Рассмотрим действие вибрации на организм человека.
Тело человека можно представить, как колеблющуюся систему, где каждый орган человека имеет собственую частоту колебания.
Продолжительность колебания с частотой 3..5 Гц врежно отражается на вестибулярном аппарате, сердечно-сосудистой системе и вызывает синдром укачивания.
Колебания с частотой 5..11 Гц вызывают расстройства в следствие резонанса частот: головы, желудка, кишечника.
Колебания 11..45 Гц – ухудшается зрение, возникает тошнота, рвота.
Колебания с частотой более 45 Гц вызывают повреждение сосудов головного мозга, расстройство циркуляции крови, нарушается деятельность нервной системы, развивается вибрационная болезнь.
Резонансные частоты:
головы: 12..27 Гц
шеи: 6..27 Гц
грудной клетки: 2..12 Гц
ног, рук 2..8 Гц
поясничной части позвоночника 4..14 Гц
живота 4..12 Гц
Степень вредного воздействия вибрации на организм зависит от частоты, продолжительности деятельности вибраций и направления её действия.
Нормирование вибраций.
ГОСТ 12.1.0.12-90.. ССБТ. Вибрация
Общие требования безопасности.
В соответствии с этим ГОСТОм нормируется среднее квадратичное значение виброскоростей (Vср) и их логарифмические уровни:
Нормирование производится в октавных полосочастотах со средними значениями – для общих вибраций 2; 4; 8; 16; 31,5; 63 Гц; для локальных вибраций нормирование проводится Vср=8; 16; 31,5; 63; 125; 250; 500; 1000 Гц
Мероприятия по устранению вибраций.
Основными методами борьбы с вибрацией являются:
Снижение вибрации, воздействую на источник возбуждения.
Отстройка режима резонанса.
Виброденормирование
Динамическое гашение вибрации.
Изменение конструктивных элементов машины.
Виброизоляция.
При конструировании машин и механизмов предпочтение должно отдаваться таким кинематическим, технологическим схемам, при которых динамические процессы, вызванные ударами, резкими ускорениями, были бы сведены к минимуму или исключены.
Пример: замена ковки штамповкой, прессованием.
Ударные – правкой, вальцовкой.
Для снижения вибрации реакторов применяют шестерни со спец. Видами щевронных, глобоидных и др.
Отстройка от режимов резонации. Собственные частоты отдельных конструктивных элементов определяют либо расчётно, либо экспериментально на специальных стендах. Резонансные режимы устраняют двумя путями: либо изменением характеристик режима, т.е. массы или жёсткости, либо установлением нового рабочего режима.
Виброденормирование – это процесс уменьшения уровня вибрации защищаемого объекта путём превращения энергии механических колебаний в тепловую энергию. Увеличения потерь энергии в системе может производиться использованием материалов с большим внутренним трением – сплавы Cn-Ni, Ni-Ti, Ni-Co..
Кроме того, применяют нанесение на вибрирующую поверхность слоя упруго-вязкого материала: резины и др. Переводом механической энергии колебаний в энергию тонов звука.
Лекция №9
Виброизоляция – это способ защиты, заключающийся в уменьшении передаваемых колебаний от источников возбуждения защищаемому объекту с помощью устройств, помещенных между ними. Эффективность виброизоляции определяется коэффициентом передачи (к.п.). К.П. – имеет физический смысл отношения амплитуды виброперемещения, виброскорости, виброускорения защищаемого объекта к амплетуде той же величины источника возбуждения.
К,П,
=
Чем меньше значение этого коэффициента,
тем лучше виброизоляция. Система, где
можно пренебреч трением, к.п. может быть
рассчитан по формуле:
К,П,
=
Из формулы видно, чем выше собственная
частота колебаний f0
по сравнению с частотой вынужденной
силы f0
< f,
тем выше эффективность виброизоляции.
Для виброизоляции стационарных машин применяют виброизолирующие опоры, типы упругих резиновых прокладок или пружин.
Виброизоляция автомобильных и тракторных двигателей
ДВС подвешенный на управляемых элементов к раме представляет собой колебательную систему с 6-ю степенями свободы.
Источниками колебаний двигателя являются: опрокидывающий момент, момент сил инерции возмущения, передающиеся двигателю от дороги. Для снижения вибрации от двигателя к раме предусматриваются амортизационные опоры. В большинстве случаев применяется резиново-металлические амортизаторы, где резина привулканизовывается к металлу. Эти амортизаторы работают на сжатие, сдвиг или оба усилия. Резину применяют 7-1847 или 7-2959. исходными данными, для рассчета виброизолятора является число цилиндров, угол развала между цилиндрами, масса двигателя, схема подвески двигателя и число его оборотов.