Механические колебания. Вибрации

Определение, источники, характеристики, классификация, медико-биологические воздействия на человека, нормирование

Вибрации - это вид механических колебаний в технике, которые создаются рабочими органами вибромашин, возникают при движении транспортных средств и работе производственного оборудования. По способу передачи на человека вибрации классифицируют на общие и локальные. Общие передаются через опорные поверхности, локальные - через руки.

Общие вибрации по источникам происхождения классифицируют на транспортные, транспортно-технологические, технологические двух типов:

тип «а»- на рабочих местах непосредственно у источников вибрации;

тип «б»- на рабочих местах работников умственного труда.

Вибрации классифицируют по направлению осей действия - по осям x, y, z.

Основными характеристиками вибраций являются частота и спектр вибраций. Спектр- это зависимость интенсивности вибрации от частоты. I=f(f), Виброскорость V, [м/с], виброускорение а, [м/с²] и их логарифмические уровни:

, [дБ]

(1)

, [дБ]

Где , – опорные значения, соответственно, виброскорости и виброускорения.

Степень воздействия вибраций на организм человека определяется интенсивностью, продолжительностью воздействия, а также особенностью организма человека, как колебательной системы. Каждое колебание воспринимается организмом как толчок в ответ, на который уже через примерно 20 секунд возникают компенсирующие напряжения мышц. Наиболее опасные - это резонансные частоты. Например, при частоте 5-7 Гц по оси z возможно потеря равновесия, при частоте 20-60 Гц снижается острота зрения. При резонансных частотах возможно не только механическое травмирование органов, но и его разрыв.

При хроническом воздействии вибраций выше предельно допустимого уровня возникает профессиональное заболевание - вибрационная болезнь, которая при общих вибрациях проявляется в микротравмах и деформациях опорно-двигательного аппарата, отклонениях в деятельности центральной нервной, сердечно-сосудистой систем. При воздействии локальных вибраций возникают сосудистые расстройства, побеление пальцев, поражение суставов рук.

ГОСТ 12.1.012-90 устанавливает нормативы вибрационной безопасности, то есть предельно допустимые уровни (ПДУ) вибраций с учетом их спектра и направления осей действия. Для 3-х критериев:

–безопасности (профилактика виброболезни);

–граница снижения производительности труда (для транспортно-технологической, технологической тип «а»).

–комфортности (для работников умственного труда);

ПДУ устанавливает абсолютные значения виброскорости, виброускорения, их логарифмических уровней для 1/3 октавных полос для общих вибраций и в октавных полосах частот для локальных вибраций (рисунок4)

Рисунок 4

.