Короткі теоретичні відомості

Середньогеометричні частоти октавних смуг, Гц

Рівні віброшвидкості, дБ

Рівні віброприскорення, дБ

Рівні вібропереміщення, дБ

Вібрацією називають будь-які механічні коливання пружніх тіл, обумовлені відхиленням центру тяжіння від положення рівноваги, і які виникають при їх переміщенні в просторі чи при зміні форми. Коливання механічних тіл з частотою нижче 20Гц сприймаються організмом як вібрація, а коливання з частотою вище 20Гц - одночасно як вібрація та як звук. У виробничих умовах спостерігають вібрації з частотою 35-250 Гц (ручний інструмент). Джерелом вібрацій є різноманітні технологічні процеси, механізми, машини та їх робочі органи. Коливання розповсюджуючись по елементах конструкцій, прискорюють їх руйнування, а також чинять шкідливу дію на працюючого. Особливо небезпечні вібрації в надзвичайних умовах, аваріях, тощо [3-5, 9-13].

Фізично вібрації характеризуються частотою коливань f, Гц, амплітудою зміщення А, м, віброшвидкістю V, м/с, віброприскоренням W м/с².

Основна частота гармонічного коливального руху f, Гц,

f = n / 60 (2.1)

де n - кількість обертів у хвилину.

Віброшвидкість V, та віброприскорення W у випадку

гармонічних коливань визначають з виразів:

V = 2 p f А = w * А (2.2)

W = 4 p²f²A = w² * А (2.3)

де w - кутова частота; w = 2 p f.

Вiбрацiю (як i шум) можливо характеризувати не тільки абсолютними величинами, але й відносними. Так значення рівня віброшвидкості L_v, дБ, згідно ГОСТ 12. 1. 012-78 визначають за формулою:

L_v = 10 lg (v²/v₀²) = 20lg (v/v₀) (2.4)

де V - середній квадрат (середньогеометричне значення) віброшвидкості береться у відповідній смузі частот); V₀ = 5*10^-8 м/с – порогове значення віброшвидкості (опорна віброшвидкість), прийнята по міжнародному стандарту. Порогові рівні віброприскорення – W₀ = 3*10^-4 м/с², амплітуди зміщення – А₀=8*10^-12 м.

Середньогеометричні значення октавних смуг частот вібрації стандартизовані i становлять 1; 2; 4; 16; 31, 5; 63; 125; 250; 500; i 1000 Гц. Спектри рівнів віброшвидкості - основні характеристики вібрацій. Зниження рівня вібрацій (DL_v) визначають різницею:

DL_v = L_v1 - L_v2, дБ (2.5)

де L_v1,L_v2 відповідно рівні вібрацій до та після проведення заходів по їх зменшенню, дБ.

По характеру дії на організм людини вібрацію прийнято підрозділяти на загальну та місцеву. Загальна вібрація передається на усе тіло людини, а місцева на руки працюючого. Є три види загальної вібрації: технологічна, транспортна та транспортно-технологічна. Вібрації виробничих агрегатів та побутової техніки викликають коливання повітря, передаються конструкціям будинків та фундаменту, а через нього й у ґрунт, внаслідок чого можуть виникати надзвичайні ситуації - руйнування корпусів будівель, житлових будинків, які супроводжуються часто великими втратами людей та матеріальних цінностей.

Коливання можуть виникати навіть у далеко розташованих спорудах. Людина починає відчувати вібрацію при коливальний швидкості 1*10^-4м/с, а при швидкості 1 м/с та при певних частотах такі вібрації викликають депресію, страх, біль, гнів або розгубленість. Вплив вібрації на людину залежить від напряму її дії - вертикального або горизонтального. Досить небезпечними у надзвичайних умовах є коливання, що мають частоту, резонансну з коливаннями окремих органів чи частин тіла людини, оскільки можуть викликати механічні пошкодження й навіть розрив органів, що резонують. Так, очі резонують при дії коливань з частотою 22... 27 Гц, голова - 8... 27 Гц, горло - 6...12 Гц, грудна клітина-2...12 Гц, ноги та руки – 2...8 Гц, обличчя та щелепи – 4...27 Гц, пояснична частина хребта – 4-14 Гц, живіт – 4-12 Гц ; для людини, що стоїть на вібруючій поверхні, є два піки резонансу: на частотах 5... 12 та 17... 25 Гц, для людини, що сидить - на частотах 4... 6 Гц. Починаючи з частоти 40 Гц коливання тіла людини, під впливом вібрацій, стають у багато разів менше вібруючої поверхні. Систематична дія загальних вібрацій при високому рівні віброшвидкості є причиною вібраційного захворювання (невриту) – стійких порушень фізіологічних функцій організму (у першу чергу центральної нервової системи).

Загальна вібрація впливає на нервову систему, сердечно-судинну систему, з'являються зміни у вестибулярному апараті, порушується обмін речовин, виникає головний біль, порушується сон, знижується працездатність, погіршується самопочуття.

Локальна вібрація викликає різну ступінь судинних, нервово-м'язових, кістково-суглобових та інших порушень. Спазми судин починаються з кінцевих фаланг пальців та розповсюджуються на всю руку, передпліччя та судини серця. При сумісній дії загальних та локальних вібрацій спостерігаються ще й вегетативно-судинний, вестибулярний та інші розлади.

Нормувальними параметрами загальної вібрації є середньоквадратичні значення коливальної швидкості у октавних смугах частот або амплітуда переміщень, що збуджуються роботою устаткування та передаються на робочі місця у виробничих приміщеннях (підлога, робочі площадки, сидіння).

Нормування загальних вібрацій (робочих місць) проводиться за логарифмічним рівнем коливальної швидкості у октавному діапазоні із середньогеометричними значеннями 2; 4; 8; 16; 32; 63Гц,, а норми по обмеженню локальної вібрації - 16; 32; 63; 125, 250, 1000 Гц.

Допустимі рівні загальних вібрацій робочих місць запроваджені санітарними нормами, де нормувальними параметрами вібрації є середньоквадратичні значення швидкості коливання або амплітуди переміщень вібрації у октавних смугах частот від 2 до 63 Гц (табл. 2.1). Згідно з санітарними нормами допустимі величини вібрації інструментів та виробничого устаткування, що передаються на руки працюючих, запроваджені в діапазоні частот 11 - 2800 Гц для кожної октавної смуги. При цьому нормуються віброшвидкості, м/с, та рівні вібрації, дБ, відносно порогового значення (табл. 2.1)

В табл. 2.2 наведені допустимі значення нормованих параметрів вібрації на постійних робочих місцях у виробничих приміщеннях (частотний метод гігієнічної оцінки) для тривалості дії вібрації 480 хв. ( 8год.) [9-11]. При меншій тривалості залежність допустимих значень V від часу фактичної дії вібрації t має вигляд:

V_t= V₄₈₀( 480/t) ^0,5 (2.6)

де V₄₈₀ - допустиме значення нормувального параметру для тривалості дії вібрації 480 хв.

Максимальне значення V_t не повинно перевищувати значень, що визначені для загальної вібрації t =10 хв; локальної вібрації t=30 хв.

Таблиця 2.1 – Нормування загальної та місцевої вібрації –V, дБ

Вид вібрації	Октавні смуги з середньогеометричними частотами, Гц
			31, 5
Місцева
Загальна	–	–

Таблиця 2.2 – Допустимі значення нормованих параметрів вібрації

на постійних робочих місцях

Вид вібрації	Октавні смуги з середньогеометричними частотами, Гц
					31, 5

1. 1^*	1, 3	0,45	0, 22	0, 2	0, 2	0, 2
1. 1^**
1. 2^*	0, 5	0, 18	0, 089	0, 079	0, 079	0, 079
1. 2^**
1.3^*	0,18	0,006	0,032	0,028	0,028	0,028
1. 3^**
2^*			2,8	1,4	1,4	1,4	1,4	1,4	1,4	1,4
2^**
1-3агальна вібрація: 1.1-на постійних робочих місцях у виробничих приміщеннях; 1.2-у виробничих приміщеннях, де немає машин, що генерують вібрації; 1.3-у приміщеннях для робітників розумової праці (КБ, лабораторії та iн.); 2-локальна вібрація. ^* – середньоквадратичнi значення, м/с; ^** – рівні вібрації, дБ.

Допустимі рівні вібрації у житлових будинках [12,13], умови i правила їх вимірювання та оцінки регламентовані "Санітарними нормами допустимих вібрацій у житлових будинках" №1304-75, (порогова величина віброприскорення – 3*10^-4 м/с² ). Допустимі значення рівнів вібрації в вертикальному або горизонтальному спрямуванні у житлових приміщеннях приведені нижче:

Умови	Поправки, дБ
Вібрація
постійна
непостійна	–10
День (з 7. 00 до 23. 00)	+5
Ніч (з 23. 00 до 7. 00)
Загальна тривалість дії вібрацій у денний час за найбільш інтенсивні 30 хв., %
56 – 100
18 – 56	+5
6 – 18	+10
менше 6	+15

У нормативні рівні вносять поправки на характер вібрацій та тривалість її дії, а також час доби. При цьому постійною вважають вібрацію, рівень якої при вимірюванні приладом з характеристикою "повільно" на протязі не менше 10 хв. змінюється на ±3 дБ. Для тимчасових вібрацій (наприклад, при проведенні будівельних робіт) припускається у денний час ввести додаткову поправку, що дорівнює ±10 дБ.

Основні заходи боротьби з вібраціями:

- удосконалення конструкцій машин та технологічних процесів (заміна кулачкових та кривошипних механізмів рівномірно обертаючимися, гiдроприводами та ін.);

- відстройка режиму резонансу (зміною маси або жорсткості системи i т. i.);

- вібродемпферування (вібропоглинання) - використання конструкційних матеріалів з більшим внутрішнім тертям;

- нанесення на вібруючі поверхні шару пружнов'язких матеріалів, що мають великі утрати на внутрішнє тертя (пластмаса, деревина, гума);

- віброізоляція за допомогою пристрою амортизаторів, тобто введення у коливальну систему додаткового пружного зв'язку [10, 13].

Читайте також:

<== попередня сторінка	\|	наступна сторінка ==>
Висновки	\|	Висновки

Не знайшли потрібну інформацію? Скористайтесь пошуком google:

Генерація сторінки за: 0.004 сек.