PromSpectr.ru

Промышленность и металлургия

Вибрации

Понятие
о вибрациях.
Механические колебания в области инфразвуковых
(дозвуковых) и частично звуковых частот носят название вибрации. Считается, что диапазон
колебаний, воспринимаемых человеком как вибрация при непосредственном
контакте с колеблющейся поверхностью, лежит в пределах 12—8000
Гц. Колебания с частотой до 12 Гц воспринимаются всем телом как
отдельные толчки.

Как
известно, простейшим видом колебаний являются гармонические
(синусоидальные) колебания, характеризующиеся, кроме частоты, такими
параметрами, как амплитуда смещения А (измеряется
в мм или мк), амплитуда скорости v (измеряется
в см/с) и амплитуда ускорения ω (измеряется
в см/с2).

Для
простых гармонических колебаний скорость и ускорение определяются по
формулам:

v = 2πf
A;

ω=
(2πf)3A.

В
промышленности наиболее распространенным видом колебаний являются
негармонические колебания, возникающие в результате сложения ряда
простых колебаний с самыми различными амплитудно-частотными
характеристиками.

Звуковую
вибрацию часто измеряют приборами непосредственно в относительных
единицах — децибелах или переводят в децибелы величины
измеренных уровней колебательной скорости, ускорения или смещения. За
нулевой уровень колебательной скорости принимают величину 5*10-6 м/с, соответствующую величине среднеквадратичной колебательной
скорости при стандартном пороге звукового давления, равном 2*10-5 Н/м2. Соответственно за нулевой уровень колебательного
ускорения принимают величину 3*10-2 см/с2.

Уровни
вибрации относительно указанных порогов равны:

Вибрации

где v и ω —
соответственно колебательная скорость (см/c)
и колебательное ускорение (см/с2).

По
степени распространения в организме человека вибрацию разделяют на
общую и локальную (местную). При общей вибрации колебательное
движение передается на весь организм, а при местной — только на
отдельные его участки. Однако такое разделение вибрации является
условным, так как и локальная вибрация в итоге влияет на весь
организм. Кроме того, в промышленности локальная вибрация во многих
случаях сочетается с общей вибрацией.

Измерение
вибраций.
Для измерения
вибраций служат виброметры и вибрографы. Виброметр состоит из датчика
(приемника) вибрации, предварительного усилителя и регистрирующего
прибора. Измеряемые механические колебания преобразуются датчиком в
электрические, которые после усиления подаются на регистрирующий
прибор. К измерительному усилителю подключают частотный анализатор
или самописец.

В
практике измерения вибраций наибольшее распространение получили
виброметры К001 завода «Виброприбор»
для регистрации амплитуд вибрации до 1 мм в
диа-пазоне частот от 2
до 200 Гц, БИП-4 для регистрации амплитуд вибрации от 0,005 до 1,5 мм
в диапазоне частот от 15 до 200 Гц, вибрографы Гейгера, ВР-1, ВР-2 и
др., позволяющие измерять колебательные смещения в области низких
частот.

Для
измерения звуковых вибраций (ускорения, скорости и смещения) могут
быть использованы шумомеры типа 2203 фирмы «Брюль и Къер»,
виброизмерительные (SDM 132) или
шумоизмерительные приборы РФТ (ГДР) с подсоединенными к ним
вибродатчиками вместо микрофонов.

На
рис. 32 показан виброметр SDM 132, на рис.
33 — простейший виброграф.

Вибрации

Рис.
32. Виброметр SDM 132

Вибрации

Рис.
33. Виброграф

Влияние
вибраций на организм человека.
Наличие непосредственного контакта человека с вибрирующими
поверхностями обусловливает распространение вибраций по всему телу.
Этому в значительной степени способствует хорошая проводимость
механических колебаний тканями тела человека, особенно костной
тканью. Поэтому кажущиеся локальными вибрации в действительности
нередко распространяются на самые отдаленные участки поверхности
тела, и могут достигать там значительных амплитуд.

Следует
учитывать также, что вибрации, встречающиеся в производственных
условиях, нередко бывают близки к частотам собственных колебаний тела
человека и его внутренних органов (4—400 Гц), вызывают
резонансные явления в организме.

Вибрация
оказывает опасное действие на отдельные органы тела и организм
человека в целом, вызывая вибрационную болезнь.

Вибрационная
болезнь, возникающая при работе с ручными механизированными
инструментами, характеризуется сосудистыми и нервными
расстройствами верхних конечностей. Для этого заболевания характерны
боль в руках, внезапно возникающее побеление пальцев и их онеменение,
изменения в мышцах, сухожилиях, костях. Вибрационная болезнь
сопровождается также общими болезненными явлениями: головными болями,
головокружением, повышенной утомляемостью.

Нормирование
вибраций.
В целях
предупреждения развития профессиональных заболеваний Санитарными
нормами проектирования промышленных предприятий СН 245—71
установлены предельно допустимые величины параметров вибрации на
постоянных рабочих местах (табл. 7).

Таблица
7 Допустимые величины параметров вибрации


Вибрации