मानव शरीर पर कंपन का प्रभाव। कंपन की भौतिक विशेषताएं

कंपन– किसी भौतिक बिंदु या यांत्रिक प्रणाली की दोलन गति। कंपन की उत्तेजना का कारण मशीनों और इकाइयों के संचालन के दौरान उत्पन्न होने वाले असंतुलित बल प्रभाव, आंदोलन के दौरान गतिज उत्तेजना है वाहनउबड़-खाबड़ रास्ते आदि पर

कंपन के मुख्य भौतिक पैरामीटर हैं:

आवृत्ति एफ 0, हर्ट्ज;

दोलन अवधि टी, एस;

कंपन विस्थापन आयाम ए, एम;

दोलन वेग का आयाम V, m/s;

दोलन त्वरण का आयाम W, m/s 2।

ये पैरामीटर निम्नलिखित पर निर्भर करते हैं:

सामान्य कंपन के लिए सीमित स्पेक्ट्रम की आधार आवृत्ति 63 हर्ट्ज है, स्थानीय कंपन के लिए यह 125 हर्ट्ज है

कंपन की स्वच्छ विशेषताएं, जो मनुष्यों पर इसके प्रभाव को निर्धारित करती हैं, कंपन वेग और इसके लघुगणक स्तरों के मूल-माध्य-वर्ग मान हैं। कंपन का अनुमान डेसीबल में कंपन वेग के लघुगणकीय समीकरण द्वारा लगाया जाता है।

कंपन वेग का लघुगणकीय स्तर अभिव्यक्ति द्वारा निर्धारित किया जाता है: (3)

कहा पे: वी 0 - कंपन वेग का दहलीज मूल्य 5 10 -8 मीटर/सेकेंड के बराबर।

कंपन वेग का दहलीज मान कंपन वेग का वह मान है जिस पर व्यक्ति मुश्किल से कंपन के प्रभाव को महसूस करना शुरू करता है।

कंपन त्वरण के लघुगणकीय स्तर की गणना सूत्र का उपयोग करके की जाती है:, डीबी (4)

जहां W o कंपन त्वरण का थ्रेशोल्ड मान है, W o =3 · 10 –4, m/s 2।

कंपन वर्गीकरण

किसी व्यक्ति तक संचरण की विधि के अनुसार, कंपन को सामान्य में विभाजित किया जाता है, जो बैठे हुए व्यक्ति के शरीर में सहायक सतहों के माध्यम से प्रेषित होता है या खड़ा आदमी, और स्थानीय, मानव हाथों के माध्यम से प्रेषित।

क्रिया की दिशा में, कंपन होता है - ऑर्थोगोनल समन्वय प्रणाली एक्स, वाई, जेड के अक्षों के साथ कार्य करना - सामान्य कंपन के लिए, जहां जेड - ऊर्ध्वाधर अक्ष, और ए" और यू- क्षैतिज अक्ष; संपूर्ण ऑर्थोगोनल समन्वय प्रणाली एक्स„ अक्ष द्वारा निर्मित विमान और बल की आपूर्ति या अनुप्रयोग की दिशा। सामान्य कंपन, इसकी घटना के स्रोत के अनुसार, परिवहन कंपन में विभाजित होता है, जो पूरे इलाके में आंदोलन के परिणामस्वरूप होता है; परिवहन और तकनीकी, जो स्थिर स्थिति में तकनीकी संचालन करने वाली मशीनों के संचालन के दौरान या किसी उत्पादन सुविधा या औद्योगिक स्थल के विशेष रूप से तैयार हिस्से से गुजरते समय प्रकट होता है; तकनीकी, जो स्थिर मशीनों के संचालन के दौरान होता है या। उन कार्यस्थलों पर प्रेषित जहां कंपन के स्रोत नहीं हैं।

43.किसी बाधा से ध्वनि तरंग का गुजरना

ध्वनि तरंगेंकिसी बाधा का सामना करते समय, वे परावर्तित और आंशिक रूप से अपवर्तित होते हैं। अपवर्तित ऊर्जा का एक भाग अवरोध सामग्री में अवशोषित हो जाता है। ध्वनि ऊर्जा का शेष भाग अवरोध को भेदता है (चित्र 11.2)। ऊर्जा के परावर्तन और अपवर्तन की संख्या कंपन की आवृत्ति, बाधा पर तरंग अग्रभाग के आपतन कोण और घेरने वाली संरचनाओं के भौतिक गुणों पर निर्भर करती है।

ध्वनि ऊर्जा को अवशोषित करने के लिए सामग्रियों और संरचनाओं की क्षमता ध्वनि अवशोषण गुणांक ए द्वारा विशेषता है, जो सामग्री द्वारा अवशोषित ध्वनि ऊर्जा के अनुपात के बराबर है ई पसीना, आपतित ध्वनि ऊर्जा 4,ए डी के लिए:

ए=£=''<1. Отражение звука от преграды характеризу­ется коэффициентом отражения Р, равным от­ношению отраженной от поверхности энергии £ отр к падающей звуковой энергии:

चावल। 11.2. किसी बाधा का सामना करते समय ध्वनि ऊर्जा के प्रतिबिंब, अवशोषण और संचरण के पैटर्न (ई पीपीडी - घटना ध्वनि ऊर्जा: ई नकारात्मक - बाधा द्वारा प्रतिबिंबित ध्वनि ऊर्जा; ई अवशोषण - ध्वनि ऊर्जा बाधा से परे पारित)

ध्वनिरोधी।

ध्वनि इन्सुलेशन - हवाई शोर के रास्तों पर ध्वनिरोधी बाधाओं का उपयोग। शोर में कमी का प्रभाव ध्वनिरोधी बाधाओं से ध्वनि तरंगों को प्रतिबिंबित करके प्राप्त किया जाता है। कमरे की बाहरी सतहों को विशेष झरझरा सामग्री से ढककर ध्वनि अवशोषण प्राप्त किया जाता है, जो उनके प्रसार पथ के दौरान आने वाली सतहों से ध्वनि तरंगों के प्रतिबिंब को कम करता है। ध्वनि ऊर्जा, ध्वनि-अवशोषित सामग्री के छिद्रों में प्रवेश करती है, छिद्र की दीवारों से बार-बार परावर्तन के परिणामस्वरूप गर्मी में बदल जाती है। झरझरा और ढीली सामग्री सबसे अधिक तीव्रता से ध्वनि कंपन की ऊर्जा को गर्मी में परिवर्तित करती है, जिसका उपयोग किया जाता है
: उच्च ध्वनि-अवशोषित प्रभाव प्राप्त करना।

45 ध्वनि अवशोषण.

ध्वनि अवशोषण के लिए, ध्वनि कंपन की ऊर्जा को नष्ट करने के लिए निर्माण सामग्री और संरचनाओं की क्षमता का उपयोग किया जाता है। जब ध्वनि तरंगें झरझरा पदार्थ (उदाहरण के लिए, फोम) से बनी ध्वनि-अवशोषित सतह पर गिरती हैं, तो ध्वनिक ऊर्जा का एक महत्वपूर्ण हिस्सा छिद्रों में हवा को कंपन करने में खर्च होता है, जिससे यह गर्म हो जाता है। इस मामले में, ध्वनि कंपन की गतिज ऊर्जा तापीय ऊर्जा में परिवर्तित हो जाती है, जो आसपास के स्थान में नष्ट हो जाती है।

झरझरा और ढीली सामग्री सबसे अधिक तीव्रता से ध्वनि कंपन की ऊर्जा को गर्मी में परिवर्तित करती है, जिसका उपयोग उच्च ध्वनि-अवशोषित प्रभाव प्राप्त करने के लिए किया जाता है।

कंपन अलगाव.

कार्यस्थलों, उपकरणों और भवन संरचनाओं को मशीनों और तंत्रों के संचालन के कारण होने वाले कंपन से बचाने के लिए कंपन अलगाव सुरक्षा प्रभावी तरीकों में से एक है। कंपन अलगाव कंपन सुरक्षा की एक विधि है जिसमें उत्तेजना स्रोत से संरक्षित वस्तु तक कंपन के संचरण को उनके बीच रखे गए उपकरणों (कंपन आइसोलेटर्स) का उपयोग करके कम करना शामिल है।

उनके डिजाइन के दौरान कंपन-प्रूफ मशीनें बनाने के लिए, उन विधियों का उपयोग किया जाता है जो उत्तेजना स्रोत को प्रभावित करके कंपन मापदंडों को कम करते हैं, और एक अंतर्निहित कार्यस्थल वाली मशीनों के लिए, तकनीकी प्रक्रियाओं और औद्योगिक डिजाइन करते समय GOST 12.4.046-78 द्वारा स्थापित अतिरिक्त कंपन विधियों का उपयोग किया जाता है। इमारतों और संरचनाओं, कंपन विशेषताओं के मापदंडों के सबसे कम मूल्यों वाली मशीनें कार्यस्थलों (क्षेत्रों) को दर्ज करती हैं जहां श्रमिकों को कंपन के संपर्क में लाया जा सकता है; कार्यस्थलों पर न्यूनतम कंपन स्तर के निर्माण को ध्यान में रखते हुए एक मशीन प्लेसमेंट योजना विकसित की गई है; कार्यस्थलों पर अपेक्षित कंपन स्तरों की गणना (अनुमान) की गई; कार्यस्थलों पर स्वच्छ कंपन मानकों को सुनिश्चित करने के लिए मशीनों को स्थापित करने के लिए नींव और छत के निर्माण समाधान का चयन किया गया था; मशीनों या ऑपरेटर के कार्यस्थल की कंपन सुरक्षा के आवश्यक साधनों का चयन और गणना की गई, जिससे निर्माण समाधानों के साथ मिलकर कार्यस्थलों पर स्वच्छ कंपन मानकों को सुनिश्चित किया जा सके।

स्प्रिंग वाइब्रेशन आइसोलेटर कम आवृत्तियों पर प्रभावी होते हैं, रबर वाले - उच्च आवृत्तियों (30 हर्ट्ज से अधिक) पर।

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शोरलोचदार मीडिया (ठोस, तरल, गैसीय) में कणों के दोलन आंदोलन के परिणामस्वरूप अलग-अलग आवृत्ति और तीव्रता (शक्ति) की ध्वनियों का एक सेट है।
किसी माध्यम में दोलन गति के प्रसार की प्रक्रिया को ध्वनि तरंग कहा जाता है, और माध्यम का वह क्षेत्र जिसमें ध्वनि तरंगें फैलती हैं उसे ध्वनि क्षेत्र कहा जाता है।
इसमें प्रभाव, यांत्रिक और एयरोहाइड्रोडायनामिक शोर हैं। इम्पैक्ट शोर स्टैम्पिंग, रिवेटिंग, फोर्जिंग आदि के दौरान होता है।
यांत्रिक शोरमशीनों और तंत्रों (कोल्हू, मिल, इलेक्ट्रिक मोटर, कंप्रेसर, पंप, सेंट्रीफ्यूज, आदि) की इकाइयों और भागों के घर्षण और पिटाई के दौरान होता है।
वायुगतिकीय शोरउपकरण और पाइपलाइनों में हवा, गैस या तरल की गति की उच्च गति पर और उनकी गति और दबाव की दिशा में अचानक परिवर्तन के साथ होता है।
ध्वनि की बुनियादी भौतिक विशेषताएँ:
- आवृत्ति एफ (हर्ट्ज),
- ध्वनि दबाव पी (पा),
– तीव्रता या ध्वनि शक्ति I (W/m2),
– ध्वनि शक्ति? (डब्ल्यू)।
ध्वनि तरंगों के प्रसार की गतिवायुमंडल में 20°C पर 344 m/s के बराबर है।
मानव श्रवण अंग 16 से 20,000 हर्ट्ज की आवृत्ति रेंज में ध्वनि कंपन का अनुभव करते हैं। 16 हर्ट्ज (इन्फ्रासाउंड) से कम आवृत्ति और 20,000 (अल्ट्रासाउंड) से ऊपर की आवृत्ति वाले कंपन श्रवण अंगों द्वारा नहीं देखे जाते हैं।
जैसे ही ध्वनि कंपन हवा में फैलता है, विरलन और उच्च दबाव के क्षेत्र समय-समय पर प्रकट होते हैं। अशांत और अबाधित मीडिया में दबाव के अंतर को ध्वनि दबाव P कहा जाता है, जिसे पास्कल (Pa) में मापा जाता है।
ध्वनि तरंग का प्रसार ऊर्जा के स्थानांतरण के साथ होता है। तरंग के प्रसार की दिशा के लंबवत उन्मुख इकाई सतह के माध्यम से प्रति इकाई समय में ध्वनि तरंग द्वारा स्थानांतरित ऊर्जा की मात्रा को तीव्रता या ध्वनि शक्ति I कहा जाता है और इसे W/m 2 में मापा जाता है।
उत्पाद को माध्यम का विशिष्ट ध्वनिक प्रतिरोध कहा जाता है, जो एक माध्यम से दूसरे माध्यम में गुजरते समय ध्वनि तरंगों के प्रतिबिंब की डिग्री के साथ-साथ सामग्री के ध्वनिरोधी गुणों को दर्शाता है।
न्यूनतम ध्वनि तीव्रताजिसे कान द्वारा समझा जाता है उसे श्रवण दहलीज कहा जाता है। मानक तुलना आवृत्ति 1000 हर्ट्ज है। इस आवृत्ति पर, श्रवण सीमा I 0 = 10-12 W/m 2 है, और संबंधित ध्वनि दबाव P 0 = 2*10 -5 Pa है। अधिकतम ध्वनि तीव्रता, जिस पर श्रवण अंग को दर्द का अनुभव होने लगता है, उसे दर्द सीमा कहा जाता है, जो 10 2 W/m 2 के बराबर होता है, और संबंधित ध्वनि दबाव P = 2 * 10 2 Pa होता है।
चूँकि मनुष्यों द्वारा सुनाई देने वाली ध्वनि की तीव्रता और ध्वनि दबाव में परिवर्तन बहुत बड़ा है और क्रमशः 10 14 और 10 7 गुना है, इसलिए ध्वनि का मूल्यांकन करने के लिए ध्वनि की तीव्रता या ध्वनि दबाव के पूर्ण मूल्यों का उपयोग करना बेहद असुविधाजनक है।
शोर के स्वच्छ मूल्यांकन के लिए, इसकी तीव्रता और ध्वनि दबाव को पूर्ण भौतिक मात्रा में नहीं, बल्कि एक आवृत्ति के साथ एक मानक स्वर की श्रवण सीमा के अनुरूप सशर्त शून्य स्तर तक इन मात्राओं के अनुपात के लघुगणक में मापने की प्रथा है। 1000 हर्ट्ज. अनुपातों के इन लघुगणकों को तीव्रता और ध्वनि दबाव स्तर कहा जाता है, जिन्हें बेल्स (बी) में व्यक्त किया जाता है। चूँकि मानव श्रवण अंग ध्वनि की तीव्रता के स्तर में 0.1 बेल्स के परिवर्तन को पहचानने में सक्षम है, व्यावहारिक उपयोग के लिए 10 गुना छोटी इकाई अधिक सुविधाजनक है - डेसिबल(डीबी).
डेसीबल में ध्वनि की तीव्रता का स्तर L सूत्र द्वारा निर्धारित किया जाता है

एल=10एलजी(आई/आई ओ) .

चूँकि ध्वनि की तीव्रता ध्वनि दबाव के वर्ग के समानुपाती होती है, इसलिए इस सूत्र को ^ के रूप में भी लिखा जा सकता है

एल=10एलजी(पी 2 /पी ओ 2)=20एलजी(पी/पी ओ), डीबी.

शोर के स्तर को मापने के लिए लॉगरिदमिक पैमाने का उपयोग करने से आप I और P मानों की एक बड़ी श्रृंखला को 0 से 140 डीबी तक लॉगरिदमिक मानों के अपेक्षाकृत छोटे अंतराल में फिट कर सकते हैं।
ध्वनि दबाव सीमापी 0 श्रवण सीमा एल = 0 डीबी से मेल खाता है, दर्द सीमा 120-130 डीबी है। शोर, भले ही छोटा (50-60 डीबी) हो, तंत्रिका तंत्र पर एक महत्वपूर्ण भार पैदा करता है, जिसका मनोवैज्ञानिक प्रभाव पड़ता है। 140-145 डीबी से अधिक शोर के संपर्क में आने पर कान का पर्दा फट सकता है।
कुल ध्वनि दबाव स्तर एल समान ध्वनि दबाव स्तर ली के साथ कई ध्वनि स्रोतों द्वारा बनाया गया है, सूत्र द्वारा गणना की जाती है

एल=एल आई +10एलजी एन , डीबी,

जहाँ n समान ध्वनि दबाव स्तर वाले शोर स्रोतों की संख्या है।
इसलिए, उदाहरण के लिए, यदि शोर दो समान शोर स्रोतों द्वारा उत्पन्न होता है, तो उनका कुल शोर उनमें से प्रत्येक से अलग से 3 डीबी अधिक है।
ध्वनि की तीव्रता के स्तर के आधार पर, इस ध्वनि की तीव्रता की शारीरिक अनुभूति का आकलन करना अभी भी असंभव है, क्योंकि हमारा श्रवण अंग विभिन्न आवृत्तियों की ध्वनियों के प्रति असमान रूप से संवेदनशील है; समान शक्ति की, लेकिन विभिन्न आवृत्तियों की ध्वनियाँ असमान रूप से तेज़ लगती हैं। उदाहरण के लिए, 100 हर्ट्ज की आवृत्ति और 50 डीबी की ताकत वाली ध्वनि को 1000 हर्ट्ज की आवृत्ति और 20 डीबी की ताकत वाली ध्वनि के समान ही तेज़ माना जाता है। इसलिए, विभिन्न आवृत्तियों की ध्वनियों की तुलना करने के लिए, ध्वनि तीव्रता स्तर की अवधारणा के साथ, एक पारंपरिक इकाई - पृष्ठभूमि - के साथ तीव्रता स्तर की अवधारणा पेश की गई थी। एक पृष्ठभूमि 1000 हर्ट्ज की आवृत्ति और 1 डीबी की तीव्रता के स्तर पर ध्वनि की मात्रा है। 1000 हर्ट्ज की आवृत्ति पर, वॉल्यूम स्तर ध्वनि दबाव स्तर के बराबर माना जाता है।
चित्र में. चित्र 1 ध्वनि की व्यक्तिपरक अनुभूति के अनुसार विभिन्न आवृत्तियों की ध्वनियों का मूल्यांकन करने के लिए श्रवण अंग के गुणों के अध्ययन के परिणामों से प्राप्त ध्वनियों की समान तीव्रता के वक्र दिखाता है। ग्राफ से पता चलता है कि हमारे कान की संवेदनशीलता 800-4000 हर्ट्ज़ की आवृत्तियों पर सबसे अधिक है, और सबसे कम 20-100 हर्ट्ज़ पर है।

आमतौर पर, शोर और कंपन मापदंडों का मूल्यांकन ऑक्टेव बैंड में किया जाता है। एक सप्तक को बैंडविड्थ के रूप में लिया जाता है, अर्थात। आवृत्ति अंतराल जिसमें उच्चतम आवृत्ति f 2 सबसे कम f 1 से दोगुनी बड़ी है। ज्यामितीय माध्य आवृत्ति को संपूर्ण बैंड की विशेषता बताने वाली आवृत्ति के रूप में लिया जाता है। सप्तक बैंड की ज्यामितीय माध्य आवृत्तियाँ GOST 12.1.003-83 द्वारा मानकीकृत " शोर। सामान्य सुरक्षा आवश्यकताएँ"और 45-90, 90-180, 180-355, 355-710, 710-1400, 1400-2800, 2800- की संबंधित कटऑफ आवृत्तियों के साथ 63, 125, 250, 500, 1000, 2000, 4000 और 8000 हर्ट्ज हैं। 5600, 5600-11200.
शोर की विशेषता बताने वाली मात्राओं की उसकी आवृत्ति पर निर्भरता को शोर का आवृत्ति स्पेक्ट्रम कहा जाता है। मनुष्यों पर शोर के प्रभाव के शारीरिक मूल्यांकन की सुविधा के लिए, निम्न-आवृत्ति (300 हर्ट्ज तक), मध्य-आवृत्ति (300-800 हर्ट्ज) और उच्च-आवृत्ति (800 हर्ट्ज से ऊपर) शोर को प्रतिष्ठित किया जाता है।
गोस्ट 12.1.003-83 और एसएन 9-86 आरबी 98" कार्यस्थलों पर शोर। अधिकतम अनुमेय स्तर"शोर को स्पेक्ट्रम की प्रकृति और उसकी क्रिया की अवधि के अनुसार वर्गीकृत करता है।
स्पेक्ट्रम की प्रकृति से:
- ब्रॉडबैंड, यदि इसका निरंतर स्पेक्ट्रम एक सप्तक से अधिक चौड़ा है,
- तानवाला, यदि स्पेक्ट्रम में स्पष्ट असतत स्वर हों। इस मामले में, व्यावहारिक उद्देश्यों के लिए शोर की टोनल प्रकृति एक तिहाई ऑक्टेव आवृत्ति बैंड में माप द्वारा स्थापित की जाती है (एक तिहाई ऑक्टेव बैंड के लिए, एक बैंड में ध्वनि दबाव स्तर पड़ोसी से कम से कम 10 डीबी अधिक होता है।
समय की विशेषताओं के अनुसार:
- स्थिर, जिसका ध्वनि स्तर समय के साथ 8 घंटे के कार्य दिवस में 5 डीबी से अधिक नहीं बदलता है,
- अस्थिर, जिसका ध्वनि स्तर समय के साथ 8 घंटे के कार्य दिवस में 5 डीबी से अधिक बदलता है।
परिवर्तनशील शोरों को विभाजित किया गया है:
समय में उतार-चढ़ाव, जिसका ध्वनि स्तर समय के साथ लगातार बदलता रहता है;
रुक-रुक कर, जिसका ध्वनि स्तर चरणबद्ध रूप से बदलता है (5 डीबी या अधिक);
पल्स, जिसमें एक या अधिक ध्वनि संकेत शामिल होते हैं, प्रत्येक 1 सेकंड से कम समय तक चलता है।
मनुष्यों के लिए सबसे बड़ा ख़तरा तानवाला, उच्च-आवृत्ति और रुक-रुक कर होने वाला शोर है।
प्रसार की विधि के अनुसार अल्ट्रासाउंड को विभाजित किया गया है:
- हवाई (एयरबोर्न अल्ट्रासाउंड);
- ठोस और तरल मीडिया (संपर्क अल्ट्रासाउंड) के संपर्क में आने से फैलता है।
अल्ट्रासोनिक आवृत्ति रेंज को इसमें विभाजित किया गया है:
- कम आवृत्ति दोलन (1.12*10 4 - 1*10 5 हर्ट्ज);
– उच्च-आवृत्ति (1*10 5 - 1*10 9 हर्ट्ज)।
अल्ट्रासाउंड के स्रोत उत्पादन उपकरण हैं जिनमें तकनीकी प्रक्रिया, तकनीकी नियंत्रण और माप करने के लिए अल्ट्रासोनिक कंपन उत्पन्न होते हैं, साथ ही ऐसे उपकरण भी होते हैं जिनके संचालन के दौरान अल्ट्रासाउंड एक सहवर्ती कारक के रूप में उत्पन्न होता है।
वायु अल्ट्रासाउंड के लक्षण GOST 12.1.001 के अनुसार कार्यस्थल पर " अल्ट्रासाउंड. सामान्य सुरक्षा आवश्यकताएँ"और एसएन 9-87 आरबी 98" हवाई अल्ट्रासाउंड. कार्यस्थलों में अधिकतम अनुमेय स्तर" ज्यामितीय माध्य आवृत्तियों 12.5; 16.0; 20.0; 25.0; 31.5; 40.0; 50.00; 63.0; 80.0; 100.0 kHz के साथ एक तिहाई सप्तक बैंड में ध्वनि दबाव स्तर हैं।
संपर्क अल्ट्रासाउंड के लक्षण GOST 12.1.001 और एसएन 9-88 आरबी 98 के अनुसार " संपर्क द्वारा प्रसारित अल्ट्रासाउंड। कार्यस्थलों में अधिकतम अनुमेय स्तर" ज्यामितीय माध्य आवृत्तियों 8; 16; 31.5; 63; 125; 250; 500; 1000; 2000; 4000; 8000; 16000; 31500 किलोहर्ट्ज़ के साथ सप्तक बैंड में शिखर कंपन वेग मान या कंपन वेग स्तर हैं।
कंपन- ये ठोस पिंडों के कंपन हैं - उपकरण, मशीनों, उपकरणों, संरचनाओं के हिस्से, जिन्हें मानव शरीर झटके के रूप में मानता है। कंपन अक्सर श्रव्य शोर के साथ होते हैं।
प्रति व्यक्ति संचरण के माध्यम सेकंपन को विभाजित किया गया है स्थानीयऔर सामान्य.
सामान्य कंपन सहायक सतहों के माध्यम से खड़े या बैठे व्यक्ति के शरीर तक प्रेषित होता है। सामान्य कंपन की सबसे खतरनाक आवृत्ति 6-9 हर्ट्ज की सीमा में होती है, क्योंकि यह मानव आंतरिक अंगों के कंपन की प्राकृतिक आवृत्ति से मेल खाती है, जिसके परिणामस्वरूप प्रतिध्वनि हो सकती है।
स्थानीय (स्थानीय) कंपनमानव हाथों के माध्यम से प्रेषित। स्थानीय कंपन में वह कंपन भी शामिल हो सकता है जो बैठे हुए व्यक्ति के पैरों और कार्य तालिकाओं की कंपन सतहों के संपर्क में आने वाले अग्रबाहुओं को प्रभावित करता है।
श्रमिकों को प्रेषित स्थानीय कंपन के स्रोत हो सकते हैं: इंजन वाली हाथ से चलने वाली मशीनें या हाथ से पकड़े जाने वाले बिजली उपकरण; मशीनों और उपकरणों का नियंत्रण; हाथ उपकरण और वर्कपीस।
सामान्य कंपनइसकी घटना के स्रोत के आधार पर, इसे इसमें विभाजित किया गया है:
श्रेणी 1 का सामान्य कंपन - परिवहन, स्व-चालित और अनुगामी मशीनों में कार्यस्थल पर एक व्यक्ति को प्रभावित करना, इलाके, सड़कों और कृषि पृष्ठभूमि पर वाहन चलाते समय वाहन;
श्रेणी 2 का सामान्य कंपन - परिवहन और तकनीकी, उत्पादन परिसरों, औद्योगिक स्थलों और खदान कामकाज की विशेष रूप से तैयार सतहों पर चलने वाली मशीनों में कार्यस्थलों पर लोगों को प्रभावित करना;
श्रेणी 3 का सामान्य कंपन - तकनीकी, स्थिर मशीनों के पास कार्यस्थल में किसी व्यक्ति को प्रभावित करना या कार्यस्थलों पर प्रेषित जहां कंपन के स्रोत नहीं हैं।
सामान्य श्रेणी 3 के कंपन को स्थान के अनुसार निम्नलिखित प्रकारों में विभाजित किया गया है:
3ए - उद्यमों के औद्योगिक परिसरों के स्थायी कार्यस्थलों पर;
3बी - गोदामों, कैंटीनों, घरेलू, ड्यूटी रूम और अन्य सहायक उत्पादन परिसरों में कार्यस्थलों पर, जहां कंपन उत्पन्न करने वाली मशीनें नहीं हैं;
3सी - संयंत्र प्रबंधन, डिजाइन ब्यूरो, प्रयोगशालाओं, प्रशिक्षण केंद्रों, कंप्यूटर केंद्रों, स्वास्थ्य केंद्रों, कार्यालय परिसरों और मानसिक श्रमिकों के अन्य परिसरों के प्रशासनिक और सेवा परिसरों में कार्यस्थलों पर।
समय की विशेषताओं के अनुसार कंपन को विभाजित किया गया है:
- एक स्थिरांक जिसके लिए अवलोकन समय (कम से कम 10 मिनट या तकनीकी चक्र समय) के दौरान वर्णक्रमीय या आवृत्ति-सही सामान्यीकृत पैरामीटर 1 एस के समय स्थिरांक के साथ मापा जाने पर 2 गुना (6 डीबी) से अधिक नहीं बदलता है;
- गैर-निरंतर कंपन, जिसके लिए अवलोकन समय (कम से कम 10 मिनट या तकनीकी चक्र समय) के दौरान वर्णक्रमीय या आवृत्ति-सही सामान्यीकृत पैरामीटर 1 एस के समय स्थिरांक के साथ मापा जाने पर 2 गुना (6 डीबी) से अधिक बदलता है।
कंपन की विशेषता वाले मुख्य पैरामीटर:
- आवृत्ति एफ (हर्ट्ज);
– विस्थापन आयाम ए (एम) (संतुलन स्थिति से दोलन बिंदु के सबसे बड़े विचलन का परिमाण);
– दोलन गति वी (एम/एस); दोलन त्वरण ए (एम/एस 2)।
शोर की तरह, मनुष्यों द्वारा महसूस की जाने वाली कंपन आवृत्तियों के पूरे स्पेक्ट्रम को 1, 2, 4, 8, 16, 32, 63, 125, 250, 500, 1000, 2000 हर्ट्ज की ज्यामितीय औसत आवृत्तियों के साथ ऑक्टेव बैंड में विभाजित किया गया है।
चूँकि थ्रेशोल्ड मानों से कंपन मापदंडों में परिवर्तन की सीमा, जिस पर यह वास्तविक मानों के लिए खतरनाक नहीं है, बड़ी है, इन मापदंडों के अमान्य मानों और वास्तविक मानों के अनुपात के लघुगणक को मापना अधिक सुविधाजनक है ​दहलीज वालों के लिए. इस मान को पैरामीटर का लॉगरिदमिक स्तर कहा जाता है, और इसकी माप की इकाई डेसीबल (डीबी) है।

कंपन का कारण मशीनों और इकाइयों के संचालन के दौरान होने वाले असंतुलित बल प्रभाव हैं। कुछ मामलों में, उनके स्रोत घूमने वाले हिस्से हैं (इंजन और कंप्रेसर में क्रैंक तंत्र, हाथ के हथौड़ों में स्ट्राइकर, कंक्रीट और डामर-कंक्रीट मिश्रण को कॉम्पैक्ट करने के लिए कंपन तंत्र, कंपन करने वाले रैमर, फाउंड्री में वाइब्रोफॉर्मिंग इकाइयां, वेल्डेड जोड़ों को फोर्ज करने के लिए इकाइयां आदि) .); अन्य मामलों में, असंतुलित घूर्णन द्रव्यमान (हाथ से पकड़े जाने वाले इलेक्ट्रिक और वायवीय ग्राइंडर, मशीन टूल्स के काटने के उपकरण, आदि)। कभी-कभी कंपन भागों (गियरबॉक्स के गियर, असर इकाइयां, कपलिंग, आदि) के प्रभाव से उत्पन्न होते हैं।

सभी मामलों में असंतुलन की उपस्थिति से असंतुलित केन्द्रापसारक बलों की उपस्थिति होती है, जिससे कंपन होता है। असंतुलन का कारण घूमने वाले पिंड की सामग्री की असमानता, पिंड के द्रव्यमान के केंद्र और घूर्णन की धुरी के बीच बेमेल होना, गर्म और ठंडे लैंडिंग के दौरान असमान हीटिंग के कारण भागों का विरूपण आदि हो सकता है।

साइनसॉइडल नियम के अनुसार होने वाले कंपन को दर्शाने वाले मुख्य पैरामीटर हैं: विस्थापन आयाम एक्सएम - संतुलन स्थिति से दोलन बिंदु के सबसे बड़े विचलन का परिमाण; दोलन गति का आयाम वीएम - दोलन बिंदु की गति का अधिकतम मूल्य; दोलन त्वरण का आयाम am - दोलन बिंदु के त्वरण मूल्यों का अधिकतम; दोलन अवधि T प्रणाली की दो क्रमिक समान अवस्थाओं के बीच का समय अंतराल है; हर्ट्ज़ में आवृत्ति f, ज्ञात संबंध f = 1/T द्वारा अवधि से संबंधित है।

साइनसॉइडल दोलनों के मामले में विस्थापन सूत्र x=xm पाप (wt + φ) द्वारा निर्धारित किया जाता है, जहां w गोलाकार आवृत्ति (w = 2πf) है; φ-प्रारंभिक चरण. श्रम सुरक्षा के अधिकांश कार्यों में, प्रारंभिक चरण कोई मायने नहीं रखता और इस पर ध्यान नहीं दिया जा सकता है।

विस्थापन, वेग और त्वरण के बीच संबंध निम्नलिखित अभिव्यक्तियों द्वारा दिया गया है: v = x = jwx; a = x = v = -w2x, जहां j = √-1 समय में कोण π/2 द्वारा दोलन वेक्टर को घुमाने के लिए ऑपरेटर।

सामान्य स्थिति में, कंपन को दर्शाने वाली एक भौतिक मात्रा (उदाहरण के लिए, दोलन गति) समय का कुछ कार्य है: v = v (t)। गणितीय सिद्धांत से पता चलता है कि ऐसी प्रक्रिया को विभिन्न अवधियों और आयामों के साथ अनिश्चित काल तक चलने वाले साइनसॉइडल दोलनों के योग के रूप में दर्शाया जा सकता है। एक आवधिक प्रक्रिया के मामले में, इन घटकों की आवृत्तियाँ प्रक्रिया की मौलिक आवृत्ति के गुणज हैं: fn = nf1, जहां n = 1, 2, 3, ..., f1 प्रक्रिया की मौलिक आवृत्ति है, और हार्मोनिक्स के आयाम ज्ञात फूरियर श्रृंखला विस्तार सूत्रों का उपयोग करके निर्धारित किए जाते हैं। यदि प्रक्रिया में एक निश्चित अवधि (यादृच्छिक या अल्पकालिक एकल प्रक्रियाएं) नहीं होती है, तो ऐसे साइनसॉइडल घटकों की संख्या असीम रूप से बड़ी हो जाती है, और उनकी आवृत्तियों को लगातार वितरित किया जाता है, जबकि आयाम फूरियर इंटीग्रल के अनुसार विस्तार द्वारा निर्धारित होते हैं सूत्र.

इस प्रकार, एक आवधिक या अर्ध-आवधिक दोलन प्रक्रिया का स्पेक्ट्रम अलग होता है (चित्र 27ए), और एक यादृच्छिक या अल्पकालिक एकल प्रक्रिया का स्पेक्ट्रम निरंतर होता है (चित्र 27, बी)। अक्सर, ड्राइव के संचालन के कारण मौलिक दोलन आवृत्ति असतत स्पेक्ट्रम में सबसे स्पष्ट रूप से व्यक्त की जाती है। यदि प्रक्रिया कई आवधिक प्रक्रियाओं का योग है, तो इसके स्पेक्ट्रम में व्यक्तिगत घटकों की आवृत्तियाँ एक-दूसरे की गुणज नहीं हो सकती हैं, अर्थात, एक अर्ध-आवधिक प्रक्रिया होती है (चित्र 27, ए)। यदि प्रक्रिया कई आवधिक और यादृच्छिक प्रक्रियाओं का योग है, तो इसका स्पेक्ट्रम मिश्रित होता है, अर्थात, इसे एक दूसरे पर आरोपित निरंतर और असतत स्पेक्ट्रा के रूप में दर्शाया जाता है (चित्र 27, सी)।

चावल। 27. कंपन स्पेक्ट्रा: ए - असतत; बी - ठोस; में - मिश्रित

श्रम सुरक्षा के मामलों में, इंद्रियों के विशिष्ट गुणों के कारण, कंपन को चिह्नित करने वाले मापदंडों के प्रभावी मूल्य निर्णायक होते हैं। इस प्रकार, दोलन वेग का प्रभावी मूल्य औसत समय के दौरान तात्कालिक वेग मूल्यों का मूल माध्य वर्ग है

इस प्रकार, कंपन को चिह्नित करने के लिए, मापदंडों के प्रभावी मूल्यों के स्पेक्ट्रा या बाद के औसत वर्गों का उपयोग किया जाता है। किसी व्यक्ति पर विभिन्न आवृत्तियों या व्यक्तिगत स्रोतों के दोलनों के कुल प्रभाव का आकलन करते समय, यह ध्यान में रखा जाना चाहिए कि असंगत दोलनों को जोड़ते समय, परिणामी दोलन गति (त्वरण, विस्थापन) को व्यक्तिगत घटकों की शक्तियों के ऊर्जा योग द्वारा पाया जाता है। स्पेक्ट्रम (या व्यक्तिगत स्रोत) या, वही चीज़, माध्य वर्गों का योग, जहां n स्पेक्ट्रम में घटकों की संख्या है।

इसके अनुसार, प्रक्रिया का परिणामी प्रभावी मूल्य अभिव्यक्ति द्वारा निर्धारित होता है

एक सतत स्पेक्ट्रम की छवि को प्राथमिक आवृत्ति बैंड की चौड़ाई Δf के बारे में अनिवार्य आरक्षण की आवश्यकता होती है, जिससे छवि संबंधित होती है। यदि f1 किसी दिए गए आवृत्ति बैंड की निचली सीमा आवृत्ति है, f2 ऊपरी सीमा आवृत्ति है, तो ज्यामितीय माध्य को संपूर्ण बैंड की विशेषता वाली आवृत्ति के रूप में लिया जाता है।

आवृत्ति fсг=√f1f2

कंपन ध्वनिक अनुसंधान के अभ्यास में, कंपन आवृत्तियों की पूरी श्रृंखला को ऑक्टेव श्रेणियों में विभाजित किया गया है। सप्तक श्रेणी में, ऊपरी सीमा आवृत्ति निचली आवृत्ति f2/f2 = 2 से दोगुनी है।

कंपन विश्लेषण एक तिहाई सप्तक में भी किया जा सकता है आवृत्ति बैंड. तीसरे सप्तक में .

ऑक्टेव कंपन आवृत्ति बैंड की ज्यामितीय माध्य आवृत्तियाँ मानकीकृत हैं और ये हैं: 1, 2, 4, 8, 16, 32, 63, 125, 250, 500, 1000, 2000 हर्ट्ज।

यह ध्यान में रखते हुए कि कंपन को चिह्नित करने वाले मापदंडों के पूर्ण मान बहुत व्यापक रेंज में भिन्न होते हैं, पैरामीटर स्तर की अवधारणा का उपयोग वाइब्रोकॉस्टिक अनुसंधान के अभ्यास में किया जाता है।

एक पैरामीटर का स्तर पैरामीटर के निरपेक्ष मान और उसके एक निश्चित मान का लघुगणकीय अनुपात है, जिसे संदर्भ बिंदु (संदर्भ या थ्रेशोल्ड मान) के रूप में चुना जाता है। स्तर डेसीबल (डीबी) में मापा जाता है।

दोलन गति स्तर (डीबी)

जहां दोलन वेग v2 का माध्य वर्ग संगत आवृत्ति बैंड में लिया जाता है; v0 - अंतरराष्ट्रीय समझौते द्वारा चयनित दोलन वेग (एम/एस) का संदर्भ या सीमा मूल्य:

v0 = 5*10-8.

कंपन वेग स्तर Lv1 और Lv2 (dB) द्वारा विशेषता वाली दो दोलन प्रक्रियाओं की तुलना करते समय, हमारे पास क्रमशः इन समीकरणों के अंतर के लिए अभिव्यक्ति होती है

कंपन वेग स्तरों का स्पेक्ट्रा कंपन की मुख्य विशेषताएं हैं।

सामान्य एवं स्थानीय (स्थानीय) कंपन होते हैं। सामान्य कंपन के कारण पूरा शरीर हिल जाता है, स्थानीय कंपन में अन्य प्रकार के उपकरणों से कंपन शामिल होता है। जो लोग हाथ से पकड़े जाने वाले मशीनीकृत बिजली और वायवीय उपकरणों (वेल्ड की सफाई, ट्रिमिंग कास्टिंग, रिवेटिंग, पीसने आदि) के साथ काम करते हैं, वे स्थानीय कंपन के संपर्क में आते हैं। कुछ मामलों में, एक कर्मचारी एक साथ सामान्य और स्थानीय कंपन (संयुक्त कंपन) के संपर्क में आ सकता है, उदाहरण के लिए, जब सड़क निर्माण मशीनों और वाहनों पर काम कर रहा हो।

0.7 हर्ट्ज (रोलिंग) से कम आवृत्ति वाले सामान्य कंपन, हालांकि अप्रिय, कंपन रोग का कारण नहीं बनते हैं। मानव शरीर और उसके अलग-अलग आंतरिक अंग इस मामले में पारस्परिक आंदोलनों का अनुभव किए बिना, एक पूरे के रूप में चलते हैं। ऐसे कंपन का परिणाम समुद्री बीमारी है, जो संतुलन अंगों के सामान्य कामकाज में व्यवधान के कारण होता है।

शरीर के विभिन्न आंतरिक अंगों और अलग-अलग हिस्सों (उदाहरण के लिए, सिर या हृदय) को एक निश्चित संकेंद्रित द्रव्यमान के साथ दोलन प्रणाली के रूप में माना जा सकता है, जो कुछ लोचदार गुणों और समानांतर प्रतिरोधों के समावेश के साथ "स्प्रिंग्स" से जुड़ा होता है। यह स्पष्ट है कि ऐसी प्रणाली में कई प्रतिध्वनियाँ होती हैं, जिनकी आवृत्तियाँ (कंपन की व्यक्तिपरक धारणा) कार्यकर्ता के शरीर की स्थिति ("खड़े होना" या "बैठना") पर भी निर्भर करती हैं।

4-6 हर्ट्ज की आवृत्तियों पर अनुनाद कंधे की कमर, कूल्हों ("खड़े" स्थिति में), और आधार के सापेक्ष सिर ("खड़े" स्थिति में) के कंपन से मेल खाता है; 25-30 हर्ट्ज की आवृत्तियों पर - कंधों के सापेक्ष सिर (बैठने की स्थिति)। अधिकांश आंतरिक अंगों के लिए, प्राकृतिक आवृत्तियाँ 6-9 हर्ट्ज़ की सीमा में होती हैं। संकेतित आवृत्तियों के साथ कार्यस्थलों के कंपन बहुत खतरनाक हैं, क्योंकि वे यांत्रिक क्षति और यहां तक ​​कि इन अंगों के टूटने का कारण बन सकते हैं। गुंजयमान या निकट-अनुनाद क्षेत्र में सामान्य कंपन का व्यवस्थित संपर्क कंपन रोग का कारण हो सकता है - शरीर के शारीरिक कार्यों में लगातार विकार, जो मुख्य रूप से केंद्रीय तंत्रिका तंत्र पर कंपन के प्रभाव के कारण होता है। ये विकार सिरदर्द, चक्कर आना, खराब नींद, प्रदर्शन में कमी, खराब स्वास्थ्य और हृदय संबंधी शिथिलता के रूप में प्रकट होते हैं।

स्थानीय कंपन से संवहनी ऐंठन होती है, जो उंगलियों के अंतिम भाग से शुरू होकर पूरे हाथ, अग्रबाहु तक फैलती है और हृदय की वाहिकाओं को ढक देती है। नतीजतन, परिधीय रक्त आपूर्ति में व्यवधान उत्पन्न होता है - चरम सीमाओं तक रक्त की आपूर्ति में गिरावट। इसी समय, तंत्रिका अंत, मांसपेशियों और हड्डी के ऊतकों पर कंपन का प्रभाव देखा जाता है, जो बिगड़ा हुआ त्वचा संवेदनशीलता, मांसपेशियों के टेंडन के अस्थिभंग, हाथों और उंगलियों के जोड़ों में दर्द और नमक जमा होने में व्यक्त होता है, जिससे विकृति होती है। और जोड़ों की गतिशीलता कम हो गई। ये सभी परिवर्तन ठंड के मौसम में बढ़ जाते हैं और गर्म मौसम में कम हो जाते हैं। उसी समय, सामान्य कंपन की तरह, केंद्रीय तंत्रिका तंत्र की गतिविधि में गड़बड़ी देखी जाती है।

कंपन रोग व्यावसायिक रोगों के समूह से संबंधित है, जिसका प्रभावी उपचार केवल प्रारंभिक अवस्था में ही संभव है, और बिगड़ा हुआ कार्यों की बहाली बहुत धीरे-धीरे होती है, और विशेष रूप से गंभीर मामलों में, शरीर में अपरिवर्तनीय परिवर्तन होते हैं, जिससे विकलांगता हो जाती है।

उपयोगी जानकारी: