Адрес этой страницы' ?>

§ 4. 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)³ A.

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:

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.

Рис. 32. Виброметр SDM 132

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