Общие сведения о вибрации

Вибрация (механические колебания материальных тел) возникает при работе различных машин, механизмов, подвижного состава, механизированного инструмента вследствие динамической неуравновешенности частей машин и агрегатов. В некоторых случаях, например, для уплотнения бетона, испытания электроаппаратуры, вибрация используется в технических целях.

Обслуживая вибрирующие агрегаты, человек может воспринимать вибрацию руками или всем организмом в целом. Вибрация, воспринимаемая руками человека, условно названа местной или локальной. Вибрация, воспринимаемая всем организмом названа общей. Последняя оказывает на организм наибольшее влияние. Человек воспринимает вибрации в широком диапазоне: от долей герца до 5…8 кГц. Наиболее вредными оказываются вибрации, частота которых совпадает с собственными частотами колебаний органов и частей тела человека (резонансные явления).

Характер воздействия вибрации на человека может быть оценен шестью зонами (рис. 5.2.1). С увеличением частоты вибрации чувствительность человека к ней возрастает.

Рисунок 5.2.1 Чувствительность человека к вибрации:

1 – вибрация не ощущается; 2 – ощущается слабо; 3 – ощущается отчетливо;

4 – неприятна; 5 – сильно беспокоит; 6 – причиняет боль

Вибрация, воздействуя на организм человека, может вызвать серьезные изменения в деятельности центральной и вегетативной нервных систем и жизненно важных функций, управляемых этими системами.

При длительном воздействии местной вибрации возникают спазмы кровеносных сосудов, нарушается кровообращение в руках, наблюдается быстрое утомление пальцев рук, снижается кожная чувствительность, происходит отложение солей в суставах пальцев, деформируются суставы и уменьшается их подвижность, возникают очень сильные боли. Такие патологические изменения получили название вибрационной болезни. Длительное воздействие общей вибрации вызывает нарушение деятельности сердечно-сосудистой системы и желудочно-кишечного тракта, заболевание печени, чрезмерную раздражительность, бессонницу, резкое похудение.

Тяжесть заболевания в большей степени зависит от продолжительности воздействия и параметров вибрации.

Основными параметрами, характеризующими вибрацию, являются частота колебаний f, Гц; амплитуда смещения A, мм; виброскорость V, м/с; уровень виброскорости L_V, дБ.

Частота колебаний f, Гц – частота колебаний в одну секунду.

Октавные диапазоны вибрации и среднегеометрические октавные частоты представлены в таблице 5.2.1.

Таблица 5.2.1

Амплитуда А, мм – максимальное смещение от средней линии гармонического колебательно движения.

Виброскорость V, м/с – первая производная по амплитуде

, (5.2.1)

где – круговая частота.

По аналогии с шумом величина колебательной скорости может быть оценена в децибелах:

, дБ (5.2.2)

где V ₀ – 5*10^-6 см/с – пороговое значение виброскорости.

Нормирование вибрации осуществляется СН 2.2.4/2.1.8.566-96 «Производственная вибрация, вибрация в помещениях жилых и общественных зданий» (см. табл. 5.2.2). Нормирование показателей вибрации производится с учетом разновидностей общей вибрации: транспортной, транспортно-технологической и технологической.

Таблица 5.2.2 – Предельно допустимые значения вибрации рабочих мест (СН 2.2.4/2.1.8.566-96)

Категории вибрации	Направление при действии вибрации	Предельные значения V виброскорость, 10-2, м/с; LV уровень виброскорости, дБ
Среднегеометрические частоты (интервал частот), Гц
(0,7...1,4)	(1,4...2,8)	(2,8...5,6)	(5,6…11,2)	(11,2…22,4)	31,5 (22,4…45)	(45...90)
Транспортная	Вертикальное	20/132	7,1/123	2,5/114	1,3/108	1,1/107	1,1/107	1,1/107
Горизон- тальное	6,3/122	3,5/117	3,2/116	3,2/116	3,2/116	3,2/116	3,2/116
Транспортно-технологическая	Любое	-	3,5/117	1,3/108	0,63/102	0,56/101	0,56/101	0,56/101
Технологическая	Любое	-	1,3/108	0,45/99	0,22/98	0,2/92	0,2/92	0,2/92

Транспортная вибрация воздействует на человека на рабочих местах самоходных и прицепных машин, транспортных средств при движении по местности, агрофонам и дорогам (в том числе при их строительстве).

Транспортно-технологическая вибрация воздействует на человека на рабочих местах машин, перемещающихся по специально подготовленным поверхностям производственных помещений, промышленных площадок, горных выработок.

Технологическая вибрация воздействует на человека на рабочих местах стационарных машин или передается на рабочие места, не имеющие источников вибрации.

Нормируются показатели вибрации для жилых помещений и общественных зданий в зависимости от внешних и внутренних источников.

Классификация методов и средств защиты от вибрации представлена на рис. 5.2.2.

Рисунок – 5.2.2 Классификация методов и средств защиты от вибрации