6.1.3 Характеристики вібрації.

6.1.3.1 Для вивчення процесу вібрації використовують спектри діючих значень параметрів або значення середніх квадратів останніх.

Під спектром розуміють весь можливий діапазон реалізації того чи іншого параметра.

6.1.3.2 В практиці віброакустичних досліджень весь діапа­зон частот (спектр) вібрацій розбивають на октавні смуги. В октавній смузі верхня гранична частота ( ) у 2 рази більша граничної частоти , тобто

(6.6)

Аналіз та побудова спектрів параметрів вібрації можуть виконуватися також і в третиннооктавних смугах частот, для яких характерно, що

(6.7)

де , – верхня та нижня частоти в третиннооктавній смузі.

При аналізі спектру частот вібрації для кожної октавної смуги використовується значення середньогеометричної частоти, яка визначається за формулою

(6.8)

Середньогеометричні частоти октавних смуг частот вібрацій стандартизовані і складають наступні значення: 1; 2; 4; 16; 31.5; 125; 250; 500; 1000 Гц.

6.1.3.3 При віброакустичних дослідженнях вводять поняття логарифмічного рівня коливань. Логарифмічний рівень коливань – характеристика коливань, де зрівнюються дві однойменні фізичні величини, пропорційні логарифму відношення величини, що оцінюється, до вихідного значення цієї величини. Вібрація оцінюється величиною вираженою в децибелах (дБ).

Рівень віброшвидкості визначається за формулою

(6.9)

де V – середня віброшвидкість, яка береться у відповід­ній смузі частот, м/с;

V_{0 –} порогове значення віброшвидкості (опорна віброшвидкість), яка за міжнародним стандартом дорівнює м/с.

6.1.3.4 Спектри рівнів віброшвидкості є основними характеристиками вібрацій. Зниження вібрації визначається різницею рівнів

(6.10)

де і – відповідно рівні віброшвидкості до і після проведення заходів із зменшення вібрації.

6.1.3.5 Рівень віброприскорення визначається за формулою

(6.11)

де – середнє віброприскорення, яке визначається у відповідній смузі частот, м/с²;

– порогове значення віброприскорення, яке за міжнародним стандартом дорівнює м/с².

Спектр періодичного коливального процесу є дискретним (рис.6.1), а випадкового або короткотривалого – неперервним (рис.6.2). Якщо коливальний процес є результатом декількох періодичних та випадкових процесів, то його спектр є змішаним (рис.6.3).

6.1.4 Види вібрацій

Вібрації згідно з державним стандартом ГОСТ 12.1.012-90. поділяють на загальну та локальну (місцеву). Загальна вібра­ція передається на все тіло людини, а локальна на руки працю­ючого. Можлива комбінована дія загальної та локальної вібрації.

Цим же державним стандартом вібрації за напрямком дії поділяють на загальні вібрації, що діють вздовж вертикальної осі Z та горизонтальних осей Х та У, і на локальні, що діють вздовж осі Хр, яка співпадає з віссю місць обхоплення (рукоятки, рульового колеса та інш.), і вздовж осі Zp, що знаходиться у площині, що утворена віссю Хр та напрямком прикладення сили.

В залежності від джерела загальна вібрація поділяється на: транспортну, транспортно-технологічну, технологічну.

Транспортна вібрація виникає при русі машин по місце­вості, транспортно-технологічна – при роботі машин, що виконують технологічні операції в стаціонарному положенні та при пере­міщенні по спеціально підготовленій частині виробничого примі­щення, промислового майданчика, тощо. Технологічна вібрація виникає при роботі стаціонарних машин або передається на робо­чі місця, що не мають джерел вібрації.

74

Основними методами боротьби з вібраціями машин та облад­нання є:

1. Зниження вібрації, шляхом впливу на джерело збудження (за рахунок зниження або ліквідації збуджуючих сил).

2. Відхилення від режиму резонансу шляхом раціонального вибору маси або жорсткості коливальної системи.

3. Вібродемпфування – зменшення рівня вібрації об’єкта, що захищається, шляхом перетворення енергії механічних коливань даної коливальної системи в теплову енергію.

4. Динамічне погашення коливань – під’єднання до об’єкту системи, що захищається, реакції, яка зменшує розмах вібрації об’єкту в точках під’єднання.

5. Зміна конструктивних елементів машин та конструкцій.

Ефективність віброізоляції визначається коефіцієнтом передачі КП, який має фізичний зміст відношення амплітуди вібропереміщення, віброшвидкості, віброприскорення об’єкта, що захищається, або діючої на нього сили до амплітуди тієї ж величини джерела збудження при гармонічній вібрації. Величина КП визначається за формулою

(6.12)

де – параметр об’єкту;

– параметр джерела збудження.

75

Вібрація викликає коливання тіла людини.

Людський організм резонує при дії коливань з частотою 8 Гц. Коливання з частотою від 17 до 25 Гц викликає резонанс голови, а з частотою від 6 до 9 Гц – внутрішніх органів. Коливання робочих місць із вказаними частотами досить небезпечні, оскільки можуть викликати механічні пошкодження і навіть роз­риви органів.

Локальні вібрації можуть викликати погіршення кровопос­тачання кистей рук, пальців, передпліччя, судин серця. В результаті може виникнути порушення чутливості шкіри, відкладення солей, деформації і зниження рухомості суглобів. Так як і при загальній вібрації порушується діяльність серця, центральної нервової системи. Особливо небезпечними є вібрації високої частоти.

Найбільш шкідливим для людини є одночасна дія вібрації, шуму і низької температури. Довготривалість та інтенсивна дія вібрації може призвести до виникнення у працівника важко-виліковного захворювання – віброхвороби.

Розрізняють три фази розвитку віброхвороби: початкова, середньої важкості та важка.

Початкові стадії цієї хвороби при дії загальної вібрації проявляються у вигляді головних болей, порушення сну, підвищенні втомленості та роздратованості, можливе запаморочення.

При середній важкості захворювання посилюються явища віброзахворювання. Чутливість шкіри знижується ще в більшій мірі у порівнянні з початковою, наступають приступи спазмів судин, різко змінюється температура шкіри рук, настають роз­лади центральної нервової системи.

Важкі форми віброхвороби практично невиліковні, викликають незворотні процеси в м’язовій системі організму, а також у судинах. Працездатність при важких формах віброхвороби різко знижується.

Ознаками вібраційної хвороби при дії локальної вібрації є ниючі болі в кистях і пальцях рук, відчуття оніміння, підви­щена втомленість рук, слабкість.

76

Розрізняють гігієнічне та технічне нормування вібрації. У першому випадку обмежують параметри вібрації робочих місць і поверхні контакту з руками працюючих. У другому випадку обмежують параметри вібрації з врахуванням не тільки вказаних вимог, але і технічно досягнутого на сьогоднішній день для даного виду машин мінімального рівня вібрацій.

Нормованими параметрами загальної вібрації є середньоквадратичні значення коливальної швидкості в октавних смугах частот або амплітуда переміщень, що збуджуються роботою обладнання і передаються на робочі місця у виробничих приміщеннях (підлога, робочі майданчики, сидіння).

Вібрація, що діє на людину, нормується окремо в кожній стандартній октавній смузі по різному для загальної та локальної вібрації.

Норми по обмеженню загальних вібрацій (робочих місць) встановлюють логарифмічні рівні коливальної швидкості в октавних діапазонах із середньогеометричними частотами 2, 4, 8, 16, 31.5, 63 Гц (рис. 6.4), а норми по обмеженню ло­кальної вібрації – в октавних смугах з середньогеометричними частотами 16, 32, 63, 125, 250, 500, 1000 Гц (рис. 6.4). Нормування транспортних вібрацій виконується, починаючи з октавної смуги із середньогеометричним значенням частоти 1 Гц.

Гігієнічні норми вібрації встановлені при тривалості робочої зміни 8 годин. Гігієнічну оцінку вібрації проводять одним з трьох методів: частотним (спектральним) аналізом, інтегральною оцінкою по частоті та дозою вібрації.

При частотному (спектральному) аналізі нормованими пара­метрами є середньоквадратичні значення віброшвидкості V (та їх логарифмічні рівні ) або віброприскорення , що визначаються для локальної вібрації – в октавних смугах частот, а для загаль­ної вібрації – в октавних або 1/3 октавних смугах частот. Санітарні норми вібрацій наведені в додатку С.

77,78,79