Efectul vibrațiilor asupra corpului uman. Caracteristicile fizice ale vibrațiilor

Vibrație– mișcarea oscilatorie a unui punct material sau a unui sistem mecanic. Motivul excitării vibrațiilor este efectele de forță dezechilibrate care apar în timpul funcționării mașinilor și unităților, excitația cinematică în timpul mișcării Vehicul pe o potecă denivelată etc.

Principalii parametri fizici ai vibrației sunt:

Frecvența f 0, Hz;

Perioada de oscilație T, s;

Amplitudinea deplasării vibrațiilor A, m;

Amplitudinea vitezei oscilatorii V, m/s;

Amplitudinea accelerației oscilatorii W, m/s 2.

Acești parametri depind de următoarele:

Frecvența de bază a spectrului de limitare pentru vibrația generală este de 63 Hz, pentru vibrația locală este de 125 Hz

Caracteristicile igienice ale vibrației, care determină impactul acesteia asupra oamenilor, sunt valorile pătrate medii ale vitezei vibrației și nivelurile sale logaritmice. Vibrația este estimată prin ecuația logaritmică a vitezei vibrației în decibeli.

Nivelul logaritmic al vitezei de vibrație este determinat de expresia: (3)

unde: V 0 – valoarea de prag a vitezei de vibrație egală cu 5 10 –8 m/s.

Valoarea prag a vitezei de vibrație este valoarea vitezei de vibrație la care o persoană abia începe să simtă efectul vibrației.

Nivelul logaritmic al accelerației vibrațiilor se calculează folosind formula: , dB (4)

unde W o este valoarea de prag a accelerației vibrațiilor, W o =3 10 –4, m/s 2.

Clasificarea vibrațiilor

Conform metodei de transmitere către o persoană, vibrațiile sunt împărțite în general, transmise prin suprafețe de susținere către corpul unei persoane care stă sau om în picioare, și local, transmis prin mâinile omului.

În direcția de acțiune, apare vibrația - care acționează de-a lungul axelor sistemului de coordonate ortogonal X, Y, Z - pentru vibrația generală, unde Z - axa verticala, și A" și U- axele orizontale; acționând de-a lungul întregului sistem de coordonate ortogonal X p, Y p, Z p - pentru vibrații locale, unde axa X p coincide cu axa zonelor de prindere (mâner, volan etc.), iar axa Z p se află în planul format din axa X„ și direcția de alimentare sau aplicare a forței.Vibrația generală, în funcție de sursa apariției ei, se împarte în vibrații de transport, care apare ca urmare a deplasării pe teren; transport și tehnic, care apare în timpul funcționării mașinilor care efectuează o operațiune tehnologică în poziție staționară sau la deplasarea printr-o porțiune special pregătită a unei unități de producție sau a unui sit industrial; tehnologic, care apare în timpul funcţionării maşinilor staţionare sau. transmise la locurile de muncă care nu au surse de vibrații.

43.trecerea unei unde sonore printr-un obstacol

Unde sonore atunci când întâlnesc un obstacol, acestea sunt reflectate și parțial refractate. O parte din energia refracta este absorbita in materialul bariera. Partea rămasă a energiei sonore pătrunde în barieră (Fig. 11.2). Numărul de reflexii și refracții ale energiei depinde de frecvența vibrațiilor, de unghiul de incidență al frontului de undă asupra obstacolului și de proprietățile fizice ale structurilor înconjurătoare.

Capacitatea materialelor și structurilor de a absorbi energia sonoră este caracterizată de coeficientul de absorbție a sunetului a, care este egal cu raportul dintre energia sonoră absorbită de material. E potl, la energia acustică incidentă 4,a D:

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

Orez. 11.2. modele de reflexie, absorbție și transmitere a energiei sonore la întâlnirea unui obstacol (E ppd - energia sonoră incidentă: E neg - energia sonoră reflectată de barieră; E absorb - energia sonoră trecută dincolo de barieră)

Izolarea fonică.

Izolarea fonică – utilizarea barierelor izolate fonic de-a lungul căilor de zgomot din aer. Efectul de reducere a zgomotului se realizează prin reflectarea undelor sonore de la barierele de izolare fonică. Absorbția sunetului se realizează prin acoperirea suprafețelor închise ale încăperii cu materiale poroase speciale, care reduc reflexia undelor sonore de pe suprafețele pe care le întâlnesc de-a lungul căilor de propagare. Energia sonoră, care pătrunde în porii materialelor fonoabsorbante, se transformă în căldură ca urmare a reflexiei repetate din pereții porilor. Materialele poroase și libere transformă cel mai intens energia vibrațiilor sonore în căldură, pentru care sunt folosite
: obținerea unui efect de absorbție a sunetului ridicat.

45 Absorbția sunetului.

Pentru absorbția sunetului, se folosește capacitatea materialelor și structurilor de construcție de a disipa energia vibrațiilor sonore. Când undele sonore cad pe o suprafață absorbantă din material poros (de exemplu, spumă), o parte semnificativă a energiei acustice este cheltuită pentru a provoca vibrarea aerului din pori, ceea ce îl face să se încălzească. În acest caz, energia cinetică a vibrațiilor sonore este transformată în energie termică, care este disipată în spațiul înconjurător.

Materialele poroase și libere transformă cel mai intens energia vibrațiilor sonore în căldură, care sunt utilizate pentru a obține un efect de absorbție a sunetului ridicat.

Izolarea vibrațiilor.

Protecția de izolare a vibrațiilor este una dintre modalitățile eficiente de a proteja locurile de muncă, echipamentele și structurile clădirii de vibrațiile cauzate de funcționarea mașinilor și mecanismelor. Izolarea vibrațiilor este o metodă de protecție împotriva vibrațiilor care constă în reducerea transmiterii vibrațiilor de la sursa de excitație la obiectul protejat cu ajutorul unor dispozitive (izolatoare de vibrații) plasate între ele.

Pentru a crea mașini rezistente la vibrații în timpul proiectării, sunt utilizate metode care reduc parametrii de vibrație prin influențarea sursei de excitație, iar pentru mașinile cu un loc de muncă încorporat, metode suplimentare de vibrație stabilite de GOST 12.4.046-78 La proiectarea proceselor tehnologice și industriale clădiri și construcții, mașini cu cele mai mici valori ale parametrilor caracteristicilor vibrațiilor înregistrate locurile de muncă (zonele) în care lucrătorii pot fi expuși la vibrații; a fost elaborată o schemă de amplasare a mașinilor ținând cont de crearea unor niveluri minime de vibrație la locurile de muncă; au fost efectuate calcule (estimări) ale nivelurilor de vibrații așteptate la locurile de muncă; au fost selectate soluții de construcție pentru fundații și tavane pentru instalarea mașinilor pentru a asigura standarde igienice de vibrații la locurile de muncă; au fost selectate și calculate mijloacele necesare de protecție împotriva vibrațiilor mașinilor sau a locului de muncă al operatorului, permițând, împreună cu soluțiile de construcție, să se asigure standarde igienice de vibrații la locurile de muncă.

Izolatoarele de vibrații cu arc sunt eficiente la frecvențe joase, cele din cauciuc - la frecvențe înalte (mai mult de 30 Hz).

©2015-2019 site
Toate drepturile aparțin autorilor lor. Acest site nu pretinde autor, dar oferă o utilizare gratuită.
Data creării paginii: 2016-04-02

Zgomot este un ansamblu de sunete de frecvență și intensitate (putere) variabile care apar ca urmare a mișcării oscilatorii a particulelor în medii elastice (solide, lichide, gazoase).
Procesul de propagare a mișcării oscilatorii într-un mediu se numește undă sonoră, iar regiunea mediului în care se propagă undele sonore se numește câmp sonor.
Există zgomot de impact, mecanic și aerohidrodinamic. Zgomotul de impact apare în timpul ștanțarii, niturii, forjare etc.
Zgomot mecanic are loc în timpul frecării și bătării unor unități și părți ale mașinilor și mecanismelor (concasoare, mori, motoare electrice, compresoare, pompe, centrifuge etc.).
Zgomot aerodinamic apare în aparate și conducte la viteze mari de mișcare a aerului, gazului sau lichidului și cu schimbări bruște ale direcției mișcării și presiunii acestora.
Caracteristicile fizice de bază ale sunetului:
– frecvența f (Hz),
– presiunea sonoră P (Pa),
– intensitatea sau puterea sonoră I (W/m2),
– puterea sunetului? (W).
Viteza de propagare a undelor sonoreîn atmosferă la 20°C este egală cu 344 m/s.
Organele auzului uman percep vibrațiile sonore în intervalul de frecvență de la 16 la 20.000 Hz. Vibrațiile cu o frecvență sub 16 Hz (infrasunete) și cu o frecvență peste 20.000 (ultrasunete) nu sunt percepute de organele auzului.
Pe măsură ce vibrațiile sonore se propagă în aer, apar periodic zone de rarefacție și presiune ridicată. Diferența de presiune în mediile perturbate și neperturbate se numește presiunea sonoră P, care se măsoară în pascali (Pa).
Propagarea unei unde sonore este însoțită de transferul de energie. Cantitatea de energie transferată de o undă sonoră pe unitatea de timp printr-o suprafață unitară orientată perpendicular pe direcția de propagare a undei se numește intensitate sau putere sonoră I și se măsoară în W/m 2 .
Produsul se numește rezistența acustică specifică a mediului, care caracterizează gradul de reflectare a undelor sonore la trecerea de la un mediu la altul, precum și proprietățile de izolare fonică ale materialelor.
Intensitate minimă a sunetului care este perceput de ureche se numeste pragul auditiv. Frecvența standard de comparație este de 1000 Hz. La această frecvență, pragul de auz este I 0 = 10-12 W/m 2, iar presiunea sonoră corespunzătoare P 0 = 2*10 -5 Pa. Intensitate maximă a sunetului, la care organul auditiv începe să experimenteze durere, se numește pragul durerii, egal cu 10 2 W/m 2, iar presiunea sonoră corespunzătoare P = 2 * 10 2 Pa.
Deoarece modificările intensității sunetului și ale presiunii sonore audibile de oameni sunt enorme și se ridică la 10 14 și, respectiv, 10 7 ori, este extrem de incomod să se utilizeze valori absolute ale intensității sunetului sau ale presiunii sonore pentru a evalua sunetul.
Pentru evaluarea igienică a zgomotului, se obișnuiește să se măsoare intensitatea și presiunea sonoră a acestuia nu în cantități fizice absolute, ci în logaritmi ai rapoartelor acestor cantități la un nivel zero condiționat corespunzător pragului de auz al unui ton standard cu o frecvență de 1000 Hz. Acești logaritmi de rapoarte se numesc niveluri de intensitate și presiune sonoră, exprimate în bels (B). Deoarece organul auditiv uman este capabil să distingă o modificare a nivelului de intensitate a sunetului cu 0,1 belți, atunci pentru utilizare practică o unitate de 10 ori mai mică este mai convenabilă - decibel(dB).
Nivelul de intensitate a sunetului L în decibeli este determinat de formulă

L=10Lg(I/I o) .

Întrucât intensitatea sunetului este proporțională cu pătratul presiunii sonore, această formulă poate fi scrisă și sub forma^

L=10Lg(P2/P o 2)=20Lg(P/P o), dB.

Utilizarea unei scale logaritmice pentru a măsura nivelurile de zgomot vă permite să încadrați o gamă largă de valori I și P într-un interval relativ mic de valori logaritmice de la 0 la 140 dB.
Pragul de presiune sonoră P 0 corespunde pragului auditiv L = 0 dB, pragul durerii este de 120-130 dB. Zgomotul, chiar și atunci când este mic (50-60 dB), creează o încărcare semnificativă asupra sistemului nervos, având un impact psihologic. Când este expus la un zgomot mai mare de 140-145 dB, timpanul se poate rupe.
Nivelul total al presiunii sonore L creat de mai multe surse de sunet cu același nivel de presiune sonoră Li, sunt calculate prin formula

L=L i +10Lg n , dB,

unde n este numărul de surse de zgomot cu același nivel de presiune sonoră.
Deci, de exemplu, dacă zgomotul este creat de două surse de zgomot identice, atunci zgomotul lor total este cu 3 dB mai mare decât fiecare dintre ele separat.
Pe baza nivelului de intensitate a sunetului, este încă imposibil să judecăm senzația fiziologică a zgomotului acestui sunet, deoarece organul nostru auditiv este inegal sensibil la sunete de diferite frecvențe; sunete de putere egală, dar de frecvențe diferite, par inegal de puternice. De exemplu, un sunet cu o frecvență de 100 Hz și o putere de 50 dB este perceput la fel de puternic ca un sunet cu o frecvență de 1000 Hz și o putere de 20 dB. Prin urmare, pentru a compara sunete de diferite frecvențe, împreună cu conceptul de nivel de intensitate a sunetului, a fost introdus conceptul de nivel de volum cu o unitate convențională - fundal. Un fundal este volumul sunetului la o frecvență de 1000 Hz și un nivel de intensitate de 1 dB. La o frecvență de 1000 Hz, se presupune că nivelurile de volum sunt egale cu nivelurile presiunii sonore.
În fig. Figura 1 prezintă curbele de intensitate egală a sunetelor obținute din rezultatele studierii proprietăților organului auditiv pentru a evalua sunetele de diferite frecvențe în funcție de senzația subiectivă de sonoritate. Graficul arată că urechea noastră are cea mai mare sensibilitate la frecvențe de 800-4000 Hz și cea mai mică la 20-100 Hz.

De obicei, parametrii de zgomot și vibrație sunt evaluați în benzi de octave. O octavă este luată ca lățime de bandă, adică interval de frecvență în care cea mai mare frecvență f 2 este de două ori mai mare decât cea mai mică f 1 . Frecvența medie geometrică este considerată frecvența care caracterizează banda în ansamblu. Frecvențele medii geometrice ale benzilor de octave standardizat de GOST 12.1.003-83 " Zgomot. Cerințe generale de siguranță„și sunt 63, 125, 250, 500, 1000, 2000, 4000 și 8000 Hz cu frecvențe de tăiere corespunzătoare de 45-90, 90-180, 180-355, 355-710, 710-1400, 710-1400, 710-1400, 5600, 5600-11200.
Dependența cantităților care caracterizează zgomotul de frecvența acestuia se numește spectrul de frecvență al zgomotului. Pentru comoditatea evaluării fiziologice a impactului zgomotului asupra oamenilor, se disting zgomotul de joasă frecvență (până la 300 Hz), de frecvență medie (300-800 Hz) și de înaltă frecvență (peste 800 Hz).
GOST 12.1.003-83 și SN 9-86 RB 98 " Zgomot la locurile de muncă. Niveluri maxime admise„clasifică zgomotul în funcție de natura spectrului și de durata acțiunii sale.
După natura spectrului:
– bandă largă, dacă are un spectru continuu lățime de mai mult de o octavă,
– tonal, dacă spectrul conține tonuri discrete pronunțate. În acest caz, caracterul tonal al zgomotului în scopuri practice se stabilește prin măsurarea în benzi de frecvență de o treime de octavă (pentru o bandă de o treime de octavă, nivelul presiunii sonore într-o bandă le depășește pe cele învecinate cu cel puțin 10 dB.
După caracteristicile timpului:
– constant, al cărui nivel de zgomot se modifică în timp cu cel mult 5 dB într-o zi de lucru de 8 ore,
– instabil, al cărui nivel de sunet se modifică în timp cu mai mult de 5 dB pe o zi de lucru de 8 ore.
Zgomotele variabile sunt împărțite în:
fluctuant în timp, al cărui nivel de sunet se modifică continuu în timp;
intermitent, al cărui nivel de sunet se modifică treptat (cu 5 dB sau mai mult);
impuls, constând din unul sau mai multe semnale sonore, fiecare cu o durată mai mică de 1 s.
Cel mai mare pericol pentru oameni este zgomotul tonal, de înaltă frecvență și intermitent.
După metoda de propagare, ultrasunetele se împart în:
– aeropurtate (ecografia aeropurtată);
– răspândit prin contact la contactul cu medii solide și lichide (ultrasunete de contact).
Gama de frecvență ultrasonică este împărțită în:
– oscilații de joasă frecvență (1,12*10 4 - 1*10 5 Hz);
– de înaltă frecvență (1*10 5 - 1*10 9 Hz).
Sursele de ultrasunete sunt echipamente de producție în care sunt generate vibrații ultrasonice pentru a efectua procesul tehnologic, controlul tehnic și măsurătorile, precum și echipamentele în timpul funcționării cărora ia naștere ultrasunetele ca factor de însoțire.
Caracteristicile ultrasunetelor din aer la locul de muncă în conformitate cu GOST 12.1.001 " Ecografie. Cerințe generale de siguranță" și SN 9-87 RB 98 " Ultrasunete aeropurtate. Niveluri maxime admise la locurile de muncă„ sunt niveluri de presiune sonoră în benzi de o treime de octavă cu frecvențe medii geometrice 12,5; 16,0; 20,0; 25,0; 31,5; 40,0; 50,00; 63,0; 80,0; 100,0 kHz.
Caracteristicile ultrasunetelor de contactîn conformitate cu GOST 12.1.001 și SN 9-88 RB 98 " Ultrasunetele transmise prin contact. Niveluri maxime admise la locurile de muncă„ sunt valori ale vitezei de vibrație de vârf sau niveluri ale vitezei de vibrație în benzi de octave cu frecvențe medii geometrice 8; 16; 31,5; 63; 125; 250; 500; 1000; 2000; 4000; 8000; 16000; kH 31500;
Vibrații- sunt vibrații ale corpurilor solide - părți ale aparatelor, mașinilor, echipamentelor, structurilor, percepute de corpul uman ca șocuri. Vibrațiile sunt adesea însoțite de un zgomot audibil.
După modul de transmitere per persoană vibrația este împărțită în localȘi general.
Vibrația generală este transmisă prin suprafețele de susținere către corpul unei persoane în picioare sau în șezut. Cea mai periculoasă frecvență a vibrațiilor generale se află în intervalul 6-9 Hz, deoarece coincide cu frecvența naturală de vibrație a organelor interne umane, care poate duce la rezonanță.
Vibrații locale (locale). transmisă prin mâinile omului. Vibrația locală poate include și vibrații care afectează picioarele unei persoane așezate și antebrațele în contact cu suprafețele vibrante ale meselor de lucru.
Sursele locale de vibrații transmise lucrătorilor pot fi: mașini de mână cu motor sau unelte electrice de mână; controlul mașinilor și echipamentelor; unelte de mână și piese de prelucrat.
Vibrații generaleÎn funcție de sursa apariției sale, este împărțit în:
vibrații generale de categoria 1 - transport, care afectează o persoană la locul de muncă în mașini autopropulsate și remorcate, vehicule la conducerea pe teren, drumuri și fonduri agricole;
vibrații generale de categoria 2 – transport și tehnologice, care afectează persoanele de la locurile de muncă în mașini care se deplasează pe suprafețele special pregătite ale spațiilor de producție, șantierelor industriale și lucrărilor miniere;
vibratii generale de categoria 3 - tehnologice, care afecteaza o persoana la locul de munca in apropierea utilajelor stationare sau transmise la locurile de munca care nu au surse de vibratii.
Vibrația generală de categoria 3 este împărțită în următoarele tipuri în funcție de locație:
3a – la locurile de muncă permanente ale spațiilor industriale ale întreprinderilor;
3b – la locurile de muncă din depozite, cantine, gospodărie, încăperi de serviciu și alte spații auxiliare de producție, unde nu există mașini care generează vibrații;
3c - la locurile de muncă din sediile administrative și de servicii ale conducerii fabricii, birouri de proiectare, laboratoare, centre de formare, centre de calcul, centre de sănătate, sedii de birouri și alte sedii ale lucrătorilor psihici.
În funcție de caracteristicile timpului, vibrația este împărțită în:
– o constantă pentru care parametrul normalizat spectral sau corectat în frecvență în timpul de observare (cel puțin 10 minute sau timpul ciclului tehnologic) se modifică de cel mult 2 ori (6 dB) atunci când este măsurat cu o constantă de timp de 1 s;
– vibrație neconstantă, pentru care parametrul normalizat spectral sau corectat în frecvență în timpul de observare (cel puțin 10 minute sau timpul ciclului tehnologic) se modifică de mai mult de 2 ori (6 dB) atunci când este măsurat cu o constantă de timp de 1 s.
Parametrii principali care caracterizează vibrația:
– frecvența f (Hz);
– amplitudinea deplasării A (m) (mărimea celei mai mari abateri a punctului oscilant de la poziţia de echilibru);
– viteza de oscilație v (m/s); accelerația oscilatoare a (m/s 2).
La fel ca și pentru zgomot, întregul spectru de frecvențe de vibrație percepute de oameni este împărțit în benzi de octave cu frecvențe medii geometrice de 1, 2, 4, 8, 16, 32, 63, 125, 250, 500, 1000, 2000 Hz.
Deoarece intervalul de modificări ale parametrilor de vibrație de la valorile de prag la care nu este periculos pentru cei actuali este mare, este mai convenabil să se măsoare valorile invalide ale acestor parametri și logaritmul raportului dintre valorile reale. la cele de prag. Această valoare se numește nivelul logaritmic al parametrului, iar unitatea sa de măsură este decibeli (dB).

Cauza vibrațiilor o reprezintă efectele de forță dezechilibrate care apar în timpul funcționării mașinilor și unităților. În unele cazuri, sursele lor sunt piesele mobile cu piston (mecanism de manivelă la motoare și compresoare, percutor în ciocane de mână, mecanisme de vibrații pentru compactarea betonului și amestecurilor asfalt-beton, baterii vibratori, unități de vibroformare în turnătorii, unități pentru forjarea îmbinărilor sudate și așa mai departe. .); în alte cazuri, mase rotative dezechilibrate (polizoare electrice și pneumatice de mână, scule de tăiere ale mașinilor-unelte etc.). Uneori, vibrațiile sunt create de impactul pieselor (angrenaje ale cutiei de viteze, unități de rulmenți, cuplaje etc.).

Prezența dezechilibrului în toate cazurile duce la apariția unor forțe centrifuge dezechilibrate, provocând vibrații. Cauza dezechilibrului poate fi neomogenitatea materialului corpului care se rotește, o nepotrivire între centrul de masă al corpului și axa de rotație, deformarea pieselor din cauza încălzirii neuniforme în timpul aterizărilor calde și reci etc.

Principalii parametri care caracterizează vibrația care se produce după o lege sinusoidală sunt: ​​amplitudinea deplasării xm - mărimea celei mai mari abateri a punctului de oscilație de la poziția de echilibru; amplitudinea vitezei de oscilație vm - valoarea maximă a vitezei punctului de oscilație; amplitudinea accelerației oscilatorii am - maximul valorilor de accelerație ale punctului oscilant; perioada de oscilație T - intervalul de timp dintre două stări succesive identice ale sistemului; frecvența f în herți, raportată la perioadă prin relația cunoscută f = 1/T.

Deplasarea în cazul oscilațiilor sinusoidale este determinată de formula x=xm sin (wt + φ), unde w este frecvența circulară (w = 2πf); φ—faza inițială. În majoritatea problemelor de securitate a muncii, faza inițială nu este importantă și poate să nu fie luată în considerare.

Relația dintre deplasare, viteză și accelerație este dată de următoarele expresii: v = x = jwx; a = x = v = -w2x, unde j = √-1 operator pentru rotirea vectorului de oscilație cu un unghi π/2 în timp.

În cazul general, o mărime fizică care caracterizează vibrația (de exemplu, viteza de oscilație) este o funcție de timp: v = v (t). Teoria matematică arată că un astfel de proces poate fi reprezentat ca o sumă de oscilații sinusoidale cu durată nelimitată, cu perioade și amplitudini diferite. În cazul unui proces periodic, frecvențele acestor componente sunt multipli ai frecvenței fundamentale a procesului: fn = nf1, unde n = 1, 2, 3, ..., f1 este frecvența fundamentală a procesului și amplitudinile armonicilor sunt determinate folosind formulele de expansiune a seriei Fourier cunoscute. Dacă procesul nu are o anumită perioadă (procese aleatorii sau pe termen scurt), atunci numărul acestor componente sinusoidale devine infinit de mare, iar frecvențele lor sunt distribuite continuu, în timp ce amplitudinile sunt determinate de expansiunea conform integralei Fourier. formulă.

Astfel, spectrul unui proces oscilator periodic sau cvasiperiodic este discret (Fig. 27a), iar spectrul unui proces unic aleator sau pe termen scurt este continuu (Fig. 27, b). Cel mai adesea, frecvența fundamentală de oscilație datorată funcționării unității este cel mai clar exprimată în spectrul discret. Dacă procesul este adăugarea mai multor procese periodice, frecvențele componentelor individuale din spectrul său pot să nu fie multipli unul celuilalt, adică are loc un proces cvasiperiodic (Fig. 27, a). Dacă procesul este suma mai multor procese periodice și aleatorii, spectrul său este amestecat, adică este reprezentat sub formă de spectre continue și discrete suprapuse unul altuia (Fig. 27, c).

Orez. 27. Spectre de vibraţii: a - discrete; b - solid; în - amestecat

În materie de protecție a muncii, datorită proprietăților specifice organelor de simț, valorile efective ale parametrilor care caracterizează vibrația sunt decisive. Astfel, valoarea efectivă a vitezei oscilatorii este rădăcina pătrată medie a valorilor vitezei instantanee în timpul de mediere

Astfel, pentru a caracteriza vibrația, se folosesc spectrele valorilor efective ale parametrilor sau pătratele medii ale acestora din urmă. Atunci când se evaluează impactul total al oscilațiilor diferitelor frecvențe sau surselor individuale asupra unei persoane, trebuie avut în vedere că atunci când se adaugă oscilații incoerente, viteza de oscilație rezultată (accelerație, deplasare) se găsește prin însumarea energiei a puterilor componentelor individuale ale spectrul (sau sursele individuale) sau, ceea ce este același lucru, însumarea pătratelor medii, unde n este numărul de componente din spectru.

În conformitate cu aceasta, valoarea efectivă rezultată a procesului este determinată de expresie

Imaginea unui spectru continuu necesită o rezervare obligatorie cu privire la lățimea Δf a benzilor elementare de frecvență cărora le aparține imaginea. Dacă f1 este frecvența limită inferioară a unei benzi de frecvență date, f2 este frecvența limită superioară, atunci media geometrică este luată ca frecvență care caracterizează banda în ansamblu

frecvența fсг=√f1f2

În practica cercetării vibroacustice, întreaga gamă de frecvențe de vibrație este împărțită în intervale de octave. În intervalul de octave, frecvența limită superioară este de două ori mai mare decât frecvența inferioară f2/f2 = 2.

Analiza vibrațiilor poate fi efectuată și în o treime de octavă benzi de frecventa. Într-o a treia octavă .

Frecvențele medii geometrice ale benzilor de frecvență de vibrație ale octavei sunt standardizate și sunt: ​​1, 2, 4, 8, 16, 32, 63, 125, 250, 500, 1000, 2000 Hz.

Având în vedere că valorile absolute ale parametrilor care caracterizează vibrația variază într-un interval foarte larg, conceptul de nivel al parametrilor este utilizat în practica cercetării vibroacustice.

Nivelul unui parametru este raportul logaritmic dintre valoarea absolută a parametrului și o anumită valoare a acestuia, selectată ca punct de referință (valoare de referință sau prag). Nivelurile sunt măsurate în decibeli (dB).

Nivelul vitezei de vibrație (dB)

unde pătratul mediu al vitezei de oscilație v2 este luat în banda de frecvență corespunzătoare; v0 - valoarea de referință sau pragul vitezei oscilatorii (m/s), selectată prin acord internațional:

v0 = 5*10-8.

Când comparăm două procese oscilatorii caracterizate prin nivelurile de viteză a vibrațiilor Lv1 și Lv2 (dB), avem, respectiv, expresia diferenței acestor ecuații.

Spectrele nivelurilor de viteză vibrațională sunt principalele caracteristici ale vibrației.

Există vibrații generale și locale (locale). Vibrația generală provoacă scuturarea întregului corp, vibrația locală implică vibrații de la alte tipuri de echipamente. Cei care lucrează cu unelte electrice și pneumatice mecanizate de mână (curățarea sudurilor, tăierea pieselor turnate, nituirea, șlefuirea etc.) sunt expuși la vibrații locale. În unele cazuri, un lucrător poate fi expus simultan la vibrații generale și locale (vibrații combinate), de exemplu, atunci când lucrează la mașini și vehicule de construcție a drumurilor.

Vibrațiile generale cu o frecvență mai mică de 0,7 Hz (rulare), deși neplăcute, nu duc la boli ale vibrațiilor. Corpul uman și organele sale interne individuale se mișcă în acest caz ca un întreg, fără a experimenta mișcări reciproce. Consecința unei astfel de vibrații este răul de mare, care apare din cauza perturbării funcționării normale a organelor de echilibru.

Diverse organe interne și părți individuale ale corpului (de exemplu, capul sau inima) pot fi considerate sisteme oscilatorii cu o anumită masă concentrată, interconectate prin „arcuri” cu anumite proprietăți elastice și includerea de rezistențe paralele. Este evident că un astfel de sistem are o serie de rezonanțe, ale căror frecvențe (percepția subiectivă a vibrațiilor) depind și de poziția corpului lucrătorului („în picioare” sau „șezând”).

Rezonanța la frecvențe de 4-6 Hz corespunde vibrațiilor brâului scapular, șoldurilor (în poziția „în picioare”) și a capului față de bază (în poziția „în picioare”); la frecvențe de 25-30 Hz – capul față de umeri (poziția șezând). Pentru majoritatea organelor interne, frecvențele naturale se află în intervalul 6-9 Hz. Vibrațiile locurilor de muncă cu frecvențele indicate sunt foarte periculoase, deoarece pot provoca deteriorări mecanice și chiar ruperea acestor organe. Expunerea sistematică la vibrații generale în zona rezonantă sau aproape de rezonanță poate fi cauza bolii vibrațiilor - tulburări persistente ale funcțiilor fiziologice ale corpului, cauzate în primul rând de impactul vibrațiilor asupra sistemului nervos central. Aceste tulburări se manifestă sub formă de dureri de cap, amețeli, somn prost, scăderea performanței, sănătate precară și disfuncție cardiacă.

Vibrația locală provoacă spasme vasculare, care, pornind de la capătul falangelor degetelor, se răspândesc pe întreaga mână, antebraț și acoperă vasele inimii. Ca urmare, are loc o întrerupere a aportului de sânge periferic - o deteriorare a aportului de sânge la extremități. În același timp, se observă efectul vibrațiilor asupra terminațiilor nervoase, mușchilor și țesutului osos, care se exprimă prin afectarea sensibilității pielii, osificarea tendoanelor musculare, dureri și depozite de sare în articulațiile mâinilor și degetelor, ceea ce duce la deformări. și scăderea mobilității articulațiilor. Toate aceste schimbări cresc în sezonul rece și scad în sezonul cald. În același timp, se observă tulburări în activitatea sistemului nervos central, ca și în cazul vibrațiilor generale.

Boala de vibrații aparține grupului de boli profesionale, a căror tratament eficient este posibil numai în stadiile incipiente, iar restabilirea funcțiilor afectate se desfășoară foarte lent și, în cazuri deosebit de severe, apar modificări ireversibile în organism, ducând la dizabilitate.

Informații utile: