. În mediile solide și lichide, este posibil nu numai propagarea undelor cu o frecvență mai mare decât într-un gaz, ci și propagarea simultană atât a undelor longitudinale (unde de compresie), cât și a undelor transversale (unde de forfecare). În gaze, există doar unde de compresie.

Vibrația poate fi caracterizată prin următoarele mărimi fizice:

Mișcarea prin vibrație x = x m sin (greutate + j o)

Viteza vibratiei v = x m w cos (greutate + j o)

Accelerarea vibrațiilor a = - x m w 2 sin (greutate + j o)

unde: x m – amplitudinea deplasării vibrației, i.e. cea mai mare abatere a punctului de oscilare de la poziția de echilibru, m; w - frecvenţa unghiulară, rad/s (w = 2pf);j о – faza iniţială a oscilaţiilor.

Pentru acești parametri, nivelurile lor sunt de asemenea determinate:

Nivelul vitezei de vibrație logaritmică:

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

Unde: V 0 – valoarea pragului vitezei vibrațiilor, standardizată la nivel internațional ( V 0 = 5 . 10 -8 , Domnișoară).

Nivelul de accelerație al vibrației logaritmice:

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

Unde: A 0 - valoarea prag a accelerației vibrațiilor, standardizată la nivel internațional ( A 0 = 3 . 10 -4 , m/s 2).

Vibrația se caracterizează și prin spectrul său. Spectrul de vibrații, conform principiului acceptat, este împărțit în benzi de octave.

Pe baza naturii impactului asupra corpului uman, se disting vibrațiile generale și cele locale.

Vibrații generale afectează întregul corp ca întreg . În acest caz, sistemul nervos și analizatorii suferă în primul rând: vestibular, vizual, tactil. Simptomele bolii: amețeli, tulburări de coordonare a mișcărilor, scăderea acuității vizuale până la 40%, modificări ale proceselor metabolice. Vibrația sacadată este deosebit de periculoasă, provocând microtraumă la diferite țesuturi, chiar până la ruptură. Corpul uman este un sistem oscilator complex. Rezonanța corpului uman și a organelor sale individuale apare atunci când frecvențele naturale ale vibrațiilor organelor interne coincid cu frecvențele forțelor externe. De exemplu, zona de rezonanță:

Pentru întregul corp în poziție șezând – 4…6 Hz;

Pentru capul in pozitia sezut cu vibratii verticale - 20...30 Hz; pentru orizontală – 1,5…2 Hz;

Organe de vedere –30...90 Hz, care corespunde rezonanței globilor oculari;

Inima – 16 Hz;

Intestin - 8 Hz.

Vibrația generală poate provoca rezonanță a organelor interne și poate duce la leziuni interne și leziuni ale organelor. Simptome: durere în partea inferioară a spatelui, membrelor și stomacului.

În funcție de direcția de acțiune, vibrația generală este împărțită în verticală, propagă de-a lungul axei Z; orizontală, extinzându-se de-a lungul axei X de la spate la piept; orizontală, extinzându-se de-a lungul axei Y de la umărul drept la stânga.

Unele surse de vibrație funcționează constant, altele periodic, aleatoriu. Vibrațiile din clădiri pot apărea atât din surse externe, cât și ca urmare a echipamentelor inginerești și tehnologice.

În ceea ce privește intensitatea vibrațiilor, transportul feroviar este cel mai semnificativ. Nivelurile accelerațiilor vibrațiilor la o distanță de până la 20 m de tunelurile de metrou și liniile de tramvai depășesc nivelul mediu al orașului cu 10 dB. În timpul exploatării transportului feroviar se înregistrează niveluri crescute de accelerație a vibrațiilor pe o rază de 40-50 m.

Întreprinderile industriale creează vibrații semnificative. Sursele de vibrație sunt echipamentele de forjare și presare, transportul în interiorul fabricii și în interiorul magazinului, rotoarele rotative dezechilibrate dinamic ale mașinilor și mecanismelor. Vibrațiile orizontale de joasă frecvență (1-4 Hz) se propagă adânc în clădirile rezidențiale la o distanță de până la 4000 m și depășesc valorile admise ale accelerației vibrațiilor la frecvențele indicate cu 4-8 dB.

Adesea, vibrația într-un apartament este asociată cu funcționarea liftului. În momentul pornirii și la închiderea ușilor, valorile depășesc valorile admise cu 15-21 dB.

În funcție de sursa apariției, vibrația generală este împărțită în:

Transport. Afectează operatorii de mașini mobile (șoferi de camioane, tractoare etc.).

Transport si tehnologic. Afectează operatorii cu mobilitate limitată (șoferi de vehicule feroviare, mașini de găurit, pavele de beton).

Tehnologic. Afectează operatorii de mașini staționare sau se transmite la locurile de muncă care nu au surse de vibrații. Se clasifică după cum urmează:

3a – în încăperi cu surse de vibrații;

3b – în locurile de muncă de pe nave (cabina căpitanului, cabina navigatorului, cabina operatorului radio), în spații de birouri fără surse de vibrații;

3c – în depozite, în cantine fără surse de vibrații;

3d - în spații pentru muncă mentală: conducerea fabricii, birou de proiectare etc.

În funcție de caracteristicile timpului, acestea se disting:

Vibrație constantă, pentru care parametrul controlat se modifică de cel mult 2 ori în timpul perioadei de observare;

Vibrații non-constante, care variază de mai mult de 2 ori după un parametru controlat.

Vibrații locale acționează asupra părților individuale ale corpului (membre superioare, centura scapulară, vasele cardiace). Flagelul ingineriei mecanice moderne este vibrația locală. Persoanele care lucrează cu unelte mecanizate de mână (ciocane pneumatice, burghie cu ciocan) sunt expuse la vibrații locale. Simptomele bolii: scăderea sensibilității pielii, depunerea de sare în articulații.

Efectul vibrațiilor asupra corpului uman depinde de: puterea procesului oscilator, timpul de contact, proprietățile de amortizare ale țesuturilor. Patologia vibrațiilor ocupă locul doi (după praf) în rândul bolilor profesionale - 28%.

În funcție de natura muncii, boala vibrațiilor apare după 8-15 ani de muncă. Factori din mediul de lucru care agravează efectele nocive ale vibrațiilor asupra corpului:

Sarcini musculare mari;

Temperatura redusa;

Zgomot de mare intensitate;

Stresul psiho-emoțional.

Există standardizare tehnică și igienă a vibrațiilor.

Standardizare tehnică vibrația stabilește valoarea admisibilă a caracteristicilor de vibrație ale mașinilor și se adresează creatorilor acestora. Caracteristicile vibrațiilor servesc drept criterii pentru calitatea și siguranța mașinilor.

Reglarea igienica a vibratiilor sunt reglementate de GOST 12.1.012-90 „SSBT. Siguranta la vibratii. Cerințe generale" și SN 2.2.4/2.1.8.566-96 "Vibrații industriale, vibrații în spații, clădiri rezidențiale și publice."

Tabelele 13-14 prezintă limitele vitezei de vibrație pentru vibrațiile la locurile de muncă.

Cauza vibrațiilor o reprezintă efectele de forță dezechilibrate care apar în timpul funcționării mașinilor și unităților. În unele cazuri, sursele lor sunt piesele mobile cu piston (mecanism de manivelă la motoare și compresoare, percutor în ciocane de mână, mecanisme de vibrații pentru compactarea betonului și amestecurilor asfalt-beton, baterii vibratori, unități de vibroformare în turnătorii, unități pentru forjarea îmbinărilor sudate și așa mai departe. .); în alte cazuri, mase rotative dezechilibrate (polizoare electrice și pneumatice de mână, scule de tăiere ale mașinilor-unelte etc.). Uneori, vibrațiile sunt create de impactul pieselor (angrenaje ale cutiei de viteze, unități de rulmenți, cuplaje etc.).

Prezența dezechilibrului în toate cazurile duce la apariția unor forțe centrifuge dezechilibrate, provocând vibrații. Cauza dezechilibrului poate fi neomogenitatea materialului corpului care se rotește, o nepotrivire între centrul de masă al corpului și axa de rotație, deformarea pieselor din cauza încălzirii neuniforme în timpul aterizărilor calde și reci etc.

Principalii parametri care caracterizează vibrația care se produce după o lege sinusoidală sunt: ​​amplitudinea deplasării xm - mărimea celei mai mari abateri a punctului de oscilație de la poziția de echilibru; amplitudinea vitezei de oscilație vm - valoarea maximă a vitezei punctului de oscilație; amplitudinea accelerației oscilatorii am - maximul valorilor de accelerație ale punctului oscilant; perioada de oscilație T - intervalul de timp dintre două stări succesive identice ale sistemului; frecvența f în herți, raportată la perioadă prin relația cunoscută f = 1/T.

Deplasarea în cazul oscilațiilor sinusoidale este determinată de formula x=xm sin (wt + φ), unde w este frecvența circulară (w = 2πf); φ—faza inițială. În majoritatea problemelor de securitate a muncii, faza inițială nu este importantă și poate să nu fie luată în considerare.

Relația dintre deplasare, viteză și accelerație este dată de următoarele expresii: v = x = jwx; a = x = v = -w2x, unde j = √-1 operator pentru rotirea vectorului de oscilație cu un unghi π/2 în timp.

În cazul general, o mărime fizică care caracterizează vibrația (de exemplu, viteza de oscilație) este o funcție de timp: v = v (t). Teoria matematică arată că un astfel de proces poate fi reprezentat ca o sumă de oscilații sinusoidale cu durată nelimitată, cu perioade și amplitudini diferite. În cazul unui proces periodic, frecvențele acestor componente sunt multipli ai frecvenței fundamentale a procesului: fn = nf1, unde n = 1, 2, 3, ..., f1 este frecvența fundamentală a procesului și amplitudinile armonicilor sunt determinate folosind formulele de expansiune a seriei Fourier cunoscute. Dacă procesul nu are o anumită perioadă (procese aleatorii sau pe termen scurt), atunci numărul acestor componente sinusoidale devine infinit de mare, iar frecvențele lor sunt distribuite continuu, în timp ce amplitudinile sunt determinate de expansiunea conform integralei Fourier. formulă.

Astfel, spectrul unui proces oscilator periodic sau cvasiperiodic este discret (Fig. 27a), iar spectrul unui proces unic aleator sau pe termen scurt este continuu (Fig. 27, b). Cel mai adesea, frecvența fundamentală de oscilație datorată funcționării unității este cel mai clar exprimată în spectrul discret. Dacă procesul este adăugarea mai multor procese periodice, frecvențele componentelor individuale din spectrul său pot să nu fie multipli unul celuilalt, adică are loc un proces cvasiperiodic (Fig. 27, a). Dacă procesul este suma mai multor procese periodice și aleatorii, spectrul său este amestecat, adică este reprezentat sub formă de spectre continue și discrete suprapuse unul altuia (Fig. 27, c).

Orez. 27. Spectre de vibraţii: a - discrete; b - solid; în - amestecat

În materie de protecție a muncii, datorită proprietăților specifice organelor de simț, valorile efective ale parametrilor care caracterizează vibrația sunt decisive. Astfel, valoarea efectivă a vitezei oscilatorii este rădăcina pătrată medie a valorilor vitezei instantanee în timpul de mediere

Astfel, pentru a caracteriza vibrația, se folosesc spectrele valorilor efective ale parametrilor sau pătratele medii ale acestora din urmă. Atunci când se evaluează impactul total al oscilațiilor diferitelor frecvențe sau surselor individuale asupra unei persoane, trebuie avut în vedere că atunci când se adaugă oscilații incoerente, viteza de oscilație rezultată (accelerație, deplasare) se găsește prin însumarea energiei a puterilor componentelor individuale ale spectrul (sau sursele individuale) sau, ceea ce este același lucru, însumarea pătratelor medii, unde n este numărul de componente din spectru.

În conformitate cu aceasta, valoarea efectivă rezultată a procesului este determinată de expresie

Imaginea unui spectru continuu necesită o rezervare obligatorie cu privire la lățimea Δf a benzilor elementare de frecvență cărora le aparține imaginea. Dacă f1 este frecvența limită inferioară a unei benzi de frecvență date, f2 este frecvența limită superioară, atunci media geometrică este luată ca frecvență care caracterizează banda în ansamblu

frecvența fсг=√f1f2

În practica cercetării vibroacustice, întreaga gamă de frecvențe de vibrație este împărțită în intervale de octave. În intervalul de octave, frecvența limită superioară este de două ori mai mare decât frecvența inferioară f2/f2 = 2.

Analiza vibrațiilor poate fi efectuată și în o treime de octavă benzi de frecventa. Într-o a treia octavă .

Frecvențele medii geometrice ale benzilor de frecvență de vibrație ale octavei sunt standardizate și sunt: ​​1, 2, 4, 8, 16, 32, 63, 125, 250, 500, 1000, 2000 Hz.

Având în vedere că valorile absolute ale parametrilor care caracterizează vibrația variază într-un interval foarte larg, conceptul de nivel al parametrilor este utilizat în practica cercetării vibroacustice.

Nivelul unui parametru este raportul logaritmic dintre valoarea absolută a parametrului și o anumită valoare a acestuia, selectată ca punct de referință (valoare de referință sau prag). Nivelurile sunt măsurate în decibeli (dB).

Nivelul vitezei de vibrație (dB)

unde pătratul mediu al vitezei de oscilație v2 este luat în banda de frecvență corespunzătoare; v0 - valoarea de referință sau pragul vitezei oscilatorii (m/s), selectată prin acord internațional:

v0 = 5*10-8.

Când comparăm două procese oscilatorii caracterizate prin nivelurile de viteză a vibrațiilor Lv1 și Lv2 (dB), avem, respectiv, expresia pentru diferența acestor ecuații.

Spectrele nivelurilor de viteză vibrațională sunt principalele caracteristici ale vibrației.

Există vibrații generale și locale (locale). Vibrația generală provoacă scuturarea întregului corp, vibrația locală implică vibrații de la alte tipuri de echipamente. Cei care lucrează cu unelte electrice și pneumatice mecanizate de mână (curățarea sudurilor, tăierea pieselor turnate, nituirea, șlefuirea etc.) sunt expuși la vibrații locale. În unele cazuri, un lucrător poate fi expus simultan la vibrații generale și locale (vibrații combinate), de exemplu, atunci când lucrează la mașini și vehicule de construcție a drumurilor.

Vibrațiile generale cu o frecvență mai mică de 0,7 Hz (rulare), deși neplăcute, nu duc la boli ale vibrațiilor. Corpul uman și organele sale interne individuale se mișcă în acest caz ca un întreg, fără a experimenta mișcări reciproce. Consecința unei astfel de vibrații este răul de mare, care apare din cauza perturbării funcționării normale a organelor de echilibru.

Diverse organe interne și părți individuale ale corpului (de exemplu, capul sau inima) pot fi considerate sisteme oscilatorii cu o anumită masă concentrată, interconectate prin „arcuri” cu anumite proprietăți elastice și includerea de rezistențe paralele. Este evident că un astfel de sistem are o serie de rezonanțe, ale căror frecvențe (percepția subiectivă a vibrațiilor) depind și de poziția corpului lucrătorului („în picioare” sau „șezând”).

Rezonanța la frecvențe de 4-6 Hz corespunde vibrațiilor brâului scapular, șoldurilor (în poziția „în picioare”) și a capului față de bază (în poziția „în picioare”); la frecvențe de 25-30 Hz – capul față de umeri (poziția șezând). Pentru majoritatea organelor interne, frecvențele naturale se află în intervalul 6-9 Hz. Vibrațiile locurilor de muncă cu frecvențele indicate sunt foarte periculoase, deoarece pot provoca deteriorări mecanice și chiar ruperea acestor organe. Expunerea sistematică la vibrații generale în zona rezonantă sau aproape de rezonanță poate fi cauza bolii vibrațiilor - tulburări persistente ale funcțiilor fiziologice ale corpului, cauzate în primul rând de impactul vibrațiilor asupra sistemului nervos central. Aceste tulburări se manifestă sub formă de dureri de cap, amețeli, somn prost, scăderea performanței, sănătate precară și disfuncție cardiacă.

Vibrația locală provoacă spasme vasculare, care, pornind de la capătul falangelor degetelor, se răspândesc pe întreaga mână, antebraț și acoperă vasele inimii. Ca urmare, are loc o întrerupere a aportului de sânge periferic - o deteriorare a aportului de sânge la extremități. În același timp, se observă efectul vibrațiilor asupra terminațiilor nervoase, mușchilor și țesutului osos, care se exprimă prin afectarea sensibilității pielii, osificarea tendoanelor musculare, dureri și depozite de sare în articulațiile mâinilor și degetelor, ceea ce duce la deformări. și scăderea mobilității articulațiilor. Toate aceste schimbări cresc în sezonul rece și scad în sezonul cald. În același timp, se observă tulburări în activitatea sistemului nervos central, ca și în cazul vibrațiilor generale.

Boala de vibrații aparține grupului de boli profesionale, a căror tratament eficient este posibil numai în stadiile incipiente, iar restabilirea funcțiilor afectate se desfășoară foarte lent și, în cazuri deosebit de severe, apar modificări ireversibile în organism, ducând la dizabilitate.

Informații utile:

Clasificarea vibrațiilor.

Ce este vibrația? Sursele ei.

În conformitate cu GOST 24346-80 (STSEV 1926-79) Vibrații. Termeni și definiții. Vibrația este înțeleasă ca mișcarea unui punct sau a unui sistem mecanic, în care valorile a cel puțin unei coordonate cresc și scad alternativ în timp.

Se obișnuiește să se facă distincția între vibrația generală și cea locală. Vibrația generală afectează întregul corp uman prin suprafețe de susținere - scaun, podea; vibrația locală afectează părți individuale ale corpului.

Vibrația poate fi măsurată folosind atât parametri absoluti, cât și relativi.

Parametrii absoluti pentru măsurarea vibrațiilor sunt deplasarea vibrației, viteza vibrației și accelerația vibrației.

Principalul parametru relativ de vibrație este nivelul vitezei de vibrație, care este determinat de formulă

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

unde V este amplitudinea vitezei vibrației, m/s;

V0 = 5*10-8 m/s - valoarea prag a vitezei vibratiei.

Cerințele pentru parametrii de vibrație sunt stabilite de standardul GOST 12.1.012-90 Siguranța la vibrații. Cerințe generale, SN2.2.4/2.1.8.566 - 96. Vibrații industriale, vibrații în clădiri rezidențiale și publice.

În analiza frecvenței (spectrale), sunt normalizați următorii parametri cinematici: valorile pătrate medii ale vitezei de vibrație V (și nivelurile lor logaritmice LV) sau accelerația vibrației a - pentru vibrațiile locale în benzi de frecvență de octave; pentru vibrații generale în benzi de frecvență de octavă și 1/3 de octavă.

În funcție de sursa apariției, se disting următoarele tipuri de vibrații:

§ vibrații locale transmise unei persoane de la unelte manuale mecanizate (cu motoare).;

§ vibrații locale transmise unei persoane de la o unealtă nemecanizată de mână;

§ vibrație generală de categoria 1 - vibrație de transport care afectează o persoană la locul de muncă a vehiculelor care se deplasează pe teren, drumuri etc. Exemplu: tractoare, camioane, scutere, motociclete, mopede;

§ vibrații generale categoria 2 - transport și vibrații tehnologice care afectează o persoană la locul de muncă a mașinilor care se deplasează pe suprafețele special pregătite ale spațiilor industriale etc. Exemplu: macarale, vehicule de producție montate pe podea;

§ vibratii generale categoria 3 - vibratii tehnologice care afecteaza persoanele de la locurile de munca ale utilajelor stationare sau transmise la locurile de munca care nu au surse de vibratii. Exemplu: mașini-unelte, mașini de turnătorie.

§ vibratii generale in spatiile rezidentiale si cladirile publice din surse externe. Exemplu: vibrație de la un tramvai care trece.

§ vibratii generale in spatiile rezidentiale si cladirile publice din surse interne. Exemplu: lifturi, frigidere.

Clasificarea vibrațiilor care afectează oamenii.Vibrația după modul de transmitere per persoană(în funcție de natura contactului cu sursele de vibrație) se împart în mod convențional în: - vibrații generale transmise prin suprafețele de susținere către corpul unei persoane așezate sau în picioare; - vibrații locale transmise prin mâinile unei persoane.Notă. Vibrația transmisă picioarelor unei persoane așezate și antebrațelor în contact cu suprafețele vibrante ale meselor de lucru este denumită vibrație locală.În condiții industriale, apare adesea o combinație de vibrații locale și generale. După sursa de apariție vibrațiile se disting: - vibrația locală transmisă unei persoane de la unelte acționate manual (cu motoare), comenzi manuale ale mașinilor și echipamentelor; - vibrația locală transmisă unei persoane de la unelte manuale nemotorizate (fără motoare), de exemplu , ciocane de îndreptat de diferite modele și piese de prelucrat; - vibrații generale 1 categoria - vibrații de transport care afectează o persoană la locul de muncă a mașinilor autopropulsate și remorcate, vehiculelor atunci când se deplasează pe teren și drumuri (inclusiv în timpul construcției acestora).Sursele de vibrație ale transportului includ : Ø tractoare agricole si industriale, masini agricole autopropulsate (inclusiv combine);Ø camioane (inclusiv tractoare, role, etc.);Ø pluguri de zapada, transport feroviar minier autopropulsat; - vibratii generale de categoria 2 - transport si tehnologic vibrații care afectează o persoană la locul de muncă a mașinilor care se deplasează pe suprafețe special pregătite spații de producție, șantiere industriale, lucrări miniere.Sursele de transport și vibrații tehnologice includ: Ø excavatoare, macarale industriale și de construcții, mașini pentru încărcarea cuptoarelor cu focar deschis în producția metalurgică; Ø mașini de exploatare, mașini de încărcat mine; Ø mașini de șenile, pavele de beton, transport industrial pe podea; - vibrații generale de categoria 3 - vibrații tehnologice care afectează persoanele de la locurile de muncă ale mașinilor staționare sau transmise la locurile de muncă care nu au surse de vibrații. de vibrații tehnologice includ: mașini de prelucrare a metalelor și lemnului, echipamente de forjare, mașini de turnătorie, mașini electrice, unități și ventilatoare de mașini de pompare, echipamente pentru forarea puțurilor, instalații de foraj, mașini pentru creșterea animalelor, curățarea și sortarea cerealelor (inclusiv uscătoare), chimice și petrochimice. instalații industriale etc.Vibrația generală de categoria 3 la locul de acțiune se împarte în următoarele tipuri: a) locurile de muncă permanente ale spațiilor industriale ale întreprinderilor;b) la locurile de muncă din depozite, cantine, încăperi utilitare, încăperi de serviciu și alte spații de producție. unde nu există mașini care generează vibrații; c) la locurile de muncă din sediile de conducere a fabricii, birourile de proiectare, laboratoarele, centrele de formare, centrele de calcul, centrele de sănătate, sediile de birouri, sălile de lucru și alte spații pentru lucrătorii psihici; - vibrații generale în spațiile rezidențiale și clădiri publice din surse externe: Ø transport feroviar urban (linii de metrou superficiale și deschise, tramvaie, transport feroviar) și vehicule; Ø întreprinderi industriale și unități industriale mobile (pentru exploatarea preselor hidraulice și mecanice, betoniere, concasoare, mașini de construcții, etc. ); - vibrații generale în spațiile rezidențiale și clădirile publice din surse interioare: dotarea tehnică și tehnică a clădirilor și a aparatelor de uz casnic (ascensoare, sisteme de ventilație, pompe, aspiratoare, frigidere, mașini de spălat, etc.), precum și încorporate. unități de vânzare cu amănuntul (echipamente frigorifice), întreprinderi de servicii de utilități, case de cazane etc. După compoziția frecvenței vibrațiile se disting prin: - vibrații de joasă frecvență (1-4 Hz pentru vibrații generale, 8-16 Hz - pentru vibrații locale); - vibrații de frecvență medie (8-16 Hz - pentru vibrații generale, 31,5-63 Hz). - pentru vibratii locale); - vibratii de inalta frecventa (31,5-63 Hz - pentru vibratii generale, 125-1000 Hz - pentru vibratii locale). După caracteristicile timpului vibrațiile se disting: - vibrații constante, pentru care valoarea parametrilor normalizați se modifică de cel mult 2 ori (cu 6 dB) în perioada de observație; - vibrații neconstante, pentru care valoarea parametrilor normalizați se modifică nu mai puțin de de 2 ori (cu 6 dB) în timpul de observare de cel puțin 10 min când se măsoară cu o constantă de timp de 1 s, inclusiv: a) vibrații care fluctuează în timp, pentru care valoarea parametrilor standardizați se modifică continuu în timp; b) vibrații intermitente, atunci când contactul uman cu vibrația este întrerupt și durata intervalelor în care contactul are loc și durează mai mult de 1 s; c) vibrații ale pulsului, constând din unul sau mai multe impacturi de vibrații (de exemplu, impacturi), fiecare cu o durată mai mică de 1 s.

Principalii parametri care caracterizează vibrația sunt: ​​amplitudinea (cea mai mare abatere de la poziția de echilibru) A, m; frecvența de oscilație f, Hz (număr de oscilații pe secundă); viteza de oscilație V, m/s; accelerația vibrațiilor W, m/s 2 ; perioada de oscilație T, sec.

Gradul de impact al vibrațiilor asupra senzațiilor fiziologice ale unei persoane este determinat de mărimea accelerației oscilatorii și de viteza oscilațiilor:

M/s 2, (2,5,27)

unde f este numărul de oscilații pe 1 s;

A este amplitudinea oscilațiilor, m.

Vibrațiile se observă în apropierea echipamentelor, în timpul funcționării sculelor pneumatice, în timpul echilibrării necorespunzătoare a arborilor mașinii, la transportul lichidelor și gazelor prin conducte, în timpul proceselor de așezare a betonului cu ajutorul unităților de vibrație.

Vibrația nesinusoidală poate fi întotdeauna reprezentată ca o sumă de componente sinusoidale folosind o expansiune serie Fourier.

Pentru a studia vibrațiile, întregul interval de frecvență (precum și pentru zgomot) este împărțit în domenii principale. Valorile medii geometrice ale frecvențelor la care se studiază vibrația sunt următoarele: 2, 4, 8, 16, 31, 50, 63, 125, 250, 500, 1000 Hz. Nivelurile de vibrație sunt măsurate nu la fiecare frecvență individuală, ci în anumite benzi de frecvență de octavă și a treia octavă (intervale). Pentru cele de octava, raportul dintre frecventele superioare si cele inferioare este fв/fн=2, iar pentru cele de a treia octava. Având în vedere că valorile absolute ale parametrilor care caracterizează vibrația sunt utilizate în limite largi, în practică se utilizează conceptul de parametri de niveluri ale vitezei vibrației (V) și accelerației vibrațiilor (W).

Conform GOST 12.1.012-90 „Vibrații, cerințe generale de siguranță” (SSBT). Nivelurile logaritmice ale vitezei de vibrație Lv și ale accelerației vibrației Lw sunt determinate de formula:

unde V, W este viteza vibrației, m/s și accelerația vibrației, m/s? ;

V 0, W® - valorile prag ale vitezei și accelerației m/s, m/s 2.

Vibrația care afectează o persoană este normalizată pentru fiecare direcție în fiecare bandă de octavă. Frecvența vibrațiilor este de mare importanță igienică. Frecvențele de ordinul 35-250 Hz, cele mai tipice atunci când se lucrează cu unelte de mână, pot provoca boli de vibrație cu vasospasm.

Frecvențele sub 35 Hz provoacă modificări ale sistemului neuromuscular și articulațiilor. Cele mai periculoase vibrații industriale sunt egale sau apropiate de frecvența vibrațiilor corpului uman sau ale organelor individuale și egale cu 6-10 Hz (frecvența naturală a vibrațiilor brațelor și picioarelor este de 2-8 Hz, abdomenul este de 2). -3 Hz, pieptul este de 1-12 Hz). Fluctuațiile cu o astfel de frecvență afectează starea psihologică a unei persoane. Unul dintre motivele morții oamenilor din Triunghiul Bermudelor poate fi fluctuațiile mediului apei pe vreme calmă, când frecvența vibrațiilor este de 6-10 Hz. Frecvența de vibrație a navelor mici coincide cu frecvența de vibrație a mediului, iar oamenii dezvoltă un sentiment de pericol și frică. Marinarii încearcă să părăsească nava. Vibrația prelungită poate provoca moartea. Vibrația are un efect periculos asupra organelor individuale ale corpului și asupra corpului uman în ansamblu, perturbând funcționarea normală a sistemului nervos și a organelor asociate metabolismului. Vibrația poate provoca perturbarea organelor cardiovasculare și respiratorii, boli ale mâinilor și articulațiilor. Vibrațiile cu o amplitudine mare sunt deosebit de periculoase, care au un efect negativ în principal asupra aparatului osteoarticular. La intensitate scăzută și expunere pe termen scurt, vibrația are chiar un efect benefic. Cu intensitate mare și expunere prelungită, vibrația poate duce la dezvoltarea bolii vibraționale profesionale, care în anumite condiții se poate dezvolta într-o formă „cerebrală” (lezarea sistemului nervos central), care este practic incurabilă.

Conform GOST 12.1.012-90, DSN 3.3.6.039-95, conform metodei de transmitere către o persoană, vibrația este împărțită în: generală, transmisă prin suprafețe de susținere către corpul uman; local (local), transmis în principal prin mâinile omului (Fig. 2.5.10.).

Orez. Direcția coordonatelor axelor în timpul vibrației generale (a și b) și vibrației locale (c):

a - poziție în picioare; b - pozitia asezat; Z - axa verticală perpendiculară pe suprafață; X - axa orizontală de la spate la piept; Axa Y - orizontală de la umărul drept la stânga; sub acţiunea vibraţiei locale, poziţia mâinii pe o suprafaţă sferică şi cilindrică.

Vibrația acționează de-a lungul axelor sistemului de coordonate ortogonal XYZ (pentru vibrația generală, Z este vertical, perpendicular pe suprafața de susținere; X este orizontală de la spate la piept; Y este orizontal de la umărul drept la stânga).

Cu vibrații locale, axa Xl coincide cu axa circumferinței, axa Zl se află în planul Xl și este direcționată pentru a furniza sau aplica forță. După sursa apariției sale, vibrația generală se împarte în: vibrație de transport, care apare atunci când vehiculele se deplasează; transport și tehnologice, apărute în timpul funcționării mașinilor care efectuează o operațiune tehnologică; tehnologic, care apare în timpul funcționării mașinilor staționare.

Măsuri de protecție împotriva vibrațiilor.
Condițiile de lucru rezistente la vibrații sunt asigurate de:
- utilizarea de mașini (mecanisme) rezistente la vibrații;
- utilizarea echipamentului de protectie;
- masuri organizatorice si tehnice;
- solutie de proiectare care asigura standarde de vibratii la locurile de munca.
Siguranța la vibrații a mașinilor (mecanismelor) se realizează: prin izolarea vibrațiilor conform GOST 12.4.046-78 prin instalarea amortizoarelor speciale (pâslă, plăcuțe de cauciuc, arcuri etc.) pe fundații izolate la vibrații de podea (Fig. 35, 36); prin echilibrarea pieselor rotative; utilizarea masticelor de izolare a vibrațiilor etc.
Măsurile organizatorice și tehnice includ: efectuarea verificărilor vibrațiilor cel puțin o dată pe an pentru vibrațiile generale și de două ori pe an pentru vibrațiile locale, precum și după repararea mașinilor; și la începutul funcționării acestora; excluderea contactului lucrătorilor cu suprafețe vibrante din afara locului sau zonei de muncă (garduri, semne, inscripții), introducerea unui anumit program de lucru, împiedicarea persoanelor sub 18 ani de la muncă și care nu au trecut un control medical și efectuarea unei repetări medicale anuale. examinare.
La proiectarea unui proces tehnologic și a premiselor, se iau măsuri pentru a reduce vibrațiile de-a lungul căilor de propagare a acestuia, în conformitate cu GOST 12.4.046-78. Conform acestui standard, metodele de protecție împotriva vibrațiilor se împart pe o bază organizatorică în: metode de protecție colectivă și individuală - reducerea vibrațiilor prin influențarea sursei acesteia; reducerea forței de excitare a vibrației prin echilibrare, echilibrare, modificarea frecvenței vibrației, reducerea vibrației de-a lungul căilor de propagare a acesteia; reducerea vibrațiilor atunci când operatorul intră în contact cu un obiect care vibra, introducerea de dispozitive suplimentare în proiectarea mașinilor și a structurilor clădirii (domgferuri, arcuri (Fig. 37), utilizarea straturilor de amortizare; reducerea vibrațiilor prin excluderea contactului operatorului - la distanță control, control automat, alarma, imprejmuire.
Mijloacele de protecție împotriva vibrațiilor sunt împărțite în:
- mijloace de izolare a vibraţiilor - amortizare, garnituri elastice, introducerea unui element inerţial;
- mijloace de amortizare dinamică a vibrațiilor - amortizoare de șoc (arc, pendul); amortizoare dinamice de vibrații (arc, pendul, excentric, hidraulic).
Echipamentul individual de protecție se împarte în:
- pentru mainile operatorului (manusi, manusi, garnituri si garnituri)
GOST 12.4.002-74. Protecție personală a mâinilor împotriva vibrațiilor. Cerințe tehnice generale:
- pentru picioarele operatorului (pantofi speciali, talpi, genunchiere)
GOST 12.4.024-76. Pantofi speciali rezistenti la vibratii. Cerințe tehnice generale.