Charakteristika hlavných parametrov vibrácií. Fyzikálne a štandardné parametre vibrácií Aké parametre charakterizujú vibrácie

Kapitola 5. Vibrácie

Vibrácie ako faktor pracovného prostredia sa nachádzajú v kovospracujúcom, baníckom, hutníckom, strojárskom, stavebnom, leteckom a lodiarskom priemysle, v poľnohospodárstve, doprave a v mnohých ďalších odvetviach národného hospodárstva. Používa sa v mnohých technologických procesoch: pri vibračnom zhutňovaní, lisovaní, lisovaní, zosilňovaní vibrácií pri mechanickom spracovaní materiálov, vibračnom vŕtaní, kyprení, rezaní hornín a zemín, transporte vibrácií atď. Vibrácie sprevádzajú prácu mobilných a stacionárnych mechanizmov a jednotiek, ktorých základom je rotačný alebo vratný pohyb.

Vibrácie je mechanický kmitavý pohyb, ktorého najjednoduchším typom je harmonické (sínusové) kmitanie.

Hlavné parametre sínusového kmitania: frekvencia v hertzoch (1 počet/s); amplitúda posunu vibrácií A(m); rýchlosť vibrácií V(pani); zrýchlenie vibrácií
a(m/s 2) alebo v zlomkoch gravitačného zrýchlenia g= 9,81 (m/s2). Čas, počas ktorého kmitajúce teleso vykoná jeden úplný kmit, sa nazýva perióda kmitania T(S). Pre sínusové kmity rýchlosť V a zrýchlenie a sa určujú podľa vzorcov:

V = 2pfA; a= (2p f) 2 A, (5.1)

kde p - 3,14; f- frekvencia Hz; A - amplitúda vibrácií, m

Relatívne úrovne rýchlosti vibrácií L n a zrýchlenie vibrácií L a sú vyjadrené v decibeloch a sú určené vzorcami:

dB , dB , (5.2)

kde 5 × 10 –8 (m/s) je nulová úroveň oscilačnej rýchlosti V 0, zodpovedajúce
rms rýchlosť vibrácií pri štandardnom prahu akustického tlaku rovnajúcemu sa 2 × 10 –5 N/m 2; 1 × 10 –6 (m / s 2) - nulová úroveň zrýchlenia vibrácií a 0 .

Vzhľadom na špecifické vlastnosti zmyslových orgánov sú rozhodujúce prevádzkové hodnoty parametrov charakterizujúcich vibrácie. Takže efektívna hodnota rýchlosti vibrácií je stredná odmocnina z okamžitých hodnôt rýchlosti V(t) počas spriemerovania to, ktorý sa vyberá s prihliadnutím na povahu zmeny rýchlosti vibrácií v čase:

Obraz súvislého spektra vyžaduje doložku o povinnej šírke Df elementárne frekvenčné pásma, do ktorých obraz patrí. Ak f 1 – spodná medzná frekvencia daného frekvenčného pásma, f 2 – horná medzná frekvencia, potom sa geometrická stredná frekvencia berie ako frekvencia charakterizujúca pásmo ako celok:

V praxi vibroakustického výskumu je celý frekvenčný rozsah vibrácií rozdelený na oktávové rozsahy. V oktávovom rozsahu je horná medzná frekvencia dvakrát nižšia ako nižšia ( f 2 / f 1 = 2). Analýza a konštrukcia spektier parametrov vibrácií sa môže vykonávať aj v tretinovej oktáve (f 2 /f 1 = ) frekvenčné pásma.

Priemerné geometrické frekvencie oktávových (tretinových oktávových) frekvenčných pásiem vo vibroakustike sú štandardizované a predstavujú: 1; 2; 4; šestnásť; 31,5; 63; 125; 250; 500; 1000; 2000; 4000; 8000; 16 000 (0,8; 1,0; 1,2 atď.) Hz.

Podľa charakteru kontaktu ľudského tela so zdrojom priemyselných vibrácií sa konvenčne rozlišujú lokálne (miestne) a všeobecné vibrácie (vibrácie pracovísk).

Vibrácie prenášané najmä rukami pracovníka sú definované ako lokálne. Vibrácie pracoviska (stola, podlahy, obrobku, na ktorom sa človek nachádza) sú definované ako všeobecné. Vo výrobnom prostredí často dochádza ku kombinácii lokálnych a všeobecných vibrácií.

V iných prípadoch prevláda všeobecná vibrácia, napríklad pri tvarovaní železobetónových výrobkov na vibračných plošinách so súčasným ručným vyrovnávaním betónovej hmoty.

Podľa zdroja výskytu sa všeobecné vibrácie rozlišujú:

· všeobecná kategória vibrácií 1 - dopravné vibrácie pôsobiace na človeka na pracoviskách samohybných a ťahaných strojov, vozidiel pri prejazde terénom, poľnohospodárskych telefónov a ciest (aj pri ich výstavbe). Medzi zdroje dopravných vibrácií patria: poľnohospodárske a priemyselné traktory, samohybné poľnohospodárske stroje (vrátane kombajnov); nákladné autá (vrátane traktorov, škrabákov, zrovnávačov, valcov atď.); snežné pluhy; banská železničná doprava s vlastným pohonom;

· všeobecná kategória vibrácií 2 - dopravné a technologické vibrácie pôsobiace na človeka na pracoviskách strojov pohybujúcich sa po špeciálne upravených plochách priemyselných priestorov, priemyselných areálov, banských diel. Medzi zdroje transportných a technologických vibrácií patria: rýpadlá (vrátane rotačných); priemyselné a stavebné žeriavy; stroje na nakladanie (plnenie) otvorených nístejových pecí v hutníckej výrobe; banské kombajny, banské nakladače, samohybné vrtné vozíky; pásové stroje, betónové dlaždice, podlahové priemyselné vozidlá;

· všeobecná kategória vibrácií 3 - technologické vibrácie pôsobiace na človeka na pracoviskách stacionárnych strojov alebo prenášané na pracoviská, ktoré nemajú zdroje vibrácií. Medzi zdroje technologických vibrácií patria: kovoobrábacie a drevoobrábacie stroje; kovacie a lisovacie zariadenia; zlievárenské stroje; elektrické stroje, stacionárne elektrické inštalácie; čerpacie jednotky a ventilátory; zariadenia na vŕtanie studní, vrtné súpravy; stroje na chov zvierat, čistenie a triedenie obilia (vrátane sušičiek); zariadenia pre priemysel stavebných materiálov (okrem betónových dlaždíc); zariadenia chemického a petrochemického priemyslu a pod.

a) na stálych pracoviskách priemyselných priestorov podnikov;

b) na pracoviskách v skladoch, jedálňach, technických miestnostiach, služobných miestnostiach a iných priemyselných priestoroch, kde nie sú stroje spôsobujúce vibrácie;

c) na pracoviskách v priestoroch vedenia závodu, projekčných kancelárií, laboratórií, školiacich stredísk, výpočtových stredísk, zdravotných stredísk, kancelárskych priestorov, pracovísk a iných priestorov pre znalostných pracovníkov.

5.2. Vplyv vibrácií na telo

Vlastnosti vplyvu priemyselných vibrácií sú určené frekvenčným spektrom a umiestnením komponentov s maximálnou úrovňou vibračnej energie v ňom. Lokálne vibrácie nízkej intenzity môžu priaznivo pôsobiť na ľudský organizmus, obnoviť trofické zmeny, zlepšiť funkčný stav centrálneho nervového systému, urýchliť hojenie rán a pod. So zvýšením intenzity oscilácií a dĺžky ich trvania vplyvom, dochádza k zmenám, ktoré v niektorých prípadoch vedú k rozvoju profesionálnej patológie - choroby z vibrácií.

Vplyv všeobecných vibrácií rôznych parametrov spôsobuje rôzne stupne závažnosti zmien v centrálnom a autonómnom nervovom systéme, kardiovaskulárnom systéme, metabolických procesoch a vestibulárnom aparáte.

5.3. Hygienická regulácia vibrácií

Hygienické posúdenie stálych a nestálych vibrácií pôsobiacich na osobu sa vykonáva týmito metódami:

· Frekvenčná (spektrálna) analýza normalizovaného parametra;

· Integrálny odhad frekvencie normalizovaného parametra;

· Integrálne hodnotenie zohľadňujúce čas pôsobenia vibrácií na ekvivalentnej (z hľadiska energie) úrovni normalizovaného parametra.

Normalizované parametre sú uvedené pre určitý frekvenčný rozsah:

· Pre lokálne vibrácie vo forme oktávových pásiem s geometrickými strednými frekvenciami: 8; šestnásť; 31,5; 63; 125; 250; 500; 1000 Hz;

· Pre všeobecné vibrácie vo forme oktávových alebo 1/3 oktávových pásiem s geometrickými strednými frekvenciami: 0,8; jeden; 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.

Pri frekvenčnej (spektrálnej) analýze sú normalizovanými parametrami stredné štvorcové hodnoty rýchlosti vibrácií v a zrýchlenie vibrácií a alebo ich logaritmické úrovne L v, L a merané v 1/1 a 1/3 oktávových frekvenčných pásmach. Maximálne prípustné hodnoty normalizovaných parametrov priemyselných lokálnych vibrácií s trvaním vystavenia vibráciám 480 minút (8 hodín) sú uvedené v tabuľke. 5.1.

Tabuľka 5.1

Maximálne prípustné hodnoty priemyselných lokálnych vibrácií

Podľa GOST 24346 - 80 sa vibráciou rozumie pohyb bodu alebo mechanického systému, pri ktorom dochádza k striedavému zvyšovaniu a znižovaniu hodnôt akejkoľvek hodnoty, ktorá ho charakterizuje.

Mechanizmom generovania sa rozlišujú vibrácie so silou, kinematické a parametrické budenie.

Silné budenie vibrácií- ide o budenie vibrácií v systéme, ktoré si vynucuje sily a momenty. Ich zdrojom sú: systémy s vratným pohybom (kľukové mechanizmy, ručné vibrátory a perforátory, vibračné ubíjadlá, vibračné dosky, vibračné zásobníky atď.); nevyvážené rotujúce hmoty (rotor čerpadiel a motorov s plynovou turbínou, ručné elektrické a pneumatické brúsky, rezné nástroje obrábacích strojov, ventilátory atď.); nárazové systémy (kovacie a raziace kladivá, ložiskové jednotky, ozubené pohony atď.).

Kinematické budenie vibrácií- vybudenie vibrácií systému komunikovaním vopred určených pohybov do ktoréhokoľvek z jeho bodov, ktoré nezávisia od stavu systému. Dôvodom je vplyv profilu vozovky na autá a stroje na stavbu ciest, elektrické autá a ručné vozíky v miestnostiach, kolísanie podlahy miestností atď.

Parametrické budenie vibrácií- vybudenie vibrácií a vibrácií systému, nezávislé od stavu systému, časovou zmenou jedného alebo viacerých jeho parametrov (hmotnosť, moment zotrvačnosti, tuhosť a koeficienty odporu). Zdrojom sú spaľovacie motory pri zmene tlaku plynov vo valcoch, pneumatické motory a pod.

Podľa povahy zmeny v čase sa oscilácie rozlišujú: deterministické (periodické alebo takmer periodické), náhodné (stacionárne alebo nestacionárne) a impulzívne alebo tlmiace, ktoré môžu byť jednoduché a zložité.

Komplexné oscilačné procesy môžu byť reprezentované vo forme jednoduchých harmonických sínusových oscilácií pomocou Fourierovho radu.

Oscilácie sú rozdelené na voľné a nútené. Voľné vibrácie sú vibrácie systému, ktoré sa vyskytujú bez striedania vonkajších vplyvov a prísunu energie zvonku. Vynútené vibrácie sú vibrácie systému spôsobené a podporované silou alebo kinematickým budením.

Základné koncepty vibračnej teórie pre vibrácie sú:

1) parametre vibrácií: posun vibrácií, rýchlosť vibrácií a zrýchlenie vibrácií;

2) mechanická impedancia;

3) prirodzená frekvencia.

Hlavné veličiny charakterizujúce vibrácie vyskytujúce sa podľa sínusového zákona sú:

Amplitúda vibrácií S a - hodnota najväčšej odchýlky bodu kmitania od rovnovážnej polohy;

Amplitúda rýchlosti vibrácií V a - maximálna hodnota rýchlosti oscilačného bodu;

Amplitúda zrýchlenia vibrácií a a - maximálna hodnota zrýchlenia oscilačného bodu;

Doba oscilácie T - najmenší časový interval, v ktorom sa pri periodických kmitoch opakuje každá hodnota kmitajúcej veličiny charakterizujúcej kmitanie;

Frekvencia vibrácií f Je prevrátená doba oscilácie.

Rýchlosť vibrácií a zrýchlenie vibrácií sú spojené s posunom vibrácií a frekvenciou vibrácií v pomeroch:

V = 2p × f × S a a = ( 2p × f) 2 × S

Vzhľadom na to, že absolútne hodnoty veličín charakterizujúcich vibrácie sa menia vo veľmi širokom rozsahu, v praxi vibroakustického výskumu a inžinierskych výpočtov sa používajú logaritmické úrovne vibrácií. Chápe sa ako porovnávacia charakteristika kolísania dvoch fyzikálnych veličín s rovnakým názvom, úmerná desiatkovému logaritmu pomeru odhadovanej a počiatočnej hodnoty veličiny.

L = 20 × lq (b × b ® –1),

kde b- odhadovaná hodnota veličiny (rýchlosť, zrýchlenie atď.);

b o- počiatočná hodnota veličiny (rýchlosť, zrýchlenie atď.).

Takže napríklad úrovne rýchlosti vibrácií a zrýchlenia vibrácií sa určujú podľa poradia

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

kde V a a- odhadované hodnoty rýchlosti vibrácií a zrýchlenia vibrácií;

V o a a oh- počiatočné (prahové) hodnoty rýchlosti vibrácií a zrýchlenia vibrácií.

Podľa medzinárodnej dohody sa akceptuje:

V o = 5 × 10 - 8 m / s a a oh= 3 × 10 - 4 m/s 2.

Úroveň vibrácií (vibrácií) sa meria v decibeloch (dB).

Vo všeobecnom prípade je fyzikálna veličina charakterizujúca vibrácie (napríklad rýchlosť vibrácií) určitou funkciou času: V = V (t). Matematická teória ukazuje, že takýto proces môže byť reprezentovaný ako súčet nekonečne dlho trvajúcich harmonických (sínusových) oscilácií s rôznymi amplitúdami a periódami. V prípade periodických kmitov sú frekvencie týchto zložiek násobkami základnej frekvencie kmitov (procesu):

f n = n × f 1 ,

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

f 1 - základná frekvencia vibrácií.

Hlavnou charakteristikou v priemyselnej bezpečnosti alebo ochrane práce je vibračné spektrum, ktoré sa chápe ako súbor hodnôt zodpovedajúcich harmonickým zložkám hodnôt veličiny charakterizujúcej kmity (vibrácie), v ktorých sú uvedené hodnoty sú usporiadané vzostupne podľa frekvencií harmonických zložiek. Diskrétne spektrum zodpovedá periodickým a takmer periodickým osciláciám, spojité spektrum neperiodickým. Ak sú kmity prekrývaním periodických a náhodných kmitov, potom má spektrum zmiešaný charakter.

Intenzita pôsobenia vibrácií na osobu, prístroje a iné predmety závisí od frekvencie. Preto je zvykom rozdeliť celý rozsah frekvencií vibrácií na segmenty (frekvenčné pásma) a určiť úrovne vibrácií pre každé pásmo zvlášť. Ako štandardné frekvenčné pásma sa pri hodnotení vibračnej bezpečnosti berú oktávové pásma, v ktorých je pomer horných medzných frekvencií k dolným frekvenciám 2. Každé oktávové pásmo sa zvyčajne označuje geometrickou strednou hodnotou svojich medzných frekvencií, určenou podľa vzorcov

f c = (f max x f m in) 0,5 = 2 0,5 f min @ 1,41 f min ,

kde f min- nižšie a f max Je horná medzná frekvencia, Hz a f max = 2 f min.

V prípade potreby sa oktávové pásma delia na tretinové oktávové pásma, pre ktoré f max = 2 1/3 f min @1,26 f min... Napríklad pásmo prvej oktávy má medzné frekvencie 0,7 a 1,4 Hz a jeho geometrická stredná frekvencia f c= 1 Hz; ďalej, respektíve 1,4 ... 2,8 Hz a 2 Hz atď.

Mechanická impedancia (Z) je definovaný ako pomer hnacej sily ( F) aplikovaný na systém na výslednú rýchlosť vibrácií υ v mieste pôsobenia sily

Vlastná frekvencia je frekvencia voľných kmitov sústavy, t.j. oscilácie bez premenlivého vonkajšieho vplyvu a príkonu energie.

Ryža. 11.1. Prirodzená frekvencia vibrácií

Prirodzená frekvencia oscilácií systému ( f 0) znázornené na obr. 11.1 sa určuje podľa vzorca:

kde TO- tuhosť pružiny; M- hmotnosť nákladu.

Keď sa frekvencia vlastných kmitov systému rovná frekvencii vynútených kmitov, dochádza k javu rezonancie, čo vedie k prudkému zvýšeniu amplitúdy kmitov.

Klasifikácia vibrácií

V súlade s SN 2.2.4 / 2.1.8.566-96 "Priemyselné vibrácie, vibrácie v priestoroch obytných a verejných budov" sú vibrácie pôsobiace na osobu klasifikované nasledovne.

Spôsobom prenosu:

Všeobecné vibrácie prenášané cez nosné plochy na telo sediacej alebo stojacej osoby;

Lokálne vibrácie prenášané cez ruky osoby, na nohy sediacej osoby a na predlaktia v kontakte s vibrujúcimi plochami pracovných stolov.

Všeobecné vibrácie v súlade s GOST 12.1.012 - 90 a SN 2.2.4 / 2.1.8.566 - 96 podľa zdroja sú rozdelené do troch kategórií:

1 - vibrácie pri preprave pôsobiace na obsluhu samohybných a ťahaných strojov a vozidiel pri pohybe po teréne, poľnohospodárskych telefónoch a cestách vr. počas ich výstavby;

2 - dopravné a technologické vibrácie pôsobiace na obsluhu strojov s obmedzenou pohyblivosťou, pohybujúcich sa len na špeciálne upravených povrchoch priemyselných priestorov, priemyselných areálov a banských diel;

3 "a" - technologické vibrácie pôsobiace na obsluhu stacionárnych strojov a zariadení alebo prenášané na pracovisko, ktoré nemá zdroje vibrácií;

3 "b" - technologické vibrácie prenášané na pracoviská, kde nie sú stroje vytvárajúce vibrácie;

3 "c" - vibrácie na pracoviskách duševných pracovníkov a personálu, ktorí sa nezaoberajú manuálnou prácou.

Typické prípady prenosu vibrácií na ľudské telo s vyznačením nosných plôch sú na obr. 11.2

Ryža. 11.2. Varianty prenosu vibrácií na ľudský organizmus

Podľa zdroja výskytu:

Bežné v obytných priestoroch a verejných budovách:

Z externých zdrojov (mestská koľajová doprava a vozidlá; priemyselné podniky a mobilné priemyselné zariadenia);

Z vnútorných zdrojov inžinierskych a technologických zariadení budov a domácich spotrebičov (výťahy, ventilačné systémy, chladničky a pod.);

Lokálne vibrácie vo výrobe:

Lokálne vibrácie prenášané na človeka z ručného elektrického náradia (s motormi), ručného ovládania strojov a zariadení;

Miestne, prenášané na človeka z nemechanizovaného ručného náradia (bez motorov).

V závislosti od vibrácií od času konania rozdelené na:

Konštantná, pri ktorej sa hodnota kontrolovaného parametra počas doby pozorovania nezmení viac ako dvakrát (o 6 dB);

Premenná, pri ktorej sa hodnota kontrolovaného parametra zmení viac ako 2-krát (o 6 dB) počas doby pozorovania minimálne 10 minút pri meraní s časovou konštantou 1 s., vrátane oscilačnej, prerušovanej a pulznej.

Podľa povahy spektra:

· Úzke pásmo, v ktorom sú riadené parametre v jednom tretinooktávovom frekvenčnom pásme o viac ako 15 dB vyššie ako hodnoty v susedných tretinových oktávových pásmach (obr. 11.3);

· Širokopásmové - so spojitým spektrom viac ako jedna oktáva (obrázok 11.4).

Ryža. 11.3. Úzkopásmové vibrácie

Ryža. 11.4. Širokopásmové vibrácie

Podľa frekvenčného zloženia:

· Nízkofrekvenčné - s prevahou maximálnych úrovní v oktávových frekvenčných pásmach 1-4 Hz pre všeobecné vibrácie a 8-16 Hz pre lokálne vibrácie.

· Stredná frekvencia - 8-16 Hz pre všeobecné vibrácie a 31,5-63 Hz - pre lokálne vibrácie.

· Vysoká frekvencia - 31,5-63 Hz pre všeobecné vibrácie a 125-1000 Hz - pre lokálne vibrácie.

Regulácia vibrácií

Normalizácia priemyselných vibrácií sa vykonáva na základe SN 2.2.4 / 2.1.8.566-96 "Priemyselné vibrácie, vibrácie v priestoroch obytných a verejných budov."

Hygienické posúdenie konštantných a nekonštantných vibrácií v súlade so špecifikovaným normatívnym dokumentom možno vykonať tromi spôsobmi:

· Frekvenčná (spektrálna) analýza normalizovaného parametra;

· Integrálny odhad frekvencie normalizovaného parametra;

· Integrálne hodnotenie zohľadňujúce čas pôsobenia vibrácií na ekvivalentnej (z hľadiska energie) úrovni normalizovaného parametra.

Lokálne vibrácie sú normalizované v oktávových pásmach s geometrickými strednými frekvenciami: 8; šestnásť; 31,5; 63; 125; 250; 500; 1000 Hz; všeobecné vibrácie - v oktávových alebo 1/3 oktávových pásmach s geometrickými strednými frekvenciami 0,8; jeden; 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.

Vo frekvenčnej (spektrálnej) analýzeštandardizované parametre vibrácií sú efektívne hodnoty rýchlosti vibrácií a zrýchlenia vibrácií alebo ich logaritmické úrovne merané v oktávových alebo 1/3 oktávových frekvenčných pásmach (L υ, La).

S integrovaným hodnotením frekvencie normalizovaný parameter je korigovaná hodnota rýchlosti vibrácií alebo zrýchlenia vibrácií (U) alebo ich logaritmické úrovne (L u), merané pomocou korekčných filtrov alebo vypočítané podľa vzorcov:

,

,

kde Ui, Lu i- stredné kvadratické hodnoty rýchlosti vibrácií alebo zrýchlenia vibrácií alebo ich logaritmické úrovne v ja- frekvenčné pásmo;

P- počet oktávových pásiem v štandardizovanom frekvenčnom rozsahu;

К i, L ki- váhové faktory pre i-té frekvenčné pásmo pre absolútne hodnoty alebo ich logaritmické úrovne.

Hodnoty váhových faktorov sú uvedené pre lokálne a všeobecné vibrácie, berúc do úvahy smer pôsobenia ( Zo, X o, Y o) v CH 2.2.4 / 2.1.8.566-96.

S integrovaným hodnotením vibrácií, berúc do úvahy čas ich vystavenia na ekvivalentnej (energetickej) úrovni normalizovaný parameter je ekvivalentná korigovaná hodnota rýchlosti vibrácií alebo zrýchlenia vibrácií ( U ekv) alebo ich logaritmická úroveň ( L ekv) merané alebo vypočítané pomocou nižšie uvedených vzorcov:

;

,

kde Ui- frekvenčne korigované hodnoty riadených parametrov rýchlosti vibrácií ( υ , L υ), m/s, alebo zrýchlenie vibrácií (a, L a), m/s 2 pôsobiace v priebehu času ti;

t i- trvanie vibrácie v i-tom intervale, h;

P- celkový počet intervalov pôsobenia vibrácií;

T- celková doba trvania vibrácie, h.,.

V SN 2.2.4 / 2.1.8.566-96 sú stanovené maximálne prípustné hodnoty normalizovaných parametrov miestnych a všeobecných vibrácií kategórie 1, 2 a 3 (a, b, c) s dobou expozície vibráciám 480 minút (8 hodín).

Ako príklad v tabuľke. 11.1 sú uvedené maximálne prípustné hodnoty parametrov miestnych vibrácií.

Tabuľka 11.1.

Priemerné geometrické frekvencie oktávových pásiem, Hz	Maximálne prípustné hodnoty pozdĺž osí Xl, Yl, Zl
zrýchlenie vibrácií	rýchlosť vibrácií
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
Opravené a ekvivalentné opravené hodnoty a ich úrovne	2,0		2,0

Vibrácie Sú periodické oscilácie hmotného bodu alebo bodov, ktoré tvoria mechanický systém. Najčastejšie ide o harmonické vibrácie. Mechanický systém je akákoľvek pevná látka alebo kvapalina, v ktorej sú na rozdiel od plynov silné väzby kryštalických alebo intermolekulárnych (medziatómových) interakcií. Vibrácie sa môžu šíriť v pevných látkach a kvapalinách vo forme vĺn. Vibrácie sú teda v podstate zvukové vlny šíriace sa v pevnom alebo kvapalnom médiu. V pevnom a kvapalnom prostredí je možné nielen šírenie vĺn s vyššou frekvenciou ako v plyne, ale aj súčasné šírenie ako pozdĺžnych vĺn (kompresné vlny), tak aj priečnych vĺn (šmykové vlny). V plynoch existujú iba kompresné vlny.

Vibrácie možno charakterizovať nasledujúcimi fyzikálnymi veličinami:

Vibračný posun x = x m sin (wt + j o)

Rýchlosť vibrácií v = x m w cos (wt + j o)

Zrýchlenie vibrácií a = - х m w 2 sin (wt + j о)

kde: х m - amplitúda posunu vibrácií, t.j. najväčšia odchýlka bodu kmitania od rovnovážnej polohy, m; w - uhlová frekvencia, rad / s (w = 2pf);j о - počiatočná fáza kmitov.

Pre tieto parametre sa určujú aj ich úrovne:

Logaritmická úroveň rýchlosti vibrácií:

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

kde: V 0 - prahová hodnota rýchlosti vibrácií, štandardizovaná v medzinárodnom meradle ( V 0 = 5 . 10 -8 , pani).

Logaritmická úroveň zrýchlenia vibrácií:

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

kde: a 0 - prahová hodnota zrýchlenia vibrácií, medzinárodne štandardizovaná ( a 0 = 3 . 10 -4 , m/s 2).

Vibrácie sa vyznačujú aj svojim spektrom. Spektrum vibrácií je podľa prijatého princípu rozdelené do oktávových pásiem.

Podľa povahy vplyvu na ľudské telo sa rozlišujú všeobecné a miestne vibrácie.

Všeobecné vibrácie ovplyvňuje celé telo ako celok . V tomto prípade trpí predovšetkým nervový systém a analyzátory: vestibulárne, vizuálne, hmatové. Príznaky ochorenia: závraty, poruchy koordinácie pohybu, znížená zraková ostrosť až o 40 %, zmeny v metabolických procesoch. Nebezpečné je najmä trhavé chvenie spôsobujúce mikrotrauma rôznych tkanív až po ich prasknutie. Ľudské telo je zložitý oscilačný systém. Rezonancia ľudského tela, jeho jednotlivých orgánov nastáva vtedy, keď sa prirodzené frekvencie vibrácií vnútorných orgánov zhodujú s frekvenciami vonkajších síl. Napríklad rezonančná oblasť:

Pre celé telo v sede - 4 ... 6 Hz;

Pre hlavu v sede s vertikálnymi vibráciami - 20 ... 30 Hz; s horizontálnym - 1,5 ... 2 Hz;

Orgány videnia –30 ... 90 Hz, čo zodpovedá rezonancii očných bulbov;

Srdce - 16 Hz;

Črevá - 8 Hz.

Všeobecné vibrácie môžu spôsobiť rezonanciu vnútorných orgánov a viesť k vnútornému poškodeniu, traume orgánov. Symptómy: bolesť v dolnej časti chrbta, končatín, žalúdka.

Podľa smeru pôsobenia sa všeobecná vibrácia delí na vertikálne, šíriace sa pozdĺž osi Z; horizontálne, siahajúce pozdĺž osi X od chrbta k hrudníku; horizontálne, siahajúce pozdĺž osi Y z pravého ramena doľava.

Niektoré zdroje vibrácií pôsobia neustále, iné - periodicky, náhodne. Vibrácie v budovách môžu vznikať tak z vonkajších zdrojov, ako aj v dôsledku inžinierskych a technologických zariadení.

Z hľadiska intenzity výkyvov je najvýznamnejšia železničná doprava. Úrovne zrýchlenia vibrácií vo vzdialenosti do 20 m od tunelov metra a električkových tratí prevyšujú priemernú mestskú úroveň o 10 dB. Pri prevádzke železničnej dopravy sú zaznamenané zvýšené úrovne zrýchlenia vibrácií v okruhu 40-50 m.

Priemyselné zariadenia vytvárajú výrazné vibrácie. Zdrojmi vibrácií sú lisovacie kovacie zariadenia, vnútropodniková a dielenská doprava, dynamicky nevyvážené rotujúce rotory strojov a mechanizmov. Nízkofrekvenčné horizontálne vibrácie (1-4 Hz) sa šíria hlboko do obytných budov na vzdialenosť až 4000 m a prekračujú prípustné hodnoty zrýchlenia vibrácií na uvedených frekvenciách o 4-8 dB.

Vibrácie v byte sú často spojené s prevádzkou výťahu. V momente naštartovania a pri zatváraní dverí hodnoty prekračujú prípustné hodnoty o 15-21 dB.

Podľa zdroja výskytu sa všeobecná vibrácia delí na:

Doprava. Postihuje obsluhu mobilných strojov (vodičov nákladných áut, traktorov a pod.).

Dopravné a technologické. Ovplyvňuje operátorov s obmedzeným pohybom (vodičov koľajníc, vodičov vyvrtávačiek, betónových dlažieb).

Technologické. Ovplyvňuje obsluhu stacionárnych strojov alebo sa prenáša na pracoviská, ktoré nemajú zdroje vibrácií. Je klasifikovaný takto:

3а - v miestnostiach so zdrojmi vibrácií;

3b - na pracoviskách na lodiach (kabína kapitána, navigátora, radistu), v služobných miestnostiach bez zdrojov vibrácií;

3c - v skladoch, v jedálňach bez zdrojov vibrácií;

3d - v priestoroch pre duševnú prácu: vedenie závodu, dizajnérska kancelária atď.

Podľa časovej charakteristiky sa rozlišujú:

Konštantné vibrácie, pri ktorých sa kontrolovaný parameter počas doby pozorovania nezmení viac ako 2-krát;

Nestabilné vibrácie, meniace sa kontrolovaným parametrom viac ako 2-krát.

Miestne vibrácie pôsobí na jednotlivé časti tela (horné končatiny, ramenný pletenec, srdcové cievy). Pohromou moderného strojárstva sú lokálne vibrácie. Ľudia pracujúci s ručným elektrickým náradím (zbíjačky, perforátory) sú vystavení lokálnym vibráciám. Príznaky ochorenia: znížená citlivosť kože, ukladanie solí v kĺboch.

Vplyv vibrácií na ľudské telo závisí od: sily oscilačného procesu, doby kontaktu, tlmiacich vlastností tkanív. Patológia vibrácií je na druhom mieste (po chorobách z prachu) medzi chorobami z povolania - 28%.

V závislosti od charakteru práce sa choroba z vibrácií vyskytuje po 8-15 rokoch práce. Faktory pracovného prostredia, ktoré zhoršujú škodlivé účinky vibrácií na telo:

Veľké svalové zaťaženie;

Znížená teplota;

Vysoká intenzita hluku;

Psychoemocionálny stres.

Rozlišujte technickú a hygienickú reguláciu vibrácií.

Technický predpis vibrácie stanovuje prípustnú hodnotu vibračných charakteristík strojov a je adresovaná ich tvorcom. Vibračné charakteristiky slúžia ako kritériá pre kvalitu a bezpečnosť strojov.

Hygienická regulácia vibrácií riadi sa GOST 12.1.012-90 „Normy bezpečnosti práce. Vibračná bezpečnosť. Všeobecné požiadavky "a SN 2.2.4 / 2.1.8.566-96" Priemyselné vibrácie, vibrácie v miestnostiach, obytných a verejných budovách."

V tabuľkách 13-14 je uvedené diaľkové ovládanie rýchlosti vibrácií pre vibrácie na pracoviskách.

Príčinou vibrácií sú nevyvážené silové účinky vznikajúce pri prevádzke strojov a agregátov. V niektorých prípadoch sú ich zdrojom vratne pohyblivé časti (kľukový mechanizmus v motoroch a kompresoroch, úderník v ručných vŕtačkách do hornín, vibračné mechanizmy na zhutňovanie betónu a asfaltobetónových zmesí, vibračné ubíjačky, vibračné formovacie jednotky v zlievarňach, jednotky na kovanie zváraných kĺby atď.); v ostatných prípadoch nevyvážené rotujúce hmoty (ručné elektrické a pneumatické brúsky, rezné nástroje obrábacích strojov a pod.). Vibrácie niekedy vznikajú nárazmi dielov (prevodovky, ložiskové zostavy, spojky atď.).

Prítomnosť nerovnováhy vo všetkých prípadoch vedie k vzniku nevyvážených odstredivých síl, ktoré spôsobujú vibrácie. Príčinou nevyváženosti môže byť nehomogenita materiálu rotujúceho telesa, nesúlad medzi ťažiskom telesa a osou rotácie, deformácia dielov od nerovnomerného ohrevu pri teplých a studených pristávaniach a pod.

Hlavné parametre charakterizujúce vibrácie vyskytujúce sa podľa sínusového zákona sú: amplitúda posunu хт - hodnota najväčšej odchýlky bodu kmitania od rovnovážnej polohy; amplitúda rýchlosti vibrácií vm je maximum hodnôt rýchlosti vibračného bodu; amplitúda vibračného zrýchlenia pri je maximum hodnôt zrýchlenia vibračného bodu; perióda oscilácie T - časový interval medzi dvoma po sebe nasledujúcimi identickými stavmi systému; frekvencia f v hertzoch vztiahnutá k perióde známym pomerom f = 1 / T.

Posun v prípade sínusových kmitov je určený vzorcom x = xm sin (wt + φ), kde w je uhlová frekvencia (w = 2πf); φ je počiatočná fáza. Pri väčšine úloh ochrany práce nezáleží na počiatočnej fáze a nemusí sa brať do úvahy.

Vzťah medzi posunutím, rýchlosťou a zrýchlením je daný nasledujúcimi výrazmi: v = x = jwx; a = x = v = —w2x, kde j = √-1 je operátor rotácie vektora kmitania o uhol π / 2 v čase.

Vo všeobecnom prípade je fyzikálna veličina charakterizujúca vibrácie (napríklad rýchlosť kmitania) určitou funkciou času: v = v (t). Matematická teória ukazuje, že takýto proces môže byť reprezentovaný ako súčet nekonečne dlho trvajúcich sínusových oscilácií s rôznymi periódami a amplitúdami. V prípade periodického procesu sú frekvencie týchto komponentov násobkami základnej frekvencie procesu: fn = nf1, kde n = 1, 2, 3, ..., f1 je základná frekvencia procesu a amplitúdy harmonických sú určené známymi expanznými vzorcami Fourierovej série. Ak proces nemá určitú periódu (náhodné alebo krátkodobé jednotlivé procesy), potom sa počet takýchto sínusových zložiek nekonečne zväčšuje a ich frekvencie sú rozdelené kontinuálne, pričom amplitúdy sú určené expanziou podľa Fourierov integrálny vzorec.

Spektrum periodického alebo kváziperiodického oscilačného procesu je teda diskrétne (obr. 27a) a náhodný alebo krátkodobý jednotlivý proces je spojitý (obr. 27, b). Najčastejšie v diskrétnom spektre je základná frekvencia kmitov najvýraznejšia v dôsledku činnosti pohonu. Ak je proces sčítaním niekoľkých periodických procesov, frekvencie jednotlivých komponentov v jeho spektre nemusia byť navzájom násobné, tj prebieha kváziperiodický proces (obr. 27, a). Ak je proces súčtom niekoľkých periodických a náhodných procesov, jeho spektrum je zmiešané, to znamená, že je znázornené ako spojité a diskrétne spektrá navzájom superponované (obr. 27, c).

Ryža. 27. Vibračné spektrá: a - diskrétne; b - pevná látka; в - zmiešané

Vo veciach ochrany práce sú vzhľadom na špecifické vlastnosti zmyslových orgánov rozhodujúce aktuálne hodnoty parametrov charakterizujúcich vibrácie. Takže efektívna hodnota rýchlosti vibrácií je stredná druhá mocnina okamžitých hodnôt rýchlosti za priemerný čas

Na charakterizáciu vibrácií sa teda používajú spektrá efektívnych hodnôt parametrov alebo ich stredné štvorce. Pri posudzovaní celkového vplyvu kmitov rôznych frekvencií alebo jednotlivých zdrojov na človeka treba mať na pamäti, že pri sčítaní nesúvislých kmitov sa výsledná rýchlosť kmitania (zrýchlenie, posunutie) zistí energetickým súčtom výkonov jednotlivých zložiek. spektra (alebo jednotlivých zdrojov) alebo, čo je to isté, sčítaním stredných štvorcov, kde n je počet zložiek v spektre.

V súlade s tým je výsledná efektívna procesná hodnota určená výrazom

Obraz spojitého spektra vyžaduje povinnú výhradu k šírke Δf základných frekvenčných pásiem, do ktorých obraz patrí. Ak f1 je spodná medzná frekvencia daného frekvenčného pásma, f2 je horná medzná frekvencia, potom sa geometrický priemer berie ako frekvencia charakterizujúca pásmo ako celok.

frekvencia fsg = √f1f2

V praxi vibroakustického výskumu je celý frekvenčný rozsah vibrácií rozdelený na oktávové rozsahy. V oktávovom rozsahu je horná medzná frekvencia dvojnásobkom spodnej, f2 / f2 = 2.

Analýza vibrácií sa môže vykonávať aj v tretinovej oktáve frekvenčné pásma. V tretej oktáve .

Geometrické stredné frekvencie oktávových vibračných frekvenčných pásiem sú štandardizované a sú: 1, 2, 4, 8, 16, 32, 63, 125, 250, 500, 1000, 2000 Hz.

Vzhľadom na to, že absolútne hodnoty parametrov charakterizujúcich vibrácie sa menia vo veľmi širokom rozsahu, v praxi vibroakustického výskumu sa používa pojem úroveň parametrov.

Úroveň parametra je logaritmický pomer absolútnej hodnoty parametra k niektorej z jeho hodnôt, ktorá je vybraná ako východisková (referenčná alebo prahová hodnota). Hladiny sa merajú v decibeloch (dB).

Oscilačná úroveň rýchlosti (dB)

kde stredná druhá mocnina rýchlosti vibrácií v2 je braná v zodpovedajúcom frekvenčnom pásme; v0 je referenčná alebo prahová hodnota rýchlosti vibrácií (m/s), zvolená medzinárodnou dohodou:

v0 = 5 * 10-8.

Pri porovnaní dvoch oscilačných procesov charakterizovaných úrovňami rýchlosti vibrácií Lv1 a Lv2 (dB), v tomto poradí, máme pre rozdiel týchto rovníc výraz

Spektrá hladín rýchlosti vibrácií sú hlavnými charakteristikami vibrácií.

Rozlišujte medzi všeobecnými a lokálnymi (lokálnymi) vibráciami. Všeobecné vibrácie spôsobujú trasenie celého organizmu, lokálne vibrácie zahŕňajú iné typy zariadení. Tí, ktorí pracujú s ručným mechanizovaným elektrickým a pneumatickým náradím, sú vystavení lokálnym vibráciám (čistenie zvarov, odrezávanie odliatkov, nitovanie, brúsenie atď.). V niektorých prípadoch môže byť pracovník súčasne vystavený všeobecným a lokálnym vibráciám (kombinované vibrácie), napríklad pri práci na strojoch na stavbu ciest a doprave.

Všeobecné vibrácie s frekvenciou menšou ako 0,7 Hz (pitching), aj keď sú nepríjemné, nevedú k chorobe z vibrácií. Ľudské telo a jeho jednotlivé vnútorné orgány sa v tomto prípade pohybujú ako celok, bez toho, aby dochádzalo k vzájomným posunom. Dôsledkom tejto vibrácie je kinetóza, ku ktorej dochádza v dôsledku narušenia normálneho fungovania orgánov rovnováhy.

Rôzne vnútorné orgány a jednotlivé časti tela (napríklad hlava alebo srdce) možno považovať za oscilačné systémy s určitou koncentrovanou hmotou, vzájomne prepojené „pružinami“ s určitými elastickými vlastnosťami a zahrnutím paralelných odporov. Je zrejmé, že takýto systém má množstvo rezonancií, ktorých frekvencie (subjektívne vnímanie vibrácií) závisia aj od polohy tela pracovníka („v stoji“ alebo „v sede“).

Rezonancia pri frekvenciách 4-6 Hz zodpovedá vibráciám ramenného pletenca, bokov (v polohe "v stoji"), hlavy vzhľadom na základňu (poloha "v stoji"); pri frekvenciách 25-30 Hz - hlava vzhľadom na ramená ("sediaca" poloha). Pre väčšinu vnútorných orgánov sú prirodzené frekvencie v rozsahu 6-9 Hz. Veľmi nebezpečné sú vibrácie pracovísk s uvedenými frekvenciami, ktoré môžu spôsobiť mechanické poškodenie až prasknutie týchto orgánov. Systematické pôsobenie všeobecných vibrácií v rezonančnej alebo blízko-rezonančnej zóne môže byť príčinou vibračnej choroby - pretrvávajúceho porušovania fyziologických funkcií organizmu, najmä vplyvom vibrácií na centrálny nervový systém. Tieto poruchy sa prejavujú vo forme bolestí hlavy, závratov, zlého spánku, zníženej výkonnosti, zlého zdravotného stavu, srdcových porúch.

Miestne vibrácie spôsobujú vazospazmus, ktorý sa počnúc koncovými falangami prstov šíri do celej ruky, predlaktia a pokrýva cievy srdca. V dôsledku toho dochádza k porušeniu periférneho prekrvenia – zhoršeniu prekrvenia končatín. Súčasne sa pozoruje účinok vibrácií na nervové zakončenia, svalové a kostné tkanivá, čo sa prejavuje porušením citlivosti kože, osifikáciou svalových šliach, bolesťou a ukladaním solí v kĺboch ​​rúk a prstov. , čo vedie k deformáciám a zníženiu pohyblivosti kĺbov. Všetky tieto zmeny sa zvyšujú v chlade a klesajú v teplom období. Súčasne sa pozorujú poruchy v činnosti centrálneho nervového systému, ako pri všeobecných vibráciách.

Choroba z vibrácií patrí do skupiny chorôb z povolania, ktorých účinná liečba je možná len v začiatočných štádiách a obnova narušených funkcií prebieha veľmi pomaly a v obzvlášť závažných prípadoch dochádza v organizme k nezvratným zmenám, ktoré vedú k invalidite.

Užitočné informácie:

Klasifikácia vibrácií.

Čo je vibrácia. Jej zdroje.

V súlade s GOST 24346-80 (STSEV 1926-79) Vibrácie. Pojmy a definície. vibráciou sa rozumie pohyb bodu alebo mechanického systému, pri ktorom dochádza k striedavému časovému nárastu a poklesu hodnôt aspoň jednej súradnice.

Je zvykom rozlišovať medzi všeobecnou a lokálnou vibráciou. Všeobecné vibrácie ovplyvňujú celé ľudské telo cez nosné plochy - sedadlo, podlaha; lokálne vibrácie pôsobia na jednotlivé časti tela.

Vibrácie je možné merať pomocou absolútnych aj relatívnych parametrov.

Absolútnymi parametrami na meranie vibrácií sú výchylka vibrácií, rýchlosť vibrácií a zrýchlenie vibrácií.

Hlavným relatívnym parametrom vibrácií je úroveň rýchlosti vibrácií, ktorá je určená vzorcom

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

kde V je amplitúda rýchlosti vibrácií, m/s;

V0 = 5 * 10-8 m / s je prahová hodnota rýchlosti vibrácií.

Požiadavky na parametre vibrácií sú stanovené normou GOST 12.1.012-90 Vibračná bezpečnosť. Všeobecné požiadavky, CH2.2.4 / 2.1.8.566 - 96. Priemyselné vibrácie, vibrácie v obytných a verejných budovách.

Pri frekvenčnej (spektrálnej) analýze sa normalizujú kinematické parametre: stredné kvadratické hodnoty rýchlosti vibrácií V (a ich logaritmické úrovne LV) alebo zrýchlenie vibrácií a - pre lokálne vibrácie v oktávových frekvenčných pásmach; pre všeobecné vibrácie v oktávových a 1/3 oktávových frekvenčných pásmach.

V závislosti od zdroja pôvodu sa rozlišujú tieto typy vibrácií:

§ lokálne vibrácie prenášané na osobu z ručného mechanizovaného (motorového) náradia;

§ lokálne vibrácie prenášané na človeka z bezmotorového ručného náradia;

§ všeobecné vibrácie I. kategórie - dopravné vibrácie pôsobiace na osobu na pracoviskách vozidiel pohybujúcich sa po teréne, cestách a pod.“ Príklad: traktory, nákladné autá, skútre, motocykle, mopedy;

§ všeobecné vibrácie 2. kategórie - dopravné a technologické vibrácie pôsobiace na človeka na pracoviskách strojov pohybujúcich sa po špeciálne upravených plochách priemyselných priestorov a pod. Príklad: žeriavy, priemyselné vozidlá stojace na podlahe;

§ všeobecné vibrácie kategórie 3 - technologické vibrácie pôsobiace na človeka na pracoviskách stacionárnych strojov alebo prenášané na pracoviská, ktoré nemajú zdroje vibrácií. Príklad: obrábacie stroje, odlievacie stroje.

§ všeobecné vibrácie v obytných a verejných budovách z vonkajších zdrojov. Príklad: vibrácie z prechádzajúcej električky.

§ všeobecné vibrácie v obytných a verejných budovách z vnútorných zdrojov. Príklad: výťahy, chladničky.

Klasifikácia vibrácií pôsobiacich na človeka. spôsobom prenosu na osobu(v závislosti od charakteru kontaktu so zdrojmi vibrácií) sa konvenčne delia na: - všeobecné vibrácie prenášané cez nosné plochy na telo sediacej alebo stojacej osoby, - lokálne vibrácie prenášané rukami osoby. Vibrácie prenášané na nohy sediacej osoby a na predlaktia v kontakte s vibrujúcimi plochami pracovných stolov sa označujú ako lokálne vibrácie.V priemyselných podmienkach často dochádza ku kombinácii lokálnej a celkovej vibrácie. Podľa zdroja výskytu vibrácie sa rozlišujú: - lokálne vibrácie prenášané na osobu z ručného elektrického náradia (s motormi), ručné ovládanie strojov a zariadení; - lokálne vibrácie prenášané na osobu z ručného nemechanizovaného nástroja (bez motorov), napr. vyrovnávacie kladivá rôznych modelov a obrobkov - všeobecné vibrácie 1 kategórie - dopravné vibrácie pôsobiace na človeka na pracoviskách samohybných a ťahaných strojov, vozidiel pri jazde po teréne a na cestách (aj pri ich výstavbe) Zdroje dopravných vibrácií zahŕňajú: Ø poľnohospodárske a priemyselné traktory, samohybné poľnohospodárske stroje (vrátane kombajnov); Ø nákladné autá (vrátane traktorov, valcov a pod.); Ø snehové pluhy, samohybná banská železničná doprava - všeobecné vibrácie II. kategórie - dopravné a technologické vibrácie postihujúce osobu na pracoviskách strojov pohybujúcich sa špeciálne pripravených na Medzi zdroje dopravy a technologických vibrácií patria: Ø rýpadlá, priemyselné a stavebné žeriavy, stroje na nakladanie otvorených pecí v hutníckej výrobe, Ø banské kombajny, banské nakladače, Ø pásové stroje, betónové dlažby, doprava na výrobu podláh, - všeobecné vibrácie kategória 3 - technologické vibrácie pôsobiace na človeka na pracoviskách stacionárnych strojov alebo prenášané na pracoviská, ktoré nemajú zdroje vibrácií Medzi zdroje technologických vibrácií patria: kovoobrábacie a drevoobrábacie stroje, kovacie zariadenia, odlievacie stroje, elektrické stroje čerpacie agregáty a ventilátory, zariadenia na vŕtanie studní, vrtné súpravy, stroje na chov zvierat, čistenie a triedenie obilia (vrátane sušičiek), zariadenia chemického a petrochemického priemyslu a pod. druhy: a) na stálych pracoviskách v priemyselných priestoroch podnikov, b) na pracoviskách v skladoch, jedálňach, domácnostiach, služobných a iných priemyselných priestoroch, kde nie sú stroje spôsobujúce vibrácie, c) na pracoviskách v priestoroch vedenia závodu, projekčné kancelárie, laboratóriá, školiace strediská, výpočtové strediská, zdravotné strediská, kancelárske priestory, pracovne a iné priestory pre pracovníkov duševnej práce; - všeobecné vibrácie v obytných priestoroch a verejných budovách z vonkajších zdrojov: Ø mestská koľajová doprava (plytké a otvorené metro trate, električková, železničná doprava) a vozidlá; Ø priemyselné podniky a mobilné priemyselné zariadenia (pri prevádzke hydraulických a mechanických lisov, miešačiek betónu, drvičov, stavebných strojov a pod. ); - všeobecné vibrácie v obytných priestoroch a verejných budovách z vnútorných zdrojov: inžinierske a technické zariadenia budov a domáce spotrebiče (výťahy, ventilačné systémy, čerpadlá, vysávače, chladničky, práčky atď.), ako aj vstavané obchodné podniky (chladiace zariadenia), verejné služby, kotolne atď. Podľa frekvenčného zloženia vibrácie sa rozlišujú: - nízkofrekvenčné vibrácie (1-4 Hz pre všeobecné vibrácie, 8-16 Hz - pre lokálne vibrácie); - stredne frekvenčné vibrácie (8-16 Hz - pre všeobecné vibrácie, 31,5-63 Hz - pre lokálne vibrácie vibrácie); - vysokofrekvenčné vibrácie (31,5-63 Hz - pre všeobecné vibrácie, 125-1000 Hz - pre lokálne vibrácie). Podľa časových charakteristík vibrácie sa rozlišujú: - konštantné vibrácie, pri ktorých sa hodnota normovaných parametrov počas doby pozorovania zmení najviac 2-násobne (o 6 dB) - nekonštantné vibrácie, pri ktorých sa hodnota normovaných parametrov zmení o pri najmenej 2-krát (o 6 dB) počas doby pozorovania najmenej 10 min pri meraní s časovou konštantou 1 s, vrátane: a) vibrácií v čase, pri ktorých sa hodnota normovaných parametrov plynule mení v čase, b) prerušovaných vibrácie, keď je kontakt osoby s vibráciou prerušený a doba trvania intervalov, počas ktorých dochádza ku kontaktu, je viac ako 1 s; c) impulzné vibrácie pozostávajúce z jedného alebo viacerých vibračných účinkov (napríklad otrasy), z ktorých každý trvá menej ako 1 s.

Hlavné parametre charakterizujúce vibrácie sú: amplitúda (najväčšia odchýlka od rovnovážnej polohy) A, m; frekvencia vibrácií f, Hz (počet vibrácií za sekundu); rýchlosť vibrácií V, m / s; zrýchlenie vibrácií W, m / s 2; perióda oscilácie T, sek.

Stupeň vplyvu vibrácií na fyziologické pocity človeka je určený hodnotou zrýchlenia vibrácií a rýchlosťou vibrácií:

M/s 2, (2.5.27)

kde f je počet vibrácií za 1 s;

A- amplitúda vibrácií, m.

Vibrácie sú zaznamenané v blízkosti zariadenia, pri prevádzke pneumatického náradia, pri nesprávnom vyvážení hriadeľov strojov, pri preprave kvapalín a plynov potrubím, pri technologických procesoch ukladania betónu pomocou vibračných agregátov.

Vibrácie nesínusového charakteru môžu byť vždy reprezentované ako súčet sínusových zložiek pomocou rozšírenia Fourierovej série.

Na štúdium vibrácií je celý frekvenčný rozsah (rovnako ako pre hluk) rozdelený do základných rozsahov. Geometrické stredné hodnoty frekvencií, pri ktorých sa študujú vibrácie, sú nasledovné: 2, 4, 8, 16, 31, 50, 63, 125, 250, 500, 1000 Hz. Úrovne vibrácií sa nemerajú pri každej jednotlivej frekvencii, ale v niektorých pásmach (intervaloch) oktávových a tretinových oktávových frekvencií. Pre oktávy je pomer horných hraníc frekvencií k dolným fв / fн = 2 a pre jednu tretinu oktávy. Vzhľadom na to, že absolútne hodnoty parametrov charakterizujúcich vibrácie sa používajú v širokých medziach, v praxi sa používa koncept úrovní parametrov rýchlosti vibrácií (V) a zrýchlenia vibrácií (W).

Podľa GOST 12.1.012-90 "Vibrácie, všeobecné bezpečnostné požiadavky" (SSBT). Logaritmické úrovne rýchlosti vibrácií Lv a zrýchlenia vibrácií Lw sú určené vzorcom:

kde V, W-rýchlosť vibrácií, m/sa zrýchlenie vibrácií, m/s? ;

V 0, Wо - prahové hodnoty rýchlosti a zrýchlenia m/s, m/s 2.

Vibrácie pôsobiace na človeka sú normalizované pre každý smer v každom oktávovom pásme. Frekvencia vibrácií má veľký hygienický význam. Frekvencie rádovo 35-250 Hz, ktoré sú najtypickejšie pri práci s ručným nástrojom, môžu spôsobiť ochorenie z vibrácií s vazospazmom.

Frekvencie pod 35 Hz spôsobujú zmeny v nervovosvalovom systéme a kĺboch. Najnebezpečnejšie sú priemyselné vibrácie rovné alebo blízke frekvencii vibrácií ľudského tela alebo jednotlivých orgánov a rovné 6-10 Hz (prirodzená frekvencia vibrácií rúk a nôh 2-8 Hz, brucha 2-3 Hz, hrudníka 1-12 Hz). Výkyvy s takouto frekvenciou ovplyvňujú psychický stav človeka. Jednou z príčin smrti ľudí v Bermudskom trojuholníku môže byť kolísanie vodného prostredia v bezvetrí, kedy je frekvencia vibrácií 6-10 Hz. Frekvencia vibrácií malých nádob sa zhoduje s frekvenciou vibrácií prostredia a ľudia majú pocit nebezpečenstva, strachu. Námorníci sa snažia opustiť loď. Dlhodobé vibrácie môžu spôsobiť smrť. Vibrácie majú nebezpečný vplyv na jednotlivé orgány tela a ľudské telo ako celok, narúšajú normálne fungovanie nervového systému a orgánov spojených s metabolizmom. Vibrácie môžu spôsobiť poruchy činnosti kardiovaskulárnych a dýchacích orgánov, ochorenia rúk a kĺbov. Nebezpečné sú najmä vibrácie s veľkou amplitúdou, ktoré nepriaznivo pôsobia najmä na osteoartikulárny aparát. Pri nízkej intenzite a krátkodobom pôsobení majú vibrácie dokonca priaznivý účinok. Pri vysokej intenzite a dlhotrvajúcom pôsobení môže vibrácia viesť k rozvoju choroby z vibrácií z povolania, ktorá za určitých podmienok môže prejsť do „cerebrálnej“ formy (poškodenie centrálneho nervového systému), ktorá je prakticky neliečiteľná.

Podľa GOST 12.1.012-90, DSN 3.3.6.039-95 metódou prenosu na osobu sa vibrácie delia na: všeobecné, prenášané cez nosné plochy do ľudského tela; miestne (lokálne), prenášané najmä rukami človeka (obr. 2.5.10.).

Ryža. Smer súradníc osí so všeobecnými vibráciami (a a b) a lokálnymi (c):

a - pozícia v stoji; b - poloha v sede; Z - vertikálna os kolmá na povrch; X - horizontálna os od chrbta k hrudníku; Os Y - horizontálna od pravého ramena doľava; pri pôsobení lokálnych vibrácií poloha ruky na guľovej a valcovej ploche.

Vibrácie pôsobia pozdĺž osí ortogonálneho súradnicového systému XYZ (pre všeobecné vibrácie je Z vertikálne, kolmé na nosnú plochu; X je horizontálne od chrbta k hrudníku; Y je horizontálne od pravého ramena doľava).

Pri lokálnych vibráciách sa os Chl zhoduje s osou navíjania, os Zl leží v rovine Xl a je zameraná na podávanie alebo aplikáciu sily. Všeobecné vibrácie podľa zdroja ich vzniku sa delia na: dopravné vibrácie, vznikajúce pri pohybe strojov; dopravné a technologické, vznikajúce pri prevádzke strojov vykonávajúcich technologickú operáciu; technologický, ku ktorému dochádza pri prevádzke stacionárnych strojov.

Opatrenia na ochranu pred vibráciami.
Sú zabezpečené pracovné podmienky bezpečné pre vibrácie:
- používanie strojov (mechanizmov) odolných voči vibráciám;
- používanie ochranných prostriedkov;
- organizačné a technické opatrenia;
- konštrukčné riešenie, ktoré zabezpečuje normy vibrácií na pracovisku.
Vibračná bezpečnosť strojov (mechanizmov) sa dosahuje: ich izoláciou vibrácií v súlade s GOST 12.4.046-78 inštaláciou na základy, špeciálne tlmiče nárazov, vibrácie izolované od podlahy (tesnenia z plsti, gumy, pružín atď. (obr. 35, 36); vyvažovanie rotačných častí; použitie antivibračných tmelov atď.
Organizačné a technické opatrenia zahŕňajú: vykonávanie vibračných kontrol najmenej raz ročne pri všeobecných vibráciách a dvakrát ročne pri lokálnych vibráciách, ako aj po oprave strojov; a na začiatku ich prevádzky; vylúčenie kontaktu pracovníkov s vibrujúcimi povrchmi mimo pracoviska alebo zóny (ploty, značky, nápisy), zavedenie určitého režimu práce, neprijímanie do práce osôb mladších ako 18 rokov a ktoré neprešli lekárskou prehliadkou , opakovaná ročná lekárska prehliadka.
Pri navrhovaní technologického procesu a priestorov sa poskytujú opatrenia na zníženie vibrácií pozdĺž cesty ich šírenia v súlade s GOST 12.4.046-78. Metódy ochrany pred vibráciami sa podľa tejto normy členia podľa organizačných charakteristík na: metódy kolektívnej a individuálnej ochrany - zníženie vibrácií ovplyvnením ich zdroja; zníženie výkonového budenia vibrácií vyvážením, vyvážením, zmenou frekvencie vibrácií, znížením vibrácií pozdĺž ciest ich šírenia; zníženie vibrácií pri kontakte operátora s vibrujúcim predmetom, zavedenie prídavných zariadení do konštrukcie strojov a stavebných konštrukcií (tlmiče, pružiny (obr. 37), použitie tlmiacich náterov; zníženie vibrácií vylúčením kontaktu operátora - diaľkové ovládanie), automatické ovládanie, alarm, oplotenie.
Prostriedky na ochranu pred vibráciami sa delia na:
- prostriedky na izoláciu vibrácií - tlmenie, elastické tesnenia, zavedenie zotrvačného prvku;
- prostriedky dynamického tlmenia vibrácií - tlmiče rázových vibrácií (pružina, kyvadlo); dynamické tlmiče vibrácií (pružinové, kyvadlové, excentrické, hydraulické).
Osobné ochranné prostriedky sa ďalej delia na prostriedky:
- pre ruky operátora (palčiaky, rukavice, vložky a podložky)
GOST 12.4.002-74. Osobné ochranné prostriedky na ruky pred vibráciami. Všeobecné technické požiadavky:
- pre nohy operátora (špeciálna obuv, podrážky, chrániče kolien)
GOST 12.4.024-76. Špeciálna obuv odolná voči vibráciám. Všeobecné technické požiadavky.