Основные характеристики вибраций. Классификация вибраций. Физические характеристики вибрации Защита от производственного шума

Защита от производственного шума.

Мероприятия по борьбе с производственным шумом можно разделить на обеспечение защиты коллективной всех сотрудников предприятия и индивидуальной каждого из работающих. Приоритетным направлением всегда является коллективная защита, которая может включать такие мероприятия как, например, своевременное обслуживание и замена вышедших из строя механизмов, инкапсуляция шумного оборудования, установка шумопоглощающих экранов и т.д. В случае если мероприятия по коллективной защите не дают удовлетворительного результата, необходимо обеспечить индивидуальную защиту каждого сотрудника предприятия.

Противошумные вкладыши или беруши рекомендуется применять в случаях, когда рабочие подвергаются воздействию повышенных шумов в течение продолжительного времени. Противошумные вкладыши устанавливаются внутрь слуховых каналов и снижают уровень слышимого шума. Существует два вида берушей : одноразового использования и многоразовые. Одноразовые беруши , чаще всего, изготавливаются из вспененного полиуретана, который после сжатия восстанавливает свою первоначальную форму. Такие противошумные вкладыши обычно довольно мягкие и комфортные, их можно применять для защиты от раздражающих шумов даже во время сна. Беруши многоразового использования изготавливаются из мягких сополимеров, которые могут сохранять свои характеристики в течение продолжительного времени. Часто они комплектуются тесемкой для возможности ношения на шее во время перерывов в эксплуатации и футляром для гигиеничного хранения. Многоразовые беруши легко очищаются при помощи мыла и воды.

Для частого, но непродолжительного пребывания в зоне шума лучше всего подходят противошумные наушники . Необходимо обратить внимание именно на непродолжительность в использовании наушников – любые даже самые комфортные противошумные наушники нельзя носить продолжительное время, так как они оказывают определенное давление на голову, а под изолирующими чашечками образуется пот.

Все средства индивидуальной защиты от шума имеют свои шумоизолирующие характеристики. Величина снижения шума в определенных диапазонах частот, выражаемая в дБ, для разных средств защиты может существенно отличаться. Задача состоит в том, чтобы обеспечить достаточную, но не избыточную защиту (уровень шума внутри защищенного уха должен быть в пределах 70-75 дБ). Избыточная шумоизоляция может вызывать чувство замкнутости и тревоги, человек может не слышать предупреждающие сигналы движущихся механизмов.

Инфра- и ультразвук.

Ультразвуком называют механические колебания упругой среды с частотой, превышающей верхний предел слышимости -20 кГц.

Ультразвук обладает главным образом локальным действием на организм, поскольку передается при непосредственном контакте с ультразвуковым инструментом, обрабатываемыми деталями или средами, где возбуждаются ультразвуковые колебания. Ультразвуковые колебания, генерируемые ультразвуком низкочастотным промышленным оборудованием, оказывают неблагоприятное влияние на организм человека. Длительное систематическое воздействие ультразвука, распространяющегося воздушным путем, вызывает изменения нервной, сердечно-сосудистой и эндокринной систем, слухового и вестибулярного анализаторов. Наиболее характерным является наличие вегетососудистой дистонии и астенического синдрома. Степень выраженности изменений зависит от интенсивности и длительности воздействия ультразвука и усиливается при наличии в спектре высокочастотного шума, при этом присоединяется выраженное снижение слуха. В случае продолжения контакта с ультразвуком указанные расстройства приобретают более стойкий характер. Меры предупреждения неблагоприятного действия ультразвука на организм операторов технологических установок, персонала лечебно-диагностических кабинетов состоят в первую очередь в проведении мероприятий технического характера. К ним относятся создание автоматизированного ультразвукового оборудования с дистанционным управлением; использование по возможности маломощного оборудования, что способствует снижению интенсивности шума и ультразвука на рабочих местах на 20-40 дБ; размещение оборудования в звукоизолированных помещениях или кабинетах с дистанционным управлением; оборудование звукоизолирующих устройств, кожухов, экранов из листовой стали или дюралюминия, покрытых резиной, противошумной мастикой и другими материалами. При проектировании ультразвуковых установок целесообразно использовать рабочие частоты, наиболее удаленные от слышимого диапазона - не ниже 22 кГц.

Инфразвуком называют акустические колебания с частотой ниже 20 Гц. Этот частотный диапазон лежит ниже порога слышимости и человеческое ухо не способно воспринимать колебания указанных частот. Производственный инфразвук возникает за счет тех же процессов что и шум слышимых частот. Исследования биологического действия инфразвука на организм показали, что при уровне от 110 до 150 дБ и более он может вызывать у людей неприятные субъективные ощущения и многочисленные реактивные изменения, к числу которых следует отнести изменения в центральной нервной, сердечно-сосудистой и дыхательной системах, вестибулярном анализаторе. Имеются данные о том, что инфразвук вызывает снижение слуха преимущественно на низких и средних частотах. Выраженность этих изменений зависит от уровня интенсивности инфразвука и длительности действия фактора. Допустимыми уровнями звукового давления являются 105 дБ в октавных полосах 2, 4, 8, 16 Гц и 102 дБ в октавной полосе 31,5 Гц. При этом общий уровень звукового давления не должен превышать 110 дБ Лин. Наиболее эффективным и практически единственным средством борьбы с инфразвуком является снижение его в источнике. При выборе конструкций предпочтение должно отдаваться малогабаритным машинам большой жесткости, так как в конструкциях с плоскими поверхностями большой площади и малой жесткости создаются условия для генерации инфразвука.

Физические характеристики вибрации.

Классификация вибрации.

Что такое вибрация. Ее источники.

В соответствии с ГОСТ 24346-80 (СТСЭВ 1926-79) Вибрация. Термины и определения. под вибрацией понимается движение точки или механической системы, при которой происходит поочередное возрастание и убывание во времени значений, по крайней мере, одной координаты.

Принято различать общую и локальную вибрацию. Общая вибрация действует на весь организм человека через опорные поверхности - сиденье, пол; локальная вибрация оказывает действие на отдельные части тела.

Вибрация может измеряться с помощью как абсолютных, так и относительных параметров.

Абсолютными параметрами для измерения вибрации являются вибросмещение, виброскорость и виброускорение.

Основной относительный параметр вибрации - уровень виброскорости, который определяется по формуле

LV = 10 lg V2 / V02 = 20 lg V / V0,

где V - амплитуда виброскорости, м/c ;

V0 = 5*10-8 м/с- пороговое значение виброскорости.

Требования к параметрам вибрации установлены стандартом ГОСТ 12.1.012-90 Вибрационная безопасность. Общие требования, СН2.2.4/2.1.8.566 - 96. Производственная вибрация, вибрация в помещениях жилых и общественных зданий.

При частотном (спектральном) анализе нормируемыми являются кинематические параметры: средние квадратичные значения виброскорости V (и их логарифмические уровни LV) или виброускорения а - для локальных вибраций в октавных полосах частот; для общий вибрации в октавных и 1/3 октавных полосах частот.

В зависимости от источника возникновения различают следующие виды вибраций:

§ локальная вибрация, передающаяся человеку от ручного механизированного (с двигателями) инструмента ;

§ локальная вибрация, передающаяся человеку от ручного немеханизированного инструмента ;

§ общая вибрация 1 категории - транспортная вибрация, воздействующая на человека на рабочих местах транспортных средств, движущихся по местности, дорогам и пр." Пример: тракторы, грузовые автомобили, скутеры, мотоциклы, мопеды;

§ общая вибрация 2 категории - транспортно-технологическая вибрация, воздействующая на человека на рабочих местах машин, перемещающихся по специально подготовленным поверхностям производственных помещений и т. п. Пример: краны, напольный производственный транспорт;

§ общая вибрация 3 категории - технологическая вибрация, воздействующую на человека на рабочих местах стационарных машин или передающуюся на рабочие места, не имеющие источников вибрации. Пример: станки, литейные машины.

§ общая вибрация в жилых помещениях и общественных зданиях от внешних источников. Пример: вибрация от проходящего трамвая.

§ общая вибрация в жилых помещениях и общественных зданиях от внутренних источников. Пример: лифты, холодильники.

Классификация вибраций, воздействующих на человека.Вибрацию по способу передачи на человека (в зависимости от характераконтакта с источниками вибрации) условно подразделяют на:- общую вибрацию, передающуюся через опорные поверхности на тело сидящего илистоящего человека;- локальную вибрацию, передающуюся через руки человека.Примечание. Вибрация, передающаяся на ноги сидящего человека и на предплечья,контактирующие с вибрирующими поверхностями рабочих столов, относится клокальной вибрации.В производственных условиях нередко имеет место сочетание действий местной иобщей вибрации. По источнику возникновения вибраций различают:- локальную вибрацию, передающуюся человеку от ручного механизированногоинструмента (с двигателями), органов ручного управления машинами иоборудованием;- локальную вибрацию, передающуюся человеку от ручного немеханизированногоинструмента (без двигателей), например, рихтовочных молотков разных моделей иобрабатываемых деталей;- общую вибрацию 1 категории – транспортную вибрацию, воздействующую начеловека на рабочих местах самоходных и прицепных машин, транспортных средствпри движении по местности и дорогам (в том числе при их строительстве).К источникам транспортной вибрации относят:Ø тракторы сельскохозяйственные и промышленные, самоходныесельскохозяйственные машины (в том числе комбайны);Ø автомобили грузовые (в том числе тягачи, катки и т.д.);Ø снегоочистители, самоходный горношахтный рельсовый транспорт;- общую вибрацию 2 категории - транспортно-технологическую вибрацию,воздействующую на человека на рабочих местах машин, перемещающихся поспециально подготовленным поверхностям производственных помещений,промышленных площадок, горных выработок.К источникам транспортно-технологической вибрации относят:Ø экскаваторы, краны промышленные и строительные, машины длязагрузки мартеновских печей в металлургическом производстве;Ø горные комбайны, шахтные погрузочные машины;Ø путевые машины, бетоноукладчики, напольный производственныйтранспорт;- общую вибрацию 3 категории - технологическую вибрацию, воздействующую начеловека на рабочих местах стационарных машин или передающуюся на рабочиеместа, не имеющие источников вибрации.К источникам технологической вибрации относят:станки металло- и деревообрабатывающие, кузнечно-прессовое оборудование,литейные машины, электрические машины, насосные агрегаты и вентиляторы,оборудование для бурения скважин, буровые станки, машины для животноводства,очистки и сортировки зерна (в том числе сушилки), установки химической инефтехимической промышленности и др.Общую вибрацию категории 3 по месту действия подразделяют на следующие типы:а) на постоянных рабочих местах производственных помещений предприятий;б) на рабочих местах на складах, в столовых, бытовых, дежурных и другихпроизводственных помещений, где нет машин, генерирующих вибрацию;в) на рабочих местах в помещениях заводоуправления, конструкторских бюро,лабораторий, учебных пунктов, вычислительных центров, здравпунктов,конторских помещениях, рабочих комнатах и других помещениях для работниковумственного труда;- общую вибрацию в жилых помещениях и общественных зданиях от внешнихисточников:Ø городского рельсового транспорта (мелкого залегания и открытыелинии метрополитена, трамвай, железнодорожный транспорт) и автотранспорта;Ø промышленных предприятий и передвижных промышленных установок(при эксплуатации гидравлических и механических прессов, бетономешалок,дробилок, строительных машин и др.);- общую вибрацию в жилых помещениях и общественных зданиях от внутреннихисточников: инженерно-технического оборудования зданий и бытовых приборов(лифты, вентиляционные системы, насосные, пылесосы, холодильники, стиральныемашины и т.п.), а также встроенных предприятий торговли (холодильноеоборудование), предприятий коммунально-бытового обслуживания, котельных ит.д. По частотному составу вибрации выделяют:- низкочастотные вибрации (1-4 Гц для общих вибраций, 8-16 Гц - для локальныхвибраций);- среднечастотные вибрации (8-16 Гц - для общих вибраций, 31,5-63 Гц - длялокальных вибраций);- высокочастотные вибрации (31,5-63 Гц - для общих вибраций, 125-1000 Гц -для локальных вибраций). По временным характеристикам вибрации выделяют:- постоянные вибрации, для которых величина нормируемых параметров изменяетсяне более чем в 2 раза (на 6 дБ) за время наблюдения;- непостоянные вибрации, для которых величина нормируемых параметровизменяется не менее чем в 2 раза (на 6 дБ) за время наблюдения не менее 10мин при измерении с постоянной времени 1 с, в том числе:а) колеблющиеся во времени вибрации, для которых величина нормируемыхпараметров непрерывно изменяется во времени;б) прерывистые вибрации, когда контакт человека с вибрацией прерывается,причем длительность интервалов, в течение которых имеет место контакт,составляет более 1 с;в) импульсные вибрации, состоящие из одного или нескольких вибрационныхвоздействий (например, ударов) каждый длительностью менее 1 с.

Основными параметрами, характеризующими вибрацию, являются: амплитуда (наибольшее отклонение от положение равновесия) А, м; частота колебаний f, Гц (число колебаний в секунду); колебательная скорость V, м/с; ускорение колебаний W, м/с 2 ; период колебаний Т, сек.

Степень воздействия вибрации на физиологические ощущения человека определяется величиной колебательного ускорения и скоростью колебаний:

М/c 2 , (2.5.27)

где f- число колебаний в 1 c;

A- амплитуда колебаний, м.

Вибрация отмечается вблизи оборудования, при работе пневматического инструмента, при неправильной балансировке валов машин, при транспортировании жидкостей и газов по трубопроводам, при технологических процессах укладки бетона с применением вибрационных агрегатов.

Вибрацию не синусоидального характера всегда можно представить в виде суммы синусоидальных составляющих с помощью разложения в ряд Фурье.

Для исследования вибрации весь диапазон частот (так как и для шума) разбивается на основные диапазоны. Среднегеометрические значения частот, на которых исследуют вибрацию, следующие: 2, 4, 8, 16, 31, 50, 63, 125, 250, 500, 1000 Гц. Уровни вибраций измеряются не на каждой отдельной частоте, а в некоторых полосах (интервалах) частот октавных и третьоктавных. У октавных отношение верхних границ частот к нижней fв/fн=2, а у третьоктавных. Учитывая, что абсолютные значения параметров характеризующих вибрацию, применяются в широких пределах, на практике пользуются понятием уровней параметров виброскорости (V) и виброускорения (W).

Согласно ГОСТ 12.1.012-90 ”Вибрация, общие требования безопасности” (ССБТ). Логарифмитические уровни виброскорости Lv и виброускорения Lw определяются по формуле:

где V, W-колебательная скорость,м/с и виброускорение, м/с? ;

V 0 , Wо -пороговые значения скорости и ускорения м/с, м/с 2 .

Вибрация, воздействующая на человека, нормируется для каждого направления в каждой октавной полосе. Важное гигиеническое значение имеет частота вибраций. Частоты порядка 35-250 Гц наиболее характерные при работе с ручным инструментом, могут вызвать вибрационную болезнь со спазмой сосудов.

Частоты ниже 35 Гц вызывают изменения в нервно-мышечной системе и суставах. Наиболее опасны производственные вибрации равные или близкие к частоте колебания человеческого организма или отдельных органов и равные 6-10 Гц (собственная частота колебаний рук и ног 2-8 Гц, живота 2-3 Гц, груди 1-12 Гц). Колебания с такой частотой влияют на психологическое состояние человека. Одной из причин гибели людей в Бермудском треугольнике может являться колебание водной среды в спокойную погоду, когда частота колебаний равна 6-10 Гц. Частота колебания небольших судов совпадает с частотой колебания среды и у людей появляется чувство опасности, страха. Моряки стремятся покинуть корабль. Длительная вибрация может привести к гибели людей. Вибрация оказывает опасное действие на отдельные органы тела и организм человека в целом, нарушая нормальное функционирование нервной системы и органов, связанных с обменом веществ. Вибрация может вызывать нарушения деятельности сердечно-сосудистых и дыхательных органов, заболевания рук и суставов. Особенно опасны вибрации с большой амплитудой, которые оказывают в основном неблагоприятное действие на костно-суставный аппарат. При малой интенсивности и кратковременном воздействии вибрация оказывает даже благоприятное влияние. При высокой интенсивности и продолжительном действии вибрация может привести к развитию профессиональной вибрационной болезни, которая при известных условиях может перейти в «церебральную» форму (поражение центральной нервной системы), практически неизлечимую.

Согласно ГОСТ 12.1.012-90, ДСН 3.3.6.039-95 по способу передачи на человека, вибрация подразделяется на: общую, передающуюся через опорные поверхности на тело человека; локальную (местную), передающуюся в основном через руки человека(рис.2.5.10.).

Рис. Направление координат осей при общей вибрации (а и б) и локальной(в):

а - положение стоя; б - положение сидя; Z - вертикальная ось, перпендикулярная к поверхности; Х - горизонтальная ось от спины к груди; ось Y - горизонтальная от правого плеча к левому; при действии локальной ибрации,положение руки на сферической и цилиндрической поверхности.

Вибрация действует вдоль осей ортогональной системы координат XYZ (для общей вибрации Z-вертикальная, перпендикулярная опорной поверхности; Х - горизонтальная от спины к груди; У - горизонтальная от правого плеча к левому).

При локальной вибрации ось Хл совпадает с осью охвата, ось Zл лежит в плоскости Xл и направлена на подачу или приложение силы. Общая вибрация по источнику её возникновения подразделяется на: транспортную, возникающую при движении машин; транспортно-технологическую, возникающую при работе машин, выполняющих технологическую операцию; технологическую, которая возникает при работе стационарных машин.

Меры защиты от вибрации.
Вибробезопасные условия труда обеспечиваются:
- применением вибробезопасных машин (механизмов);
- применением средств защиты;
- организационно-технических мероприятий;
- проектировочным решением, обеспечивающими нормы вибраций на рабочих местах.
Вибробезопасность машин (механизмов) достигается:виброизоляцией их по ГОСТ 12.4.046-78 за счет установки на фундаменты, виброизолированные от пола специальные амортизаторы (прокладки из войлока,резины, пружины т.п. (рис.35, 36); балансировкой вращающихся частей; применением виброизолирующих мастик и др.
Организационно-технические меры включают: проведение проверок вибрации не реже 1 раза в год при общей вибрации и двух раз в год при локальной вибрации, а также после ремонта машин; и при начале их эксплуатации; исключение контакта работающих с вибрирующими поверхностями за пределами рабочего места или зоны (ограждения, знаки, надписи), введение определенного режима работ, недопущение к работе лиц, моложе 18 лет и не прошедших медосмотр, проведение повторного ежегодного медосмотра.
При проектировании технологического процесса и помещений предусматриваются меры снижающие вибрацию на путях ее распространения согласно ГОСТ 12.4.046-78. По этому стандарту методы виброзащиты по организационному признаку подразделяются на: методы коллективной и индивидуальной защиты - снижение вибрации воздействием на источник ее; снижение силового возбуждения вибрации уравновешиванием, балансировкой, изменением частоты вибрации, снижение вибрации на путях ее распространения; снижение вибрации при контакте оператора с вибрирующим объектом, введение дополнительных устройств в конструкцию машин и строительные конструкции (домгферы, пружины (рис.37), применение демпфирующих покрытий; снижение вибрации исключением контакта оператора - дистанционное управление, автоматический контроль, сигнализация, ограждение.
Средства виброзащиты делятся на:
- средства виброизоляции - демпфирование, упругие прокладки, введение инерционного элемента;
- средства динамического вибропогашения - ударные виброгасители (пружинные, маятниковые); динамические виброгасители (пружинные, маятниковые, эксцентриковые, гидравлические).
Средства индивидуальной защиты подразделяются на средства:
- для рук оператора (рукавицы, перчатки, вкладыши и прокладки)
ГОСТ 12.4.002-74. Средства индивидуальной защиты рук от вибрации. Общетехнические требования:
- для ног оператора (специальную обувь, подметки, наколенники)
ГОСТ 12.4.024-76. Обувь специальная виброзащитная. Общие технические требования.

VIII. Производственные вибрации

1. Основные параметры вибрации

Основными параметрами вибрации являются:

Амплитуда виброперемещения - , м;

Амплитуда колебательной скорости (виброскорости) - , м/с;

Амплитуда колебательного ускорения (виброускорения) - , м/с 2 ;

Период колебаний – Т, с;

Частота колебаний – f , Гц=1/с.

В силу специфических свойств органов чувств определяющим при оценке воздействия вибрации являются действующие значения выше перечисленных параметров. Так действующее значение виброскорости есть среднеквадратичное мгновенных значений скорости V (t ) за время усреднения t у , которое выбирают с учетом характера изменения виброскорости во времени:

Таким образом, для характеристики вибраций используют спектры действующих значений параметров или средних квадратов последних.

В практике виброакустических исследований весь диапазон частот вибраций разбивают на октавные диапазоны. В октавном диапазоне верхняя граничная частота вдвое больше нижней . Анализ и построение спектров параметров вибрации могут производиться также в третьоктавных полосах частот - . Если - нижняя граничная частота, а - верхняя, то в качестве частоты, характеризующей полосу в целом,берется среднегеометрическая частота .

Среднегеометрические частоты октавных полос частот вибрации стандартизованы и составляют: 1, 2, 4, 8, 16, 31.5, 63, 125, 250, 500, 1000 Гц.

Поскольку абсолютные значения параметров, характеризующих вибрацию, изменяются в очень широких пределах, в практике используют понятие логарифмического уровня колебаний. Логарифмический уровень колебаний – характеристика колебаний, сравнивающая две одноименные физические величины, пропорциональные десятичному логарифму отношения оцениваемого и исходного значения величины. В качестве исходного используются опорные значения параметров, принятые за начало отсчета. Измеряются уровни в дБ. Тогда уровень виброскорости будет определяться по формуле:

Вибрация представляет собой механические колебания, простейшим видом которых являются гармонические колебания.

Вибрация возникает при работе машин и механизмов, имеющих неуравновешенные и несбалансированные вращающиеся органы с движениями возвратно-поступательного и ударного характера. К такому оборудованию относятся металлообрабатывающие станки, ковочные и штамповочные молоты, механизированный инструмент, а также приводы, вентиляторы, насосные установки, компрессоры. С физической точки зрения между шумом и вибрацией принципиальных различий нет. Разница заключается в восприятии: вибрация воспринимается вестибулярным аппаратом и средствами осязания, а шум органами слуха. Колебания механических тел с частотой менее 20 Гц воспринимаются как вибрация, более 20Гц - как вибрация и звук.

Вибрацию применяют на предприятиях стройиндустрий при уплотнении и укладки бетонной смеси, дроблении и сортировке инертных материалов, разгрузке и транспортировании сыпучих материалов и т.д.

Под воздействием вибрации в организме человека наблюдается изменение сердечной деятельности, нервной системы, спазм сосудов, изменения в суставах, приводящие к ограничению их подвижности. Длительное воздействие вибраций приводит профессиональному заболеванию - вибрационной болезни. Она выражается в нарушении многих физиологических функций человека. Эффективное лечение возможно только на ранней стадии заболевания. Очень часто в организме наступают необратимые изменения, приводящие к инвалидности.

Степень воздействия вибрации на физиологические ощущения человека определяется величиной колебательного ускорения и скоростью колебаний.

Для исследования вибрации весь диапазон частот разбивается на основные диапазоны. Среднегеометрические значения частот, на которых исследуют вибрацию, следующие: 2, 4, 8, 16, 31, 50, 63, 125, 250, 500, 1000 Гц. Уровни вибраций измеряются не на каждой отдельной частоте, а в некоторых полосах (интервалах) частот октавных и третьоктавных. У октавных отношение верхних границ частот к нижней fв/fн=2, а у третьоктавных. Учитывая, что абсолютные значения параметров характеризующих вибрацию, применяются в широких пределах, на практике пользуются понятием уровней параметров виброскорости (V) и виброускорения (W).

Глава 5. Вибрация

Вибрация как фактор производственной среды встречается в металлообрабатывающей, горнодобывающей, металлургической, машиностроительной, строительной, авиа- и судостроительной промышленности, в сельском хозяйстве, на транспорте и во многих других отраслях народного хозяйства. Она используется в ряде технологических процессов: при виброуплотнении, формовании, прессовании, вибрационной интенсификации механической обработки материалов, вибрационном бурении, рыхлении, резании горных пород и грунтов, вибротранспортировке и т.п. Вибрацией сопровождается работа передвижных и стационарных механизмов и агрегатов, в основу действия которых положено вращательное или возвратно-поступательное движение.

Вибрация представляет собой механическое колебательное движение, простейшим видом которого является гармоническое (синусоидальное) колебание.

Основные параметры синусоидального колебания : частота в герцах (1 кол./с); амплитуда вибросмещения А (м); виброскорость V (м/с); виброускорение
а (м/с 2) или в долях ускорения силы тяжести g = 9,81 (м/с 2). Время, в течение которого колеблющееся тело совершает одно полное колебание, называется периодом колебания Т (с). Для синусоидальных колебаний скорость V и ускорение а определяются по формулам:

V= 2p fА; а = (2p f ) 2 A, (5.1)

где p – 3,14; f – частота, Гц; А – амплитуда колебаний, м.

Относительные уровни виброскорости L n и виброускорения L а выражаются в децибелах и определяются по формулам:

дБ, дБ, (5.2)

где 5×10 –8 (м/с) – это нулевой уровень колебательной скорости V 0 , соответ-
ствующий среднеквадратичной колебательной скорости при стандартном пороге звукового давления, равном 2×10 –5 Н/м 2 ; 1×10 –6 (м/с 2) – нулевой уровень колебательного ускорения а 0 .

В силу специфических свойств органов чувств определяющими являются действующие значения параметров, характеризующих вибрацию. Так, действующее значение виброскорости есть среднеквадратичное мгновенных значений скорости V (t )за время усредненияТ у, которое выбирают с учетом характера изменения виброскорости во времени:

Изображение непрерывного спектра требует обязательной оговорки о ширине Df элементарных частотных полос, к которым относится изображение. Если f 1 – нижняя граничная частота данной полосы частот, f 2 – верхняя граничная частота, то в качестве частоты, характеризующей полосу в целом, берется среднегеометрическая частота:

В практике виброакустических исследований весь диапазон частот вибраций разбивают на октавные диапазоны. В октавном диапазоне верхняя граничная частота вдвое больше нижней (f 2 /f 1 = 2). Анализ и построение спектров параметров вибрации могут производиться также в третьоктавных (f 2 / f 1 = ) полосах частот.

Среднегеометрические частоты октавных (третьоктавных) полос частот в виброакустике стандартизованы и составляют: 1; 2; 4; 16; 31,5; 63; 125; 250; 500; 1000; 2000; 4000; 8000; 16000 (0,8; 1,0; 1,2 и т.д.) Гц.

В зависимости от характера контакта тела человека с источником производственной вибрации условно различают локальную (местную) и общую вибрацию (вибрация рабочих мест).

Вибрация, передаваемая преимущественно через руки работающего, определяется как локальная. Вибрация рабочего места (скамьи, пола, обрабатываемого изделия, на котором находится человек) определяется как общая. В производственных условиях часто имеет место сочетание локальной и общей вибраций.

В других случаях преобладает общая вибрация, например, при формовке железобетонных изделий на виброплатформах с одновременным ручным разравниванием бетонной массы.

По источнику возникновения общую вибрацию различают:

· общую вибрацию 1 категории – транспортную вибрацию, воздействующую на человека на рабочих местах самоходных и прицепных машин, транспортных средств при движении по местности, агрофонам и дорогам (в том числе при их строительстве). К источникам транспортной вибрации относят: тракторы сельскохозяйственные и промышленные, самоходные сельскохозяйственные машины (в том числе комбайны); автомобили грузовые (в том числе тягачи, скреперы, грейдеры, катки и т.д.); снегоочистители; самоходный горно-шахтный рельсовый транспорт;

· общую вибрацию 2 категории – транспортно-технологическую вибрацию, воздействующую на человека на рабочих местах машин, перемещающихся по специально подготовленным поверхностям производственных помещений, промышленных площадок, горных выработок. К источникам транспортно-технологической вибрации относят: экскаваторы (в том числе роторные); краны промышленные и строительные; машины для загрузки (завалочные) мартеновских печей в металлургическом производстве; горные комбайны, шахтные погрузочные машины, самоходные бурильные каретки; путевые машины, бетоноукладчики, напольный производственный транспорт;

· общую вибрацию 3 категории – технологическую вибрацию, воздействующую на человека на рабочих местах стационарных машин или передающуюся на рабочие места, не имеющие источников вибрации. К источникам технологической вибрации относят: станки металло- и деревообрабатывающие; кузнечно-прессовое оборудование; литейные машины; электрические машины, стационарные электрические установки; насосные агрегаты и вентиляторы; оборудование для бурения скважин, буровые станки; машины для животноводства, очистки и сортировки зерна (в том числе сушилки); оборудование промышленности стройматериалов (кроме бетоноукладчиков); установки химической и нефтехимической промышленности и др.

а) на постоянных рабочих местах производственных помещений предприятий;

б) на рабочих местах на складах, в столовых, бытовых, дежурных и других производственных помещений, где нет машин, генерирующих вибрацию;

в) на рабочих местах в помещениях заводоуправления, конструкторских бюро, лабораторий, учебных пунктов, вычислительных центров, здравпунктов, конторских помещениях, рабочих комнатах и других помещениях для работников умственного труда.

5.2. Действие вибрации на организм

Особенности воздействия производственной вибрации определяются частотным спектром и расположением в его пределах составляющих с максимальным уровнем энергии колебания. Местная вибрация малой интенсивности может оказывать благоприятное воздействие на организм человека, восстанавливая трофические изменения, улучшая функциональное состояние центральной нервной системы, ускоряя заживление ран и т. п. При увеличении интенсивности колебаний и длительности их воздействия возникают изменения, приводящие в ряде случаев к развитию профессиональной патологии – вибрационной болезни.

Воздействие общей вибрации разных параметров вызывает различную степень выраженности изменений в центральной и вегетативных нервных системах, сердечно-сосудистой системе, обменных процессах, вестибулярном аппарате.

5.3. Гигиеническое нормирование вибрации

Гигиеническая оценка постоянной и непостоянной вибрации, воздействующей на человека, производится следующими методами :

· частотным (спектральным) анализом нормируемого параметра;

· интегральной оценкой по частоте нормируемого параметра;

· интегральной оценкой с учетом времени вибрационного воздействия по эквивалентному (по энергии) уровню нормируемого параметра.

Нормируемые параметры указываются для определенного диапазона частот:

· для локальной вибрации в виде октавных полос со среднегеометрическими частотами: 8; 16; 31,5; 63; 125; 250; 500; 1000 Гц;

· для общей вибрации в виде октавных или 1/3 октавных полос со среднегеометрическими частотами: 0,8; 1; 1,25; 1,6; 2,0; 2,5; 3,15; 4,0; 5,0; 6,3; 8,0; 10,0; 12,5; 16,0; 20,0; 25,0; 31,5; 40,0; 50,0; 63,0; 80,0 Гц.

При частотном (спектральном) анализе нормируемыми параметрами являются cредние квадратические значения виброскорости v и виброускорения а или их логарифмические уровни L v , L a , измеряемые в 1/1 и 1/3 октавных полосах частот. Предельно допустимые величины нормируемых параметров производственной локальной вибрации при длительности вибрационного воздействия 480 мин (8 ч) приведены в табл. 5.1.

Таблица 5.1

Предельно допустимые значения производственной локальной вибрации