Značilnosti glavnih parametrov vibracij. Fizični in standardni parametri vibracij Kateri parametri označujejo vibracije

Poglavje 5. Vibracije

Vibracije kot dejavnik delovnega okolja najdemo v kovinskopredelovalni, rudarski, metalurški, inženirski, gradbeni, letalski in ladjedelniški industriji, v kmetijstvu, prometu in v mnogih drugih sektorjih nacionalnega gospodarstva. Uporablja se v številnih tehnoloških procesih: pri vibracijskem stiskanju, oblikovanju, stiskanju, vibracijskem intenziviranju mehanske obdelave materialov, vibracijskem vrtanju, rahljanju, rezanju kamnin in tal, transportu vibracij itd. Vibracije spremljajo delo mobilnih in stacionarnih mehanizmov in enot, katerih osnova je rotacijsko ali povratno gibanje.

Vibracije je mehansko nihajno gibanje, katerega najpreprostejša vrsta je harmonično (sinusno) nihanje.

Glavni parametri sinusnega nihanja: frekvenca v hertzih (1 štetje / s); amplituda premika vibracij A(m); hitrost vibracij V(gospa); pospeševanje vibracij
a(m/s 2) ali v delcih gravitacijskega pospeška g= 9,81 (m/s 2). Čas, v katerem nihajno telo naredi eno popolno nihanje, se imenuje obdobje nihanja T(z). Za sinusna nihanja je hitrost V in pospeševanje a določajo formule:

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

kje p - 3,14; f- frekvenca Hz; A - amplituda vibracij, m

Relativna raven hitrosti vibracij L n in pospeševanje vibracij L a so izraženi v decibelih in so določeni s formulami:

dB , dB , (5.2)

kjer je 5 × 10 –8 (m / s) ničelna raven nihajne hitrosti V 0, ki ustreza
efektivna vibracijska hitrost pri standardnem pragu zvočnega tlaka, ki je enak 2 × 10 –5 N / m 2; 1 × 10 –6 (m / s 2) - ničelna stopnja vibracijskega pospeška a 0 .

Zaradi posebnih lastnosti čutnih organov so odločilne delovne vrednosti parametrov, ki označujejo vibracije. Torej, efektivna vrednost hitrosti vibracij je povprečni kvadrat trenutnih vrednosti hitrosti V(t) med povprečenjem to, ki je izbran ob upoštevanju narave spremembe hitrosti vibracij skozi čas:

Neprekinjena slika spektra zahteva obvezno klavzulo o širini Df osnovnih frekvenčnih pasov, ki jim slika pripada. Če f 1 – spodnja mejna frekvenca danega frekvenčnega pasu, f 2 – zgornjo mejno frekvenco, potem se srednja geometrijska frekvenca vzame kot frekvenca, ki označuje pas kot celoto:

V praksi vibroakustičnih raziskav je celotno frekvenčno območje vibracij razdeljeno na oktavna območja. V oktavnem območju je zgornja mejna frekvenca dvakrat nižja ( f 2 / f 1 = 2). Analiza in konstrukcija spektrov vibracijskih parametrov se lahko izvaja tudi v tretji oktavi (f 2 /f 1 = ) frekvenčnih pasov.

Povprečne geometrijske frekvence oktavnih (tretjinskih) frekvenčnih pasov v vibroakustiki so standardizirane in znašajo: 1; 2; 4; 16; 31,5; 63; 125; 250; 500; 1000; 2000; 4000; 8000; 16000 (0,8; 1,0; 1,2 itd.) Hz.

Glede na naravo stika človeškega telesa z virom industrijskih vibracij se običajno razlikujejo lokalne (lokalne) in splošne vibracije (vibracije delovnih mest).

Vibracije, ki se prenašajo predvsem skozi roke delavca, so opredeljene kot lokalne. Vibracije delovnega mesta (klop, tla, obdelovanec, na katerem se nahaja oseba) je opredeljeno kot splošno. V proizvodnem okolju pogosto pride do kombinacije lokalnih in splošnih vibracij.

V drugih primerih prevladujejo splošne vibracije, na primer pri oblikovanju armiranobetonskih izdelkov na vibrirajočih ploščadih s hkratnim ročnim izravnavanjem betonske mase.

Po viru nastanka razlikujemo splošne vibracije:

· splošna kategorija vibracij 1 - transportne vibracije, ki vplivajo na osebo na delovnih mestih samohodnih in vlečenih strojev, vozil pri vožnji po terenu, kmetijskih telefonov in cestah (tudi med njihovo gradnjo). Viri transportnih tresljajev so: kmetijski in industrijski traktorji, kmetijski stroji na lastni pogon (vključno s kombajni); tovornjaki (vključno s traktorji, strgalniki, grederji, valji itd.); snežni plugi; samohodni rudarski železniški transport;

· splošna kategorija vibracij 2 - transportne in tehnološke vibracije, ki vplivajo na osebo na delovnih mestih strojev, ki se gibljejo po posebej pripravljenih površinah industrijskih prostorov, industrijskih obratov, rudarskih del. Viri transportnih in tehnoloških vibracij so: bagri (tudi rotacijski); industrijski in gradbeni žerjavi; stroji za polnjenje (polnjenje) odprtih peči v metalurški proizvodnji; rudarski kombajni, rudniški nakladalniki, samohodni vrtalni vozički; tirni stroji, betonski tlakovci, talna industrijska vozila;

· splošna kategorija vibracij 3 - tehnološke vibracije, ki vplivajo na osebo na delovnih mestih mirujočih strojev ali se prenašajo na delovna mesta, ki nimajo virov tresljajev. Viri tehnoloških tresljajev so: stroji za obdelavo kovin in lesa; oprema za kovanje in stiskanje; livarski stroji; električni stroji, stacionarne električne instalacije; Črpalne enote in ventilatorji; oprema za vrtanje vrtin, vrtalne naprave; stroji za živinorejo, čiščenje in sortiranje žita (vključno s sušilniki); oprema za industrijo gradbenih materialov (razen betonskih tlakovcev); naprave kemične in petrokemične industrije itd.

a) na stalnih delovnih mestih industrijskih prostorov podjetij;

b) na delovnih mestih v skladiščih, v menzah, pomožnih prostorih, dežurnih in drugih industrijskih prostorih, kjer ni strojev, ki povzročajo vibracije;

c) na delovnih mestih v prostorih obratov, projektantskih birojev, laboratorijev, izobraževalnih centrov, računalniških centrov, zdravstvenih domov, pisarniških prostorov, delovnih prostorov in drugih prostorov za delavce znanja.

5.2. Učinek vibracij na telo

Značilnosti vpliva industrijskih vibracij so določene s frekvenčnim spektrom in lokacijo v njem komponent z največjo stopnjo vibracijske energije. Lokalne vibracije nizke intenzivnosti lahko ugodno vplivajo na človeško telo, obnavljajo trofične spremembe, izboljšujejo funkcionalno stanje centralnega živčnega sistema, pospešujejo celjenje ran itd. S povečanjem intenzivnosti nihanj in trajanja njihovega vpliva, pride do sprememb, ki v nekaterih primerih vodijo do razvoja poklicne patologije - vibracijske bolezni.

Vpliv splošne vibracije različnih parametrov povzroča različne stopnje resnosti sprememb v centralnem in avtonomnem živčnem sistemu, srčno-žilnem sistemu, presnovnih procesih in vestibularnem aparatu.

5.3. Higienska regulacija vibracij

Higienska ocena stalnih in nestalnih vibracij, ki vplivajo na osebo, se izvaja z naslednjimi metodami:

· Frekvenčna (spektralna) analiza normaliziranega parametra;

· Integralna ocena frekvence normaliziranega parametra;

· Celostna ocena, ki upošteva čas udarca vibracij na enakovredni (energetski) ravni normaliziranega parametra.

Normalizirani parametri so navedeni za določeno frekvenčno območje:

· Za lokalne vibracije v obliki oktavnih pasov z geometrijskimi srednjimi frekvencami: 8; 16; 31,5; 63; 125; 250; 500; 1000 Hz;

· Za splošne vibracije v obliki oktavnih ali 1/3 oktavnih pasov z geometrijskimi srednjimi frekvencami: 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.

Pri frekvenčni (spektralni) analizi so normalizirani parametri srednje kvadratne vrednosti hitrosti vibracij v in pospeševanje vibracij a ali njihove logaritemske ravni L v, L a, merjeno v frekvenčnih pasovih 1/1 in 1/3 oktave. Največje dovoljene vrednosti normaliziranih parametrov industrijskih lokalnih vibracij s trajanjem izpostavljenosti vibracijam 480 minut (8 ur) so podane v tabeli. 5.1.

Tabela 5.1

Največje dovoljene vrednosti industrijskih lokalnih vibracij

V skladu z GOST 24346 - 80 se vibracija razume kot gibanje točke ali mehanskega sistema, pri katerem se izmenično povečujejo in zmanjšujejo vrednosti katere koli vrednosti, ki jo označujejo.

Po mehanizmu nastanka ločimo vibracije s silo, kinematsko in parametrično vzbujanje.

Močno vzbujanje vibracij- to je vzbujanje vibracij v sistemu sil in momentov. Njihovi viri so: povratno gibljivi sistemi (ročični mehanizmi, ročni vibratorji in perforatorji, vibracijski nabijalci, vibracijske plošče, vibratorji itd.); neuravnotežene vrtljive mase (rotor črpalk in plinskoturbinskih motorjev, ročni električni in pnevmatski brusilniki, rezalna orodja obdelovalnih strojev, ventilatorji itd.); udarni sistemi (kladiva za kovanje in žigosanje, ležajne enote, zobniški pogoni itd.).

Kinematsko vzbujanje vibracij- vzbujanje vibracij sistema s sporočanjem vnaprej določenih premikov na katero koli njegovo točko, ki ni odvisna od stanja sistema. Njegovi razlogi so vpliv profila ceste na avtomobile in cestno-gradbene stroje, električne avtomobile in ročne vozičke v prostorih, nihanja tal prostorov itd.

Parametrično vzbujanje vibracij- vzbujanje tresljajev in tresljajev sistema, neodvisno od stanja sistema, s časovno spremembo enega ali več njegovih parametrov (masa, vztrajnostni moment, togost in uporni koeficienti). Viri so motorji z notranjim zgorevanjem, ko se spremeni tlak plinov v jeklenkah, pnevmatski motorji itd.

Po naravi spreminjanja časa ločimo nihanja: deterministična (periodična ali skoraj periodična), naključna (stacionarna ali nestacionarna) in impulzivna ali dušilna, ki so lahko preprosta in zapletena.

Kompleksne nihajne procese lahko predstavimo v obliki preprostih harmoničnih sinusnih nihanj z uporabo Fourierjevega niza.

Nihanja se delijo na prosta in prisilna. Proste vibracije so vibracije sistema, ki nastanejo brez izmeničnih zunanjih vplivov in vnosa energije od zunaj. Prisilne vibracije so sistemske vibracije, ki jih povzroča in podpira sila ali kinematsko vzbujanje.

Osnovni koncepti teorije vibracij za vibracije so:

1) parametri vibracij: premik vibracij, hitrost vibracij in pospešek vibracij;

2) mehanska impedanca;

3) naravna frekvenca.

Glavne količine, ki označujejo vibracije, ki se pojavljajo po sinusoidnem zakonu, so:

Amplituda vibracij S a - vrednost največjega odstopanja nihajne točke od ravnotežnega položaja;

Amplituda hitrosti vibracij V a - največja vrednost hitrosti nihajne točke;

Amplituda pospeška vibracij in a - največja vrednost pospeška nihajne točke;

Obdobje nihanja T - najmanjši časovni interval, skozi katerega se ob periodičnih nihanjih ponavlja vsaka vrednost nihajne količine, ki označuje vibracijo;

Frekvenca vibracij f Je recipročna vrednost obdobja nihanja.

Hitrost tresljajev in pospešek tresljajev sta povezana z premikom vibracij in frekvenco vibracij z razmerji:

V = 2p × f × S in a = ( 2p × f) 2 × S

Glede na to, da se absolutne vrednosti veličin, ki označujejo vibracije, razlikujejo v zelo širokem razponu, se v praksi vibroakustičnih raziskav in inženirskih izračunov uporabljajo logaritmične ravni vibracij. Razume se kot primerjalna značilnost nihanj dveh fizičnih veličin z istim imenom, sorazmerna z decimalnim logaritmom razmerja ocenjene in začetne vrednosti količine.

L = 20 × lq (b × b о –1),

kje b- ocenjeno vrednost količine (hitrost, pospešek itd.);

b o- začetna vrednost količine (hitrost, pospešek itd.).

Tako sta na primer ravni hitrosti vibracij in pospeška vibracij določeni kot

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

kje V in a- ocenjene vrednosti hitrosti vibracij in pospeška vibracij;

V o in in oh- začetne (pražne) vrednosti hitrosti vibracij in pospeška vibracij.

V skladu z mednarodnim sporazumom je sprejeto:

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

Ravni tresljajev (vibracije) se merijo v decibelih (dB).

V splošnem primeru je fizična količina, ki označuje vibracije (na primer hitrost vibracij), določena funkcija časa: V = V (t). Matematična teorija kaže, da je takšen proces mogoče predstaviti kot vsoto neskončno dolgotrajnih harmoničnih (sinusnih) nihanj z različnimi amplitudami in obdobji. V primeru periodičnih nihanj so frekvence teh komponent večkratniki osnovne frekvence nihanja (procesa):

f n = n × f 1 ,

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

f 1 - osnovna frekvenca vibracij.

Glavna značilnost industrijske varnosti ali varstva dela je vibracijski spekter, ki je razumljen kot niz vrednosti, ki ustrezajo harmonskim komponentam vrednosti količine, ki označuje nihanja (vibracije), v katerih so navedene vrednosti. so razporejene v naraščajočem vrstnem redu frekvenc harmoničnih komponent. Diskretni spekter ustreza periodičnim in skoraj periodičnim nihanjem, neprekinjen spekter pa neperiodičnih. Če so nihanja prekrivanje periodičnih in naključnih nihanj, ima spekter mešan značaj.

Intenzivnost vibracijskih učinkov na osebo, naprave in druge predmete je odvisna od frekvence. Zato je običajno, da celotno območje frekvenc vibracij razdelimo na segmente (frekvenčne pasove) in določimo nivoje vibracij za vsak pas posebej. Kot standardne frekvenčne pasove pri ocenjevanju vibracijske varnosti vzamemo oktavne pasove, pri katerih je razmerje med zgornjimi mejnimi frekvencami in nizkimi frekvencami 2. Vsak oktavni pas je običajno označen z geometrijsko srednjo vrednostjo njegovih mejnih frekvenc, določeno s formulami

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

kje f min- nižje in f max Je zgornja mejna frekvenca, Hz in f max = 2 f min.

Po potrebi se oktavni pasovi razdelijo na enotretjinske oktavne pasove, za kar f max = 2 1/3 f min @1,26 f min... Na primer, pas prve oktave ima mejne frekvence 0,7 in 1,4 Hz, njegova srednja geometrična frekvenca f c= 1 Hz; naslednji, oziroma 1,4 ... 2,8 Hz in 2 Hz itd.

Mehanska impedanca (Z) je opredeljen kot razmerje gonilne sile ( F) nanese na sistem na nastalo vibracijsko hitrost υ na mestu uporabe sile

Naravna frekvenca je frekvenca prostih nihanj sistema, t.j. nihanja brez spremenljivega zunanjega vpliva in vnosa energije.

riž. 11.1. Naravna frekvenca vibracij

Naravna frekvenca sistemskih nihanj ( f 0), prikazano na sl. 11.1, se določi s formulo:

kje TO- togost vzmeti; M- masa tovora.

Ko je frekvenca lastnega nihanja sistema enaka frekvenci prisilnih nihanj, se pojavi resonančni pojav, ki vodi do močnega povečanja amplitude nihanja.

Razvrstitev vibracij

V skladu s SN 2.2.4 / 2.1.8.566-96 "Industrijske vibracije, vibracije v prostorih stanovanjskih in javnih zgradb" so vibracije, ki vplivajo na osebo, razvrščene na naslednji način.

Po načinu prenosa:

Splošne vibracije, ki se prenašajo skozi podporne površine na telo sedeče ali stoječe osebe;

Lokalne vibracije, ki se prenašajo skozi roke osebe, na noge sedeče osebe in na podlakti v stiku z vibrirajočimi površinami delovnih miz.

Splošne vibracije v skladu z GOST 12.1.012 - 90 in SN 2.2.4 / 2.1.8.566 - 96 glede na vir so razdeljene v tri kategorije:

1 - transportne vibracije, ki vplivajo na upravljavce samohodnih in vlečenih strojev in vozil pri premikanju po terenu, kmetijskih telefonih in cestah, vklj. med njihovo gradnjo;

2 - transportne in tehnološke vibracije, ki vplivajo na upravljavce strojev z omejeno mobilnostjo, ki se gibljejo samo po posebej pripravljenih površinah industrijskih prostorov, industrijskih obratov in rudarskih del;

3 "a" - tehnološke vibracije, ki vplivajo na upravljavce mirujočih strojev in opreme ali se prenašajo na delovno mesto, ki nima virov vibracij;

3 "b" - tehnološke vibracije, ki se prenašajo na delovna mesta, kjer ni strojev, ki povzročajo vibracije;

3 "c" - vibracije na delovnih mestih duševnih delavcev in osebja, ki se ne ukvarja z ročnim delom.

Tipični primeri prenosa vibracij na človeško telo z navedbo podpornih površin so prikazani na sl. 11.2

riž. 11.2. Različice prenosa vibracij na človeško telo

Glede na vir pojava:

Pogosti v stanovanjskih prostorih in javnih zgradbah:

Iz zunanjih virov (mestni železniški promet in vozila; industrijska podjetja in mobilne industrijske naprave);

Iz notranjih virov inženirske in tehnološke opreme zgradb in gospodinjskih aparatov (dvigala, prezračevalni sistemi, hladilniki itd.);

Lokalne vibracije v proizvodnji:

Lokalne vibracije, ki se prenašajo na človeka z ročnim električnim orodjem (z motorji), ročnim upravljanjem strojev in opreme;

Lokalno, na ljudi se prenaša z nemehaniziranega ročnega orodja (brez motorjev).

Odvisno od vibracij od trenutka delovanja razdeljen na:

Konstanta, pri kateri se vrednost nadzorovanega parametra v času opazovanja spremeni za največ dvakrat (za 6 dB);

Spremenljivka, pri kateri se vrednost nadzorovanega parametra spremeni za več kot 2-krat (za 6 dB) v času opazovanja najmanj 10 minut, če se meri s časovno konstanto 1 s., vključno z nihajnimi, prekinitvenimi in impulznimi.

Po naravi spektra:

· Ozkopasovni, pri katerem so nadzorovani parametri v frekvenčnem pasu ene tretjine oktave za več kot 15 dB višji od vrednosti v sosednjih enotretjinskih pasovih (slika 11.3);

· Širokopasovni - z neprekinjenim spektrom več kot eno oktavo (slika 11.4).

riž. 11.3. Ozkopasovne vibracije

riž. 11.4. Širokopasovne vibracije

Po frekvenčni sestavi:

· Nizkofrekvenčni - s prevlado najvišjih ravni v oktavnih frekvenčnih pasovih 1-4 Hz za splošne vibracije in 8-16 Hz za lokalne vibracije.

· Srednja frekvenca - 8-16 Hz za splošne vibracije in 31,5-63 Hz - za lokalne vibracije.

· Visoka frekvenca - 31,5-63 Hz za splošne vibracije in 125-1000 Hz - za lokalne vibracije.

Regulacija vibracij

Normalizacija industrijskih vibracij se izvaja na podlagi SN 2.2.4 / 2.1.8.566-96 "Industrijske vibracije, vibracije v prostorih stanovanjskih in javnih zgradb."

Higiensko oceno stalnih in nekonstantnih vibracij v skladu z navedenim normativnim dokumentom lahko izvedemo s tremi metodami:

· Frekvenčna (spektralna) analiza normaliziranega parametra;

· Integralna ocena frekvence normaliziranega parametra;

· Celostna ocena, ki upošteva čas udarca vibracij na enakovredni (energetski) ravni normaliziranega parametra.

Lokalne vibracije so normalizirane v oktavnih pasovih z geometrijskimi srednjimi frekvencami: 8; 16; 31,5; 63; 125; 250; 500; 1000 Hz; splošne vibracije - v oktavnih ali 1/3 oktavnih pasovih z geometrijskimi srednjimi frekvencami 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.

V frekvenčni (spektralni) analizi normalizirani parametri vibracij so efektivne vrednosti hitrosti vibracij in pospeška vibracij ali njune logaritmične ravni, merjene v oktavnih ali 1/3 oktavnih frekvenčnih pasovih (L υ, L a).

Z integrirano oceno pogostosti normalizirani parameter je popravljena vrednost hitrosti vibracij ali pospeška vibracij (U) ali njihove logaritemske ravni (L u), izmerjeno s korektivnimi filtri ali izračunano po formulah:

,

,

kje Ui, Lu i- srednje kvadratne vrednosti hitrosti vibracij ali pospeška vibracij ali njihovih logaritmičnih ravni v jaz- th frekvenčni pas;

NS- število oktavnih pasov v standardiziranem frekvenčnem območju;

K i, L ki- utežni faktorji za jaz-th frekvenčni pas za absolutne vrednosti oziroma njihove logaritmične ravni.

Vrednosti utežnih faktorjev so podane za lokalne in splošne vibracije, ob upoštevanju smeri delovanja ( Z o, X o, Y o) v CH 2.2.4 / 2.1.8.566-96.

Z integrirano oceno vibracij, ob upoštevanju časa njene izpostavljenosti na enakovredni (energetski) ravni normalizirani parameter je ekvivalentna popravljena vrednost hitrosti vibracij ali pospeška vibracij ( U ek) ali njihova logaritemska raven ( L ekv), izmerjeno ali izračunano z uporabo spodnjih formul:

;

,

kje Ui- frekvenčno popravljene vrednosti nadzorovanih parametrov hitrosti vibracij ( υ , L υ), m / s ali pospešek vibracij (a, L a), m/s 2, ki deluje skozi čas t i;

t i- trajanje vibracije v i-tem intervalu, h;

NS- skupno število intervalov delovanja vibracij;

T- skupno trajanje vibracije, h.,.

V SN 2.2.4 / 2.1.8.566-96 so najvišje dovoljene vrednosti normaliziranih parametrov lokalne in splošne vibracije kategorij 1, 2 in 3 (a, b, c) določene s trajanjem izpostavljenosti vibracijam 480 minut (8 ur).

Kot primer, v tabeli. 11.1 prikazuje največje dovoljene vrednosti parametrov lokalnih vibracij.

Tabela 11.1.

Povprečne geometrijske frekvence oktavnih pasov, Hz	Največje dovoljene vrednosti vzdolž osi Xl, Yl, Zl
pospeševanje vibracij	hitrost vibracij
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
Popravljene in enakovredne popravljene vrednosti in njihove ravni	2,0		2,0

Vibracije So periodična nihanja materialne točke ali točk, ki sestavljajo mehanski sistem. Najpogosteje so to harmonične vibracije. Mehanski sistem je vsaka trdna ali tekočina, v kateri so za razliko od plinov močne vezi kristalnih ali medmolekularnih (medatomskih) interakcij. Vibracije se lahko v trdnih snoveh in tekočinah širijo v obliki valov. Tako so vibracije v bistvu zvočni valovi, ki se širijo v trdnem ali tekočem mediju. V trdnem in tekočem mediju ni možno le širjenje valov višje frekvence kot v plinu, temveč tudi hkratno širjenje tako vzdolžnih valov (kompresijski valovi) kot prečnih valov (strižni valovi). V plinih obstajajo samo kompresijski valovi.

Vibracijo lahko označimo z naslednjimi fizikalnimi količinami:

Vibracijski premik x = x m sin (wt + j o)

Hitrost vibracij v = x m w cos (wt + j o)

Vibracijski pospešek a = - х m w 2 sin (wt + j о)

kjer je: х m - amplituda premika vibracij, t.j. največji odklon nihajne točke od ravnotežnega položaja, m; w - kotna frekvenca, rad / s (w = 2pf); j о - začetna faza nihanja.

Za te parametre se določijo tudi njihove ravni:

Logaritemska raven hitrosti vibracij:

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

kje: V 0 - mejna vrednost hitrosti vibracij, standardizirana na mednarodni lestvici ( V 0 = 5 . 10 -8 , gospa).

Logaritemska raven pospeška vibracij:

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

kje: a 0 - mejno vrednost pospeška vibracij, mednarodno standardizirano ( a 0 = 3 . 10 -4 , m/s 2).

Za vibracijo je značilen tudi njen spekter. Vibracijski spekter je v skladu s sprejetim načelom razdeljen na oktavne pasove.

Po naravi vpliva na človeško telo ločimo splošne in lokalne vibracije.

Splošne vibracije vpliva na celotno telo kot celoto . V tem primeru trpijo predvsem živčni sistem in analizatorji: vestibularni, vidni, taktilni. Simptomi bolezni: omotica, motnje koordinacije gibanja, zmanjšana ostrina vida do 40%, spremembe v presnovnih procesih. Še posebej nevarno je sunkovito tresenje, ki povzroča mikrotravme različnih tkiv, vse do njihovega razpoka. Človeško telo je zapleten nihajni sistem. Resonanca človeškega telesa, njegovih posameznih organov nastane, ko se naravne frekvence vibracij notranjih organov ujemajo s frekvencami zunanjih sil. Na primer, resonančno območje:

Za celotno telo v sedečem položaju - 4 ... 6 Hz;

Za glavo v sedečem položaju z navpičnimi vibracijami - 20 ... 30 Hz; z vodoravno - 1,5 ... 2 Hz;

Organi vida –30 ... 90 Hz, kar ustreza resonanci zrkla;

Srce - 16 Hz;

Črevesje - 8 Hz.

Splošne vibracije lahko povzročijo resonanco notranjih organov in povzročijo notranje poškodbe, poškodbe organov. Simptomi: bolečine v spodnjem delu hrbta, okončinah, v trebuhu.

Glede na smer delovanja se splošne vibracije delijo na navpične, ki se širijo vzdolž Z-osi; vodoravno, ki se razteza vzdolž osi X od hrbta do prsnega koša; vodoravno, ki se razteza vzdolž Y-osi od desne rame proti levi.

Nekateri viri vibracij delujejo nenehno, drugi - občasno, po naključju. Vibracije v zgradbah lahko nastanejo tako iz zunanjih virov kot zaradi inženirske in tehnološke opreme.

Po intenzivnosti nihanj je najpomembnejši železniški promet. Stopnje pospeška tresljajev na razdalji do 20 m od podzemnih tunelov in tramvajskih prog presegajo povprečno mestno raven za 10 dB. Med delovanjem železniškega prometa se v polmeru 40-50 m zabeležijo povečane stopnje pospeševanja vibracij.

Industrijski obrati povzročajo znatne vibracije. Viri vibracij so kovaška stiskalnica, transport v tovarni in v trgovini, dinamično neuravnoteženi vrtljivi rotorji strojev in mehanizmov. Nizkofrekvenčne horizontalne vibracije (1-4 Hz) se širijo globoko v stanovanjske zgradbe na razdalji do 4000 m in presegajo dovoljene vrednosti pospeška vibracij na navedenih frekvencah za 4-8 dB.

Pogosto so vibracije v stanovanju povezane z delovanjem dvigala. V trenutku zagona in ob zapiranju vrat vrednosti presegajo dovoljene za 15-21 dB.

Glede na vir pojava se splošne vibracije delijo na:

Prevoz. Vpliva na upravljavce mobilnih strojev (voznike tovornjakov, traktorjev itd.).

Prometno in tehnološko. Vpliva na operaterje z omejenim gibanjem (vozniki tirov, strojevodje za vrtanje, betonski tlakovci).

tehnološko. Vpliva na upravljavce mirujočih strojev ali se prenaša na delovna mesta, ki nimajo virov vibracij. Razvrščen je na naslednji način:

3а - v prostorih z viri vibracij;

3b - na delovnih mestih na ladjah (kabina kapitana, navigatorja, radijskega operaterja), v servisnih prostorih brez virov vibracij;

3c - v skladiščih, v menzah brez virov vibracij;

3d - v prostorih za mentalno delo: upravljanje obratov, projektantski biro itd.

Glede na časovno značilnost se razlikujejo:

Stalne vibracije, pri katerih se nadzorovani parameter med opazovanjem spremeni za največ 2-krat;

Nestabilne vibracije, ki se spreminjajo z nadzorovanim parametrom za več kot 2-krat.

Lokalne vibracije deluje na posamezne dele telesa (zgornje okončine, ramenski obroč, srčne žile). Nadloga sodobnega strojništva so lokalne vibracije. Ljudje, ki delajo z ročnimi električnimi orodji (odbojna kladiva, perforatorji), so izpostavljeni lokalnim vibracijam. Simptomi bolezni: zmanjšana občutljivost kože, odlaganje soli v sklepih.

Učinek vibracij na človeško telo je odvisen od: moči nihajnega procesa, kontaktnega časa, dušilnih lastnosti tkiv. Patologija vibracij je na drugem mestu (za boleznimi prahu) med poklicnimi boleznimi - 28%.

Odvisno od narave dela se vibracijska bolezen pojavi po 8-15 letih dela. Dejavniki delovnega okolja, ki poslabšajo škodljive učinke vibracij na telo:

Močne obremenitve mišic;

Znižana temperatura;

Visoka intenzivnost hrupa;

Psihoemocionalni stres.

Razlikovati med tehnično in higiensko regulacijo vibracij.

Tehnični predpis vibracija določa dovoljeno vrednost vibracijskih lastnosti strojev in je naslovljena na njihove ustvarjalce. Značilnosti vibracij so merilo za kakovost in varnost strojev.

Higienska regulacija vibracij ureja GOST 12.1.012-90 "Standardi varnosti pri delu. Varnost pred vibracijami. Splošne zahteve "in SN 2.2.4 / 2.1.8.566-96" Industrijske vibracije, vibracije v prostorih, stanovanjskih in javnih zgradbah."

Preglednice 13-14 prikazujejo daljinsko upravljanje hitrosti vibracij za vibracije na delovnih mestih.

Vzrok za tresljaje so neuravnoteženi učinki sile, ki nastanejo med delovanjem strojev in enot. V nekaterih primerih so njihovi viri premični deli (ročični mehanizem v motorjih in kompresorjih, udarec pri ročnih vrtalnih napravah, vibracijski mehanizmi za stiskanje betona in asfaltno-betonskih mešanic, vibracijski nabijalci, enote za vibracijsko oblikovanje v livarnah, enote za kovanje varjenih sklepi itd.); v drugih primerih neuravnotežene vrtljive mase (ročni električni in pnevmatski brusilniki, rezalna orodja obdelovalnih strojev itd.). Vibracije včasih nastanejo zaradi udarcev delov (zobnikov menjalnika, ležajnih sklopov, sklopk itd.).

Prisotnost neravnovesja v vseh primerih vodi do pojava neuravnoteženih centrifugalnih sil, ki povzročajo vibracije. Razlog za neravnovesje je lahko nehomogenost materiala vrtljivega telesa, neskladje med težiščem telesa in osjo vrtenja, deformacija delov zaradi neenakomernega segrevanja med vročim in hladnim pristankom itd.

Glavni parametri, ki označujejo vibracije, ki se pojavljajo po sinusoidnem zakonu, so: amplituda premika хт - vrednost največjega odstopanja nihajne točke od ravnotežnega položaja; amplituda vibracijske hitrosti vm je največja vrednost hitrosti vibracijske točke; amplituda vibracijskega pospeška pri je največja vrednost pospeška vibracijske točke; obdobje nihanja T - časovni interval med dvema zaporednima enakima stanjema sistema; frekvenca f v hertzih, povezana s periodo z znanim razmerjem f = 1 / T.

Premik v primeru sinusnih nihanj je določen s formulo x = xm sin (wt + φ), kjer je w kotna frekvenca (w = 2πf); φ je začetna faza. Pri večini nalog varstva dela začetna faza ni pomembna in se morda ne upošteva.

Razmerje med premikom, hitrostjo in pospeškom je podano z naslednjimi izrazi: v = x = jwx; a = x = v = —w2x, kjer je j = √-1 operater vrtenja vektorja nihanja za kot π / 2 v času.

V splošnem primeru je fizična količina, ki označuje vibracije (na primer nihajna hitrost), določena funkcija časa: v = v (t). Matematična teorija kaže, da je tak proces mogoče predstaviti kot vsoto neskončno dolgotrajnih sinusnih nihanj z različnimi obdobji in amplitudami. V primeru periodičnega procesa so frekvence teh komponent večkratniki osnovne frekvence procesa: fn = nf1, kjer je n = 1, 2, 3, ..., f1 osnovna frekvenca procesa in amplitude harmonikov določajo dobro znane formule za razširitev v Fourierjevo vrsto. Če proces nima določenega obdobja (naključni ali kratkotrajni posamični procesi), postane število takih sinusnih komponent neskončno veliko, njihove frekvence pa se porazdelijo neprekinjeno, medtem ko se amplitude določijo s širitvijo po Fourierjeva integralna formula.

Tako je spekter periodičnega ali kvaziperiodičnega nihajnega procesa diskreten (slika 27a), naključni ali kratkotrajni posamezen proces pa je neprekinjen (slika 27, b). Najpogosteje je v diskretnem spektru najbolj izrazita osnovna frekvenca nihanja, zaradi delovanja pogona. Če je proces seštevanje več periodičnih procesov, frekvence posameznih komponent v njegovem spektru ne smejo biti večkratniki med seboj, torej poteka kvaziperiodični proces (slika 27, a). Če je proces vsota več periodičnih in naključnih procesov, je njegov spekter mešan, torej je prikazan kot neprekinjeni in diskretni spektri, ki se prekrivajo drug na drugega (slika 27, c).

riž. 27. Vibracijski spektri: a - diskretni; b - trdna; в - mešano

Pri varstvu dela so zaradi posebnih lastnosti čutnih organov odločilne trenutne vrednosti parametrov, ki označujejo vibracije. Torej je efektivna vrednost vibracijske hitrosti srednji kvadrat trenutnih vrednosti hitrosti v času povprečja

Tako se za karakterizacijo vibracij uporabljajo spektri efektivnih vrednosti parametrov ali srednji kvadrati slednjih. Pri ocenjevanju skupnega vpliva nihanj različnih frekvenc ali posameznih virov na človeka je treba upoštevati, da pri seštevanju nekoherentnih nihanj dobimo nastalo nihajno hitrost (pospešek, premik) z energijskim seštevanjem moči posameznih komponent. spektra (ali posameznih virov) ali, kar je isto, s seštevanjem srednjih kvadratov, kjer je n število komponent v spektru.

V skladu s tem je dobljena efektivna vrednost procesa določena z izrazom

Slika neprekinjenega spektra zahteva obvezen pridržek glede širine Δf osnovnih frekvenčnih pasov, ki jim slika pripada. Če je f1 spodnja mejna frekvenca danega frekvenčnega pasu, f2 je zgornja mejna frekvenca, se geometrijska sredina vzame kot frekvenca, ki označuje pas kot celoto.

frekvenca fsg = √f1f2

V praksi vibroakustičnih raziskav je celotno frekvenčno območje vibracij razdeljeno na oktavna območja. V oktavnem območju je zgornja mejna frekvenca dvakrat večja od spodnje, f2 / f2 = 2.

Analiza vibracij se lahko izvede tudi v eni tretjini oktave frekvenčnih pasov. V tretji oktavi .

Srednje geometrijske frekvence frekvenčnih pasov oktavnih vibracij so standardizirane in so: 1, 2, 4, 8, 16, 32, 63, 125, 250, 500, 1000, 2000 Hz.

Glede na to, da se absolutne vrednosti parametrov, ki označujejo vibracije, razlikujejo v zelo širokem razponu, se v praksi vibroakustičnih raziskav uporablja koncept ravni parametrov.

Raven parametra je logaritemsko razmerje absolutne vrednosti parametra do neke njegove vrednosti, izbrane kot izvor (referenčna ali mejna vrednost). Ravni se merijo v decibelih (dB).

Nivo hitrosti nihanja (dB)

pri čemer je srednji kvadrat vibracijske hitrosti v2 vzet v ustreznem frekvenčnem pasu; v0 je referenčna ali mejna vrednost vibracijske hitrosti (m/s), izbrana z mednarodnim sporazumom:

v0 = 5 * 10-8.

Pri primerjavi dveh nihajnih procesov, za katere sta značilni ravni hitrosti vibracij Lv1 oziroma Lv2 (dB), imamo za razliko teh enačb izraz

Spektri ravni vibracijskih hitrosti so glavne značilnosti vibracij.

Razlikovati med splošno in lokalno (lokalno) vibracijo. Splošne vibracije povzročajo tresenje celotnega organizma, lokalne vibracije vključujejo druge vrste opreme. Tisti, ki delajo z ročnimi mehaniziranimi električnimi in pnevmatskimi orodji, so izpostavljeni lokalnim tresljajem (čiščenje zvarjenih šivov, odrezovanje vlivanja, kovičenje, brušenje itd.). V nekaterih primerih je lahko delavec hkrati izpostavljen splošnim in lokalnim tresljajem (kombinirane vibracije), na primer pri delu na cestno gradbenih strojih in transportu.

Splošne vibracije s frekvenco manj kot 0,7 Hz (pitching), čeprav so neprijetne, ne vodijo do vibracijske bolezni. Človeško telo in njegovi posamezni notranji organi se v tem primeru premikajo kot celota, ne da bi doživljali medsebojne premike. Posledica te vibracije je gibalna bolezen, ki nastane zaradi kršitve normalnega delovanja organov ravnotežja.

Različne notranje organe in posamezne dele telesa (na primer glava ali srce) lahko obravnavamo kot oscilatorne sisteme z določeno koncentrirano maso, ki so med seboj povezani z "vzmeti" z določenimi elastičnimi lastnostmi in vključitvijo vzporednih uporov. Očitno ima tak sistem številne resonance, katerih frekvence (subjektivno zaznavanje tresljajev) so odvisne tudi od položaja delavčevega telesa (»stoji« ali »sedi«).

Resonanca pri frekvencah 4-6 Hz ustreza vibracijam ramenskega obroča, bokov (v položaju "stoje"), glave glede na podlago ("stoječi" položaj); pri frekvencah 25-30 Hz - glava glede na ramena (položaj "sedi"). Za večino notranjih organov so naravne frekvence v območju 6-9 Hz. Vibracije delovnih mest z navedenimi frekvencami so zelo nevarne, saj lahko povzročijo mehanske poškodbe in celo zlom teh organov. Sistematičen učinek splošnih vibracij v resonančni ali skoraj resonančni coni je lahko vzrok za vibracijsko bolezen - vztrajne motnje fizioloških funkcij telesa, predvsem zaradi učinka vibracij na centralni živčni sistem. Te motnje se kažejo v obliki glavobolov, vrtoglavice, slabega spanca, zmanjšane zmogljivosti, slabega zdravja, srčnih motenj.

Lokalne vibracije povzročajo krči krvnih žil, ki se od končnih falang prstov razširijo na celotno roko, podlaket in prekrijejo žile srca. Posledično pride do kršitve periferne oskrbe s krvjo - poslabšanja oskrbe s krvjo okončin. Hkrati se opazi učinek vibracij na živčne končiče, mišično in kostno tkivo, ki se izraža v kršitvi občutljivosti kože, okostenevanju mišičnih kit, bolečinah in odlaganju soli v sklepih rok in prstov. , kar vodi do deformacij in zmanjšanja gibljivosti sklepov. Vse te spremembe se povečajo v mrazu in zmanjšajo v topli sezoni. Hkrati se opazijo motnje v aktivnosti osrednjega živčnega sistema, kot pri splošni vibraciji.

Vibracijska bolezen spada v skupino poklicnih bolezni, katerih učinkovito zdravljenje je možno le v zgodnjih fazah, obnova okvarjenih funkcij pa poteka zelo počasi, v posebej hudih primerih pa se v telesu pojavijo nepopravljive spremembe, ki vodijo v invalidnost.

Koristne informacije:

Razvrstitev vibracij.

Kaj je vibracija. Njeni viri.

V skladu z GOST 24346-80 (STSEV 1926-79) Vibracije. Pogoji in definicije. Vibracija se razume kot gibanje točke ali mehanskega sistema, pri katerem se izmenično povečujejo in zmanjšujejo vrednosti vsaj ene koordinate.

Običajno je razlikovati med splošnimi in lokalnimi vibracijami. Splošne vibracije vplivajo na celotno človeško telo skozi podporne površine - sedež, tla; lokalne vibracije vplivajo na posamezne dele telesa.

Vibracije je mogoče meriti z uporabo absolutnih in relativnih parametrov.

Absolutni parametri za merjenje tresljajev so vibracijski premik, vibracijska hitrost in vibracijski pospešek.

Glavni relativni parameter vibracij je raven hitrosti vibracij, ki jo določa formula

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

kjer je V amplituda hitrosti vibracij, m / s;

V0 = 5 * 10-8 m / s je mejna vrednost hitrosti vibracij.

Zahteve za parametre vibracij so določene s standardom GOST 12.1.012-90 Varnost pred vibracijami. Splošne zahteve, CH2.2.4 / 2.1.8.566 - 96. Industrijske vibracije, vibracije v stanovanjskih in javnih zgradbah.

Pri frekvenčni (spektralni) analizi se normalizirajo kinematični parametri: srednje kvadratne vrednosti vibracijske hitrosti V (in njihovih logaritmičnih ravni LV) ali pospeška vibracij a - za lokalne vibracije v oktavnih frekvenčnih pasovih; za splošne vibracije v oktavnih in 1/3 oktavnih frekvenčnih pasovih.

Glede na izvor ločimo naslednje vrste vibracij:

§ lokalne vibracije, ki se prenašajo na osebo z ročno mehaniziranega (z motorjem) orodja;

§ lokalne vibracije, ki se prenašajo na ljudi iz ročnega orodja brez pogona;

§ splošne vibracije 1. kategorije - transportne vibracije, ki vplivajo na osebo na delovnih mestih vozil, ki se gibljejo po terenu, cestah itd." Primer: traktorji, tovornjaki, skuterji, motorna kolesa, mopedi;

§ splošne vibracije 2. kategorije - transportne in tehnološke vibracije, ki vplivajo na osebo na delovnih mestih strojev, ki se premikajo po posebej pripravljenih površinah industrijskih prostorov itd. Primer: žerjavi, talna industrijska vozila;

§ splošne vibracije kategorije 3 - tehnološke vibracije, ki vplivajo na osebo na delovnih mestih stacionarnih strojev ali se prenašajo na delovna mesta, ki nimajo virov vibracij. Primer: orodni stroji, stroji za litje.

§ splošne vibracije v stanovanjskih in javnih zgradbah iz zunanjih virov. Primer: vibracije zaradi mimovozečega tramvaja.

§ splošne vibracije v stanovanjskih in javnih zgradbah iz notranjih virov. Primer: dvigala, hladilniki.

Razvrstitev vibracij, ki vplivajo na ljudi. po načinu prenosa na osebo(odvisno od narave stika z viri vibracij) se običajno delijo na: - splošne vibracije, ki se prenašajo preko podpornih površin na telo sedeče ali stoječe osebe; - lokalne vibracije, ki se prenašajo skozi roke osebe. Vibracije, ki se prenašajo na noge sedeče osebe in na podlakti v stiku z vibrirajočimi površinami delovnih miz, se imenujejo lokalne vibracije.V industrijskih razmerah je pogosto kombinacija lokalnega in splošnega tresljaja. Glede na vir pojava ločimo tresljaje: - lokalne vibracije, ki se prenašajo na osebo z ročnega električnega orodja (z motorji), ročno upravljanje strojev in opreme; - lokalne vibracije, ki se prenašajo na osebo z ročnega nemehaniziranega orodja (brez motorjev), npr. ravnalna kladiva različnih modelov in obdelovancev; - splošne vibracije 1 kategorije - transportne vibracije, ki vplivajo na ljudi na delovnih mestih samohodnih in vlečenih strojev, vozil pri vožnji po terenu in cestah (tudi med njihovo gradnjo). Viri transportnih vibracij so: Ø kmetijski in industrijski traktorji, kmetijski stroji na lastni pogon (vključno s kombajni); Ø tovornjaki (vključno s traktorji, valji itd.); Ø snežni plugi, samohodni rudarski železniški transport; - splošne vibracije 2. kategorije - transportne in tehnološke vibracije vpliva na osebo na delovnih mestih strojev, ki se premikajo posebej za Viri transportnih in tehnoloških tresljajev so: Ø bagri, industrijski in gradbeni žerjavi, stroji za nakladanje odprtih peči v metalurški proizvodnji; Ø rudarski kombajni, rudarski nakladalni stroji; Ø goseničarji, betonski tlakovci, talni transport; - splošna vibracija kategorija 3 - tehnološke vibracije, ki vplivajo na osebo na delovnih mestih stacionarnih strojev ali se prenašajo na delovna mesta, ki nimajo virov tresljajev Viri tehnoloških tresljajev so: stroji za obdelavo kovin in lesa, kovaška oprema, stroji za litje, električni stroji, črpalne enote in ventilatorji, oprema za vrtanje vrtin, vrtalne naprave, stroje za živinorejo, čiščenje in sortiranje žita (vključno s sušilniki), naprave kemične in petrokemične industrije itd. vrste: a) na stalnih delovnih mestih v industrijskih prostorih podjetij; b) na delovnih mestih v skladiščih, v menzah, gospodinjskih, dežurnih in drugih industrijskih prostorih, kjer ni strojev, ki povzročajo vibracije; c) na delovnih mestih v prostorih upravljanja obratov, projektantski biroji, laboratoriji, izobraževalni centri, računalniški centri, zdravstveni domovi, pisarniški prostori, delovne sobe in drugi prostori za delavce umskega dela; - splošne vibracije v stanovanjskih in javnih zgradbah iz zunanjih virov: Ø mestni železniški promet (plitka in odprta podzemna železnica proge, tramvaj, železniški promet) in vozila; Ø industrijska podjetja in mobilne industrijske naprave (med delovanjem hidravličnih in mehanskih stiskalnic, mešalnikov betona, drobilcev, gradbenih strojev itd. ); - splošne vibracije v stanovanjskih in javnih zgradbah iz notranjih virov: inženirska in tehnična oprema zgradb in gospodinjskih aparatov (dvigala, prezračevalni sistemi, črpanje, sesalniki, hladilniki, pralni stroji itd.), kot tudi vgradni trgovska podjetja (hladilna oprema), komunalna podjetja, kotlovnice itd. Po frekvenčni sestavi Razlikujemo vibracije: - nizkofrekvenčne vibracije (1-4 Hz za splošne vibracije, 8-16 Hz - za lokalne vibracije); - srednjefrekvenčne vibracije (8-16 Hz - za splošne vibracije, 31,5-63 Hz - za lokalne vibracije vibracije); - visokofrekvenčne vibracije (31,5-63 Hz - za splošne vibracije, 125-1000 Hz - za lokalne vibracije). Po časovnih značilnostih ločimo vibracije: - konstantne vibracije, pri katerih se vrednost standardiziranih parametrov v času opazovanja spremeni za največ 2-krat (za 6 dB); - nekonstantne vibracije, pri katerih se vrednost standardiziranih parametrov spremeni za pri najmanj 2-krat (za 6 dB) v času opazovanja najmanj 10 minut pri merjenju s časovno konstanto 1 s, vključno z: a) vibracijami v času, pri katerih se vrednost standardiziranih parametrov nenehno spreminja v času; b) občasno vibracije, ko je človekov stik z vibracijo prekinjen in trajanje intervalov, v katerih pride do stika, je več kot 1 s; c) impulzne vibracije, sestavljene iz enega ali več vibracijskih učinkov (na primer udarcev), od katerih vsak traja manj kot 1 s.

Glavni parametri, ki označujejo vibracije, so: amplituda (največje odstopanje od ravnotežnega položaja) A, m; frekvenca vibracij f, Hz (število tresljajev na sekundo); vibracijska hitrost V, m / s; pospešek vibracij W, m / s 2; obdobje nihanja T, sek.

Stopnja vpliva vibracij na fiziološke občutke osebe je določena z vrednostjo vibracijskega pospeška in hitrostjo vibracij:

M/s 2, (2.5.27)

kjer je f število tresljajev v 1 s;

A- amplituda vibracij, m.

Vibracije se opazijo v bližini opreme, med delovanjem pnevmatskega orodja, z nepravilnim uravnoteženjem strojnih gredi, med transportom tekočin in plinov po cevovodih, med tehnološkimi procesi vgradnje betona z uporabo vibracijskih agregatov.

Vibracije nesinusne narave lahko vedno predstavimo kot vsoto sinusnih komponent z uporabo razširitve v Fourierjevo vrsto.

Za preučevanje vibracij je celotno frekvenčno območje (kot tudi za hrup) razdeljeno na osnovna območja. Srednje geometrijske vrednosti frekvenc, pri katerih se preučujejo vibracije, so naslednje: 2, 4, 8, 16, 31, 50, 63, 125, 250, 500, 1000 Hz. Nivo tresljajev se ne meri na vsaki posamezni frekvenci, temveč v nekaterih pasovih (intervalih) oktavnih in enotretjinskih oktavnih frekvenc. Za oktave je razmerje med zgornjimi mejami frekvenc in spodnjimi fв / fн = 2, za eno tretjino oktave. Glede na to, da se absolutne vrednosti parametrov, ki označujejo vibracije, uporabljajo v širokih mejah, v praksi uporabljajo koncept ravni parametrov hitrosti vibracij (V) in pospeška vibracij (W).

V skladu z GOST 12.1.012-90 "Vibracije, splošne varnostne zahteve" (SSBT). Logaritemske ravni vibracijske hitrosti Lv in vibracijskega pospeška Lw se določijo s formulo:

kjer je V, W-vibracijska hitrost, m / s in vibracijski pospešek, m / s? ;

V 0, Wо - mejne vrednosti hitrosti in pospeška m / s, m / s 2.

Vibracije, ki vplivajo na osebo, so normalizirane za vsako smer v vsakem oktavnem pasu. Frekvenca vibracij je zelo higiensko pomembna. Frekvence reda 35-250 Hz, ki so najbolj značilne pri delu z ročnim orodjem, lahko povzročijo vibracijsko bolezen z vazospazmom.

Frekvence pod 35 Hz povzročajo spremembe v živčno-mišičnem sistemu in sklepih. Najbolj nevarne so industrijske vibracije, enake ali blizu frekvence tresljajev človeškega telesa ali posameznih organov in enake 6-10 Hz (naravna frekvenca tresljajev rok in nog 2-8 Hz, trebuha 2-3 Hz, prsnega koša). 1-12 Hz). Takšna nihanja vplivajo na psihično stanje osebe. Eden od razlogov za smrt ljudi v Bermudskem trikotniku je lahko nihanje vodnega okolja v mirnem vremenu, ko je frekvenca vibracij 6-10 Hz. Frekvenca vibracij majhnih plovil sovpada s frekvenco tresljajev okolja, ljudje pa imajo občutek nevarnosti, strahu. Mornarji poskušajo zapustiti ladjo. Dolgotrajne vibracije lahko povzročijo smrt. Vibracije nevarno vplivajo na posamezne organe telesa in človeško telo kot celoto, moti normalno delovanje živčnega sistema in organov, povezanih s presnovo. Vibracije lahko povzročijo motnje v delovanju srčno-žilnih in dihalnih organov, bolezni rok in sklepov. Posebno nevarne so tresljaje z veliko amplitudo, ki negativno vplivajo predvsem na osteoartikularni aparat. Pri nizki intenzivnosti in kratkotrajni izpostavljenosti imajo vibracije celo ugoden učinek. Z visoko intenzivnostjo in dolgotrajnim delovanjem lahko vibracije povzročijo razvoj poklicne vibracijske bolezni, ki lahko pod določenimi pogoji preide v »možgansko« obliko (poškodba centralnega živčnega sistema), ki je praktično neozdravljiva.

V skladu z GOST 12.1.012-90, DSN 3.3.6.039-95 po načinu prenosa na osebo se vibracije delijo na: splošne, ki se prenašajo skozi podporne površine na človeško telo; lokalni (lokalni), ki se prenašajo predvsem skozi roke osebe (slika 2.5.10.).

riž. Smer koordinat osi s splošnimi vibracijami (a in b) in lokalnimi (c):

a - stoječi položaj; b - sedeči položaj; Z - navpična os, pravokotna na površino; X - vodoravna os od hrbta do prsnega koša; Y-os - vodoravno od desne rame proti levi; pod delovanjem lokalnega tresljaja položaj roke na sferični in valjasti površini.

Vibracija deluje vzdolž osi ortogonalnega koordinatnega sistema XYZ (pri splošnih vibracijah je Z navpična, pravokotna na podporno površino; X je vodoravna od hrbta do prsnega koša; Y je vodoravna od desne rame proti levi).

Pri lokalnem tresljanju os Chl sovpada z osjo ovijanja, os Zl leži v ravnini Xl in je namenjena napajanju ali uporabi sile. Splošne vibracije glede na vir njihovega pojava delimo na: transportne vibracije, ki nastanejo pri premikanju strojev; transportno-tehnološki, ki izhajajo iz delovanja strojev, ki izvajajo tehnološko operacijo; tehnološko, ki nastane med delovanjem stacionarnih strojev.

Ukrepi za zaščito pred vibracijami.
Zagotovljeni so delovni pogoji, varni pred vibracijami:
- uporaba strojev (mehanizmov), varnih proti vibracijam;
- uporaba zaščitne opreme;
- organizacijski in tehnični ukrepi;
- oblikovalska rešitev, ki zagotavlja norme vibracij na delovnem mestu.
Vibracijska varnost strojev (mehanizmov) se doseže: z njihovo vibracijsko izolacijo v skladu z GOST 12.4.046-78 z namestitvijo na temelje, posebnih amortizerjev, izoliranih od tal (tesnila iz klobučevine, gume, vzmeti itd.). (sl. 35, 36); uravnoteženje vrtečih se delov; uporaba protivibracijskih mastikov itd.
Organizacijski in tehnični ukrepi vključujejo: izvajanje vibracijskih pregledov najmanj enkrat letno s splošnimi vibracijami in dvakrat letno z lokalnimi vibracijami ter po popravilu strojev; in na začetku njihovega delovanja; izključitev stika delavcev z vibrirajočimi površinami izven delovnega mesta ali cone (ograje, znaki, napisi), uvedba določenega načina dela, nedopust na delo oseb, mlajših od 18 let in ki nimajo opravljenega zdravniškega pregleda , ponovljeni letni zdravniški pregled.
Pri načrtovanju tehnološkega procesa in prostorov so predvideni ukrepi za zmanjšanje vibracij na poti njihovega širjenja v skladu z GOST 12.4.046-78. Po tem standardu so metode zaščite pred vibracijami glede na njihove organizacijske značilnosti razdeljene na: metode kolektivne in individualne zaščite - zmanjšanje vibracij z vplivom na njihov vir; zmanjšanje moči vzbujanja vibracij z uravnoteženjem, uravnoteženjem, spreminjanjem frekvence vibracij, zmanjšanjem vibracij vzdolž poti njegovega širjenja; zmanjšanje tresljajev pri stiku operaterja z vibrirajočim predmetom, uvedba dodatnih naprav v projektiranje strojev in gradbenih konstrukcij (blažilniki, vzmeti (slika 37), uporaba dušilnih premazov; zmanjšanje tresljajev z izključitvijo stika z operaterjem - daljinsko upravljanje, avtomatski nadzor, alarm, ograja.
Sredstva za zaščito pred vibracijami so razdeljena na:
- sredstva za izolacijo vibracij - dušenje, elastična tesnila, uvedba inercialnega elementa;
- sredstva za dinamično dušenje vibracij - blažilniki udarnih vibracij (vzmet, nihalo); dinamični dušilci tresljajev (vzmet, nihalo, ekscentrični, hidravlični).
Osebna zaščitna oprema je razdeljena na sredstva:
- za roke operaterja (palčniki, rokavice, podloge in blazinice)
GOST 12.4.002-74. Osebna zaščitna oprema za roke pred vibracijami. Splošne tehnične zahteve:
- za stopala operaterja (posebni čevlji, podplati, ščitniki za kolena)
GOST 12.4.024-76. Posebna obutev, odporna na vibracije. Splošne tehnične zahteve.