Efectul vibrațiilor asupra corpului uman. Caracteristicile fizice ale vibrațiilor

Vibrație– mișcările oscilatorii ale unui punct material sau ale 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 un drum denivelat etc.

Principalii parametri fizici ai vibrației sunt:

Frecvența f0, Hz;

Perioada de oscilație T, s;

Amplitudinea deplasării vibrațiilor A, m;

Amplitudinea vitezei de vibrație V, m/s;

Amplitudinea accelerației vibraționale W, m/s 2 .

Acești parametri sunt în următoarea relație:

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

Caracteristicile igienice ale vibrației, care determină impactul acesteia asupra unei persoane, sunt valorile pătrate medii ale vitezei de vibrație 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 prag a vitezei vibratiei, egala 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 prin formula: , dB (4)

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

Clasificarea vibrațiilor

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

În direcția de acțiune, are loc vibrația - acționând 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 punctelor de acoperire (mânere, volan etc.), iar axa Z p se află în planul format din axa X și direcția de alimentare sau aplicare a forței.După sursa apariției acesteia, vibrația generală se împarte în transport, rezultată din deplasarea pe teren; transport și tehnic, care apare în timpul funcționării mașinilor care efectuează o operațiune tehnologică în poziție staționară sau când se deplasează de-a lungul unei părți special pregătite a unei unități de producție, loc industrial; tehnologic, care apare în timpul funcţionării maşinilor staţionare sau. transferat la locuri de muncă care nu au surse de vibrații.

43. trecerea unei unde sonore a unui obstacol

unde sonore la întâlnirea cu un obstacol, acestea sunt reflectate stabil și parțial refractate. O parte din energia refracta este absorbita in materialul bariera. Restul energiei sonore pătrunde în barieră (Fig. 11.2). Numărul de reflexii și refracții ale energiei depinde de frecvența de oscilație, de unghiul de incidență al frontului de undă pe barieră și de proprietățile fizice ale anvelopei clădirii.

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 transpirație, 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. scheme de reflexie, absorbție și trecere a energiei sonore la întâlnirea cu un obstacol (E ppd - energia sonoră incidentă: E neg - energia sonoră reflectată de barieră; E absorbția - energia sonoră trecută prin barieră)

Izolarea fonică.

Izolarea fonică - utilizarea gardurilor izolate fonic pe căile zgomotului aerian. Efectul de reducere a zgomotului se realizează prin reflectarea undelor sonore de la gardurile izolate fonic. Absorbția sunetului se realizează prin căptușirea suprafețelor de închidere a 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, pătrunzând în porii materialelor fonoabsorbante, se transformă în energie termică ca urmare a reflexiilor multiple din pereții porilor. Cel mai intens convertesc energia vibrațiilor sonore în materiale termice poroase și libere, 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 dintr-un material poros (de exemplu, spumă de plastic), o parte semnificativă a energiei acustice este cheltuită pentru a aduce aerul din pori în mișcare vibrațională, ceea ce îl determină să se încălzească. În acest caz, energia cinetică a vibrațiilor sonore este transformată în energie termică, care este disipată în spațiul înconjurător.

Cel mai intens convertesc energia vibrațiilor sonore în materiale termice poroase și libere, care sunt folosite 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 folosind dispozitive (izolatoare de vibrații) plasate între ele.

Pentru a crea mașini rezistente la vibrații, la proiectarea acestora, se folosesc metode care reduc parametrii de vibrație acționând asupra 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 clădiri și structuri industriale, mașini cu cele mai mici valori ale parametrilor caracteristicilor de vibrație, locuri de muncă (zone) fixe 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 (evaluări) ale nivelurilor de vibrații preconizate la locurile de muncă; soluții de construcție selectate pentru fundații și tavane pentru instalarea mașinilor care asigură standarde igienice de vibrații la locurile de muncă; au fost selectate și calculate mijloacele necesare de protecție împotriva vibrațiilor a utilajelor sau a locului de muncă al operatorului care, împreună cu soluțiile de construcție, asigură standarde igienice de vibrații la locurile de muncă.

Izolatoarele de vibrații cu arc sunt eficiente la frecvențe joase, 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 diferite frecvențe și intensități (tări) rezultate din mișcarea oscilatorie a particulelor din medii elastice (solide, lichide, gazoase).
Procesul de propagare a mișcării oscilatorii într-un mediu se numește undă sonoră, iar zona mediului în care se propagă undele sonore se numește câmp sonor.
Distingeți zgomotul șoc, mecanic, aerohidrodinamic. Zgomotul de impact apare în timpul ștanțarii, niturii, forjare etc.
zgomot mecanic are loc în timpul frecării și baterii componentelor și părților 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 în direcția mișcării și presiunii acestora.
Caracteristicile fizice de bază ale sunetului:
– frecvența f (Hz),
– presiunea sonoră P (Pa),
– intensitatea sau intensitatea sunetului I (W/m2),
– puterea sunetului? (W).
Viteza undei sonoreîn atmosferă la 20°C este de 344 m/s.
Organele auzului uman percep vibrațiile sonore în intervalul de frecvență de la 16 la 20.000 Hz. Oscilațiile cu o frecvență sub 16 Hz (infrasunete) și cu o frecvență peste 20.000 (ultrasunete) nu sunt percepute de organele auzului.
Când vibrațiile sonore se propagă în aer, apar periodic zone de rarefacție și presiune ridicată. Diferența de presiune în mediul perturbat și netulburat se numește presiunea sonoră P, care se măsoară în pascali (Pa).
Propagarea unei unde sonore este însoțită de transferul de energie. Cantitatea de energie transportată de o undă sonoră pe unitatea de timp printr-o unitate de suprafață orientată perpendicular pe direcția de propagare a undei se numește intensitatea sau puterea sunetului I și se măsoară în W/m2.
Produsul se numește rezistența acustică specifică a mediului, care caracterizează gradul de reflectare a undelor sonore în timpul trecerii de la un mediu la altul, precum și proprietățile de izolare fonică ale materialelor.
Intensitate minimă a sunetului, care este perceput de ureche, se numește pragul auzului. Frecvența de 1000 Hz este luată ca frecvență de comparație standard. La această frecvență, pragul de auz I 0 = 10-12 W / m 2 și presiunea sonoră corespunzătoare P 0 = 2 * 10 -5 Pa. Intensitate maximă a sunetului, la care organul auzului 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 auzite de o persoană sunt uriașe 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 o evaluare igienică a zgomotului, se obișnuiește să se măsoare intensitatea și presiunea sonoră a acestuia nu prin cantități fizice absolute, ci prin logaritmii raporturilor acestor cantități la nivelul zero condiționat corespunzător pragului de auz al unui ton standard cu o frecvență. de 1000 Hz. Acești logaritmi ai rapoartelor 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 bela, atunci pentru utilizare practică este mai convenabil să aveți o unitate de 10 ori mai puțină - decibel(dB).
Nivelul de intensitate a sunetului L în decibeli este determinat de formulă

L=10Lg(I/Io) .

Deoarece intensitatea sunetului este proporțională cu pătratul presiunii sonore, această formulă poate fi scrisă și ca

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

Utilizarea unei scale logaritmice pentru măsurarea nivelului de zgomot permite ca o gamă largă de valori I și P să fie conținută 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, pragului durerii 120-130 dB. Zgomotul, chiar și atunci când este mic (50-60 dB), creează o încărcare semnificativă asupra sistemului nervos, având un impact psihologic. Sub acțiunea zgomotului mai mare de 140-145 dB, este posibilă o ruptură a timpanului.
Nivelul total al presiunii sonore L creat de mai multe surse de sunet cu același nivel de presiune sonoră Li, calculat 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 două surse de zgomot identice creează zgomot, atunci zgomotul lor total este cu 3 dB mai mult decât fiecare dintre ele separat.
După nivelul de intensitate a sunetului, este încă imposibil să se judece senzația fiziologică a zgomotului acestui sunet, deoarece organul nostru auditiv nu este la fel de sensibil la sunete de diferite frecvențe; Sunetele de putere egală, dar frecvențe diferite par a fi inegal de puternice. De exemplu, un sunet cu o frecvență de 100 Hz și o putere de 50 dB este perceput ca fiind egal cu 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, este introdus conceptul de nivel de volum cu o unitate convențională - fundal. Un fundal - volumul sunetului la o frecvență de 1000 Hz și un nivel de intensitate de 1 dB. La o frecvență de 1000 Hz, nivelurile de volum sunt luate egale cu nivelurile de presiune sonoră.
Pe fig. 1 prezintă curbele de intensitate egală a sunetelor obținute din rezultatele studierii proprietăților organului auzului 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, iar cea mai scăzută - 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 intervalul de frecvență în care cea mai mare frecvență f 2 este de două ori mai mică f 1 . Frecvența medie geometrică este considerată frecvența care caracterizează banda în ansamblu. Frecvențele medii geometrice ale benzilor de octave GOST standardizat 12.1.003-83 " Zgomot. Cerințe generale de siguranță„și sunt 63, 125, 250, 500, 1000, 2000, 4000 și 8000 Hz cu frecvențele de tăiere respective 45-90, 90-180, 180-355, 355-710, 710-1400, 710-1400, 80-1400,- 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 unei persoane, există zgomote 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 locul de muncă. Limite„clasifică zgomotul după natura spectrului și după timpul de acțiune.
După natura spectrului:
– bandă largă dacă are un spectru continuu lățime de mai mult de o octavă,
-tonal, dacă în spectru există tonuri discrete pronunțate. Totodată, 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, prin depășirea nivelului presiunii sonore într-o bandă peste cele învecinate cu cel puțin 10). dB.
După caracteristici temporale:
- constant, al cărui nivel de zgomot pentru o zi de lucru de 8 ore se modifică în timp cu cel mult 5 dB,
- intermitent, al cărui nivel de zgomot pe o zi de lucru de 8 ore se modifică în timp cu mai mult de 5 dB.
Zgomotele intermitente sunt împărțite în:
fluctuant în timp, al cărui nivel de sunet se modifică continuu în timp;
intermitent, al cărui nivel de sunet se modifică în trepte (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.
Ultrasunetele conform metodei de propagare sunt împărțite în:
– propagat prin aer (ultrasunete aeropurtate);
- se distribuie prin contact in contact cu medii solide si 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 realizarea procesului tehnologic, control tehnic și măsurători, precum și echipamente în timpul funcționării cărora apar ultrasunetele ca factor concomitent.
Caracteristicile ultrasunetelor aeropurtate 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 locul de muncă„ sunt niveluri de presiune sonoră în benzi de o treime de octavă cu frecvențe medii geometrice de 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 locul de muncă„sunt valorile de vârf ale vitezei de vibrație sau nivelurile vitezei de vibrație în benzi de octave cu frecvențe medii geometrice de 8; 16; 31,5; 63; 125; 250; 500; 1000; 2000; 4000; 8000; 16000; kHz 3.1500;
vibratii- sunt vibrații ale corpurilor solide - părți ale aparatelor, mașinilor, echipamentelor, structurilor, percepute de corpul uman ca tremurături. Vibrațiile sunt adesea însoțite de 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 așezate. Cea mai periculoasă frecvență a vibrațiilor generale se află în intervalul 6-9 Hz, deoarece coincide cu frecvența naturală a oscilațiilor organelor interne ale unei persoane, în urma căreia poate apărea rezonanță.
Vibrații locale (locale). transmisă prin mâinile omului. Vibrațiile care afectează picioarele unei persoane așezate și antebrațele în contact cu suprafețele vibratoare ale desktopurilor pot fi, de asemenea, atribuite vibrațiilor locale.
Sursele de vibrații locale transmise lucrătorilor pot fi: mașini de mână cu motor sau unealtă mecanizată de mână; controlul mașinilor și echipamentelor; unelte de mână și piese de prelucrat.
Vibrații generaleîn funcție de sursa apariției sale, se împarte în:
vibrații generale de categoria I - transport, care afectează o persoană la locul de muncă în mașini autopropulsate și remorcate, vehicule la circulația pe teren, drumuri și medii agricole;
vibrații generale de categoria a 2-a - transport și tehnologic, care afectează o persoană la locurile de muncă în mașini care se deplasează de-a lungul suprafețelor special pregătite ale spațiilor industriale, șantierelor industriale, lucrărilor miniere;
vibrații generale de categoria a 3-a - tehnologice, care afectează o persoană la locul de muncă în apropierea mașinilor staționare sau transmise la locurile de muncă care nu au surse de vibrații.
Vibrația generală din categoria 3 este împărțită în următoarele tipuri în funcție de locul de acțiune:
3a - la locurile de muncă permanente ale spațiilor industriale ale întreprinderilor;
3b - la locurile de muncă din depozite, în cantine, menajere, taxe și alte unități 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 temporale, 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.
Principalii parametri care caracterizează vibrația:
– frecvența f (Hz);
- amplitudinea deplasării A (m) (cea mai mare abatere a punctului de oscilaţie de la poziţia de echilibru);
– viteza de vibrație v (m/s); accelerația oscilatoare a (m / s 2).
La fel ca și pentru zgomot, întregul spectru de frecvențe de vibrație percepute de o persoană 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 nevalide ale acestor parametri și logaritmul raportului dintre valorile reale. pentru a le prag. Această valoare se numește nivelul logaritmic al parametrului, iar unitatea sa este decibelul (dB).

Motivul apariției vibrațiilor sunt efectele de forță dezechilibrate care apar în timpul funcționării mașinilor și unităților. În unele cazuri, sursele lor sunt piesele mobile cu piston (un mecanism de manivelă la motoare și compresoare, un ciocan în perforatoarele manuale, mecanisme de vibrații pentru compactarea betonului și amestecurilor asfalt-beton, vibropersonatoare, unități de vibroformare în turnători, unități pentru forjarea îmbinărilor sudate etc. ); în alte cazuri, mase rotative dezechilibrate (polizoare electrice și pneumatice de mână, scule de tăiere ale mașinilor-unelte etc.). Uneori, vibrațiile sunt create de șocuri ale pieselor (angrenaje ale unei cutii de viteze, ansambluri de rulmenți, cuplaje etc.).

Prezența dezechilibrului în toate cazurile duce la apariția unor forțe centrifuge dezechilibrate care provoacă vibrații. Motivul dezechilibrului poate fi neomogenitatea materialului corpului care se rotește, nepotrivirea dintre centrul de masă al corpului și axa de rotație, deformarea pieselor de la încălzirea neuniformă în timpul aterizărilor calde și reci etc.

Principalii parametri care caracterizează vibrația care se produce conform legii sinusoidale sunt: ​​amplitudinea deplasării xm - mărimea celei mai mari abateri a punctului de oscilație de la poziția de echilibru; amplitudinea vitezei de oscilație vm este valoarea maximă a vitezei punctului de oscilație; amplitudinea accelerației oscilatorii am este valoarea maximă a accelerației punctului oscilant; perioada de oscilație T este 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 este faza inițială. În majoritatea sarcinilor de protecție a muncii, faza inițială nu contează 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 este operatorul de rotație a vectorului de oscilație cu un unghi π/2 în timp.

În cazul general, mărimea fizică care caracterizează vibrația (de exemplu, viteza vibrației) este o anumită funcție a timpului: v = v (t). Teoria matematică arată că un astfel de proces poate fi reprezentat ca o sumă de oscilații sinusoidale de lungă durată, 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 de binecunoscutele formule de expansiune a seriei Fourier. Dacă procesul nu are o anumită perioadă (procese unice aleatoare sau pe termen scurt), atunci numărul acestor componente sinusoidale devine infinit de mare, iar frecvențele lor sunt distribuite într-o manieră continuă, în timp ce amplitudinile sunt determinate de expansiune conform formula integrală Fourier.

Astfel, spectrul unui proces oscilator periodic sau cvasi-periodic este discret (Fig. 27a), în timp ce cel al unui singur proces aleatoriu sau pe termen scurt este continuu (Fig. 27b). Cel mai adesea, în spectrul discret, frecvența fundamentală a oscilațiilor, datorită funcționării unității, este cea mai pronunțată. Dacă procesul este o însumare a mai multor procese periodice, frecvențele componentelor individuale din spectrul său pot să nu fie multipli unul altuia, adică are loc un proces cvasi-periodic (Fig. 27, a). Dacă procesul este suma mai multor procese periodice și aleatorii, spectrul său este amestecat, adică este reprezentat ca spectre continue și discrete suprapuse unul peste altul (Fig. 27, c).

Orez. 27. Spectre de vibraţii: a - discrete; b - solid; c - mixt

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

Astfel, pentru a caracteriza vibrația, se folosesc spectrele valorilor efective ale parametrilor sau pătratele medii ale acestora din urmă. 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 puterilor individului. componente ale spectrului (sau surse individuale) sau, ceea ce este aceeași, 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 de tăiere inferioară a benzii de frecvență date, f2 este frecvența de tăiere superioară, atunci media geometrică este luată ca frecvență care caracterizează banda în ansamblu.

frecvența fsg=√f1f2

În practica studiilor vibroacustice, întreaga gamă de frecvențe de vibrație este împărțită în intervale de octave. În intervalul de octave, frecvența de tăiere 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 studiilor vibroacustice.

Nivelul parametrului este raportul logaritmic dintre valoarea absolută a parametrului și unele dintre valorile sale alese ca punct de referință (valoare de referință sau prag). Nivelurile sunt măsurate în decibeli (dB).

Nivelul vitezei de oscilație (dB)

unde pătratul mediu al vitezei vibraționale v2 este luat în banda de frecvență corespunzătoare; v0 este valoarea de referință sau de prag a vitezei de vibrație (m/s) aleasă prin acord internațional:

v0 = 5*10-8.

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

Spectrele nivelurilor de viteză vibrațională sunt principalele caracteristici ale vibrației.

Există vibrații generale și locale (locale). Vibrația generală provoacă contuzii la nivelul întregului organism, vibrația locală implică multe alte tipuri de echipamente. Vibrațiile locale sunt expuse celor care lucrează cu unelte electrice și pneumatice mecanizate de mână (curățarea sudurilor, tăierea pieselor turnate, nituirea, șlefuirea etc.). În unele cazuri, un lucrător poate fi expus atât la vibrații generale, cât și la cele locale (vibrații combinate), de exemplu, atunci când lucrează la mașini de construcție a drumurilor și la transport.

Vibrațiile generale cu o frecvență mai mică de 0,7 Hz (legănare), 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 acestei vibrații este răul de mare, care apare din cauza unei încălcări a 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. Evident, 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”), capului față de bază (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 într-o zonă rezonantă sau aproape de rezonanță poate fi cauza bolii vibrațiilor - încălcări persistente ale funcțiilor fiziologice ale corpului, datorate în principal impactului vibrațiilor asupra sistemului nervos central. Aceste tulburări se manifestă sub formă de dureri de cap, amețeli, somn prost, scăderea performanței, sănătate precară și tulburări cardiace.

Vibrația locală provoacă spasme ale vaselor de sânge, care, pornind de la falangele terminale ale degetelor, se răspândesc la întreaga mână, antebraț și acoperă vasele inimii. Ca urmare, există o încălcare a aportului de sânge periferic - o deteriorare a aportului de sânge la extremități. În același timp, există un efect al vibrațiilor asupra terminațiilor nervoase, mușchilor și țesuturilor osoase, 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 o scădere a mobilității articulare. 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.

Vibrobolia aparține grupului de boli profesionale, al 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.

Informatii utile: