Учебники Онлайн


712 Общие понятия о вибрации и ее параметры

Стандарт. ДСТУ 2300-93 рассматривает вибрацию как совокупность механических колебаний упругих твердых тел, характеризующихся периодичностью изменения своих параметров

Основными параметрами вибрации являются: частота, амплитуда (виброперемещения), виброскорость, виброускорения, уровень виброскорости и уровень виброускорения

Вибрацию или колебания в инженерной практике разделяют на три вида: собственные колебания, вынужденные колебания и автоколебания

Собственные колебания - это колебания твердых тел, возникающие в результате действия сил упругости. Математической моделью собственных колебаний с учетом сил трения есть выражение

где т - масса колеблющегося тела, кг х - виброперемещения, мм г - коэффициент трения; с - жесткость колеблющегося тела, кг / мм

Вынужденные колебания возникают в результате действия внешних (вынужденных) сил

Математическая модель вынужденных колебаний имеет вид

где. Р - вынужденная сила, кг

Автоколебания возникают в результате действия сил трения

Амплитуда колебаний - максимальное смещение колеблющегося тела (системы) от нейтральной оси

В элементарном виде амплитуду вынужденных колебаний можно выразить уравнением

где ^ - вынужденная сила, кг / м - частота собственных колебаний,. Гц; ом - частота вынужденных колебаний (единицами измерения амплитуды могут быть микрон, миллиметр, сантиметр и метр)

Резонанс в колеблющейся системе возникает при [ВЛ = (ам, в результате чего амплитуда становится максимальной атах

виброскорость и виброускорения колеблющейся системы под действием вынужденных сил определяют по формулам

где V и о / - соответственно виброскорость и виброускорения

Важными параметрами вибрации являются уровни виброскорости и виброускорения

Уровень виброскорости определяют по формуле

где V - фактическая виброскорость, мм / с; и - пороговое значение виброскорости, м / с: и = 5 х 10 ~ 8 мм / с

Уровень виброускорения определяют по формуле

где ^ - фактическое виброускорения, мм/с2: к - пороговое значение виброускорения, мм/с2: да - 3 х 10 ~ 4 мм/с2

По способу передачи на тело человека вибрацию разделяют на общую, которая передается через опорные поверхности тела человека, и локальную (местную), которая передается через руки человека

Общая вибрация по источнику ее возникновения подразделяется на: - транспортную, которая возникает в результате движения на дорогах;

- транспортно-технологическую, которая возникает при работе машин, которые выполняют технологические операции в стационарном положении или при перемещении на специально подготовленных частях производственных помещений ний или площадках (например, при работе башенных, консольно-козловых кранов и т.п.)

- технологическую, которая передается на рабочие места, не имеющие источников вибрации

713 Влияние шума и вибрации на человека и окружающую среду

Статистика [31] показывает, что в течение последнего десятилетия шум и вибрация в промышленности выросли более чем в 2 раза. С повышением уровней шума и вибрации заболеваемость горожан увеличилась в в 3 рази.

Учеными [2,4,8,14,15,33] установлено, что вредное воздействие шума на организм человека и окружающую среду заметнее при росте частоты звука. Доказано, что превышение допустимой нормы уровня шу уму (80 дБ) на 1 дБ приводит к росту профессиональных заболеваний на 20-30% и снижение производительности труда на 1%.

Австрийский исследователь. Гриффит [33] сделал вывод, что повышенный уровень шума является причиной старения организма человека и сокращение продолжительности его жизни на 8-12 лет. Жители шумного района. Парижа -. Орли и где находится крупный аэропорт. Франции, употребляют в 7 раз больше лекарств, чем те, которые проживают в тихих районах французской столицы. Жители шумных районов большого города, работники шумных технол огичних процессов преимущественно страдают ишемические болезни сердца, расстройства центральной нервной системы, гипертонию, потерю слуха, возникновения злокачественных опухолей, ухудшение памяти тощщо.

По утверждениям специалистов украинских гигиенического центра при. Минздраве Украины, около 40% общей площади среднестатистического города (с населением 750 тысяч жителей) непригодны для обеспечения должным ого уровня проживания из-за чрезмерного акустическое загрязнение. В городах с миллионным населением жители домов, находящихся близко к магистральных улиц, подвергаются значительному шумовой нагрузки, я ке в некоторых случаях достигает 83-90 дБА, причем в 55-86% источником повышенного шума является автотранспорт. А предельно допустимый уровень шума на территориях, прилегающих к жилым домам, в течение суток должно составлять 70 дБА от 7-й до 23 часов, и 60 дБА - от 23-й до 7-ти часовини.

Не менее вредной для человека вибрация, которая вызывает расстройство центральной нервной системы, вибрационную болезнь, вибрационный полиартрит нижних и верхних конечностей человека, трещины в костях, выпадения во олосс.

Под действием вибрации возникают функциональные изменения в организме человека-оператора: ухудшение зрения, нарушение вестибулярного аппарата; галлюцинации быстрая утомляемость. Негативные ощущения вследствие вибрации й возникают при виброускорения, составляющих 5% виброускорения от силы массы человека, то есть 0,5 м/с2. Особенно вредны вибрации с частотами, близкими к частотам собственных колебаний тела человека, бил ьшисть из которых находится в пределах 6-30. Гц. Резонансные частоты отдельных частей тела [2] находятся в пределах,. Гц: глаза - 22-27; горло - 6-12; грудная клетка - 2-12, ноги и руки - 2 и челюсти - 4-27; поясничная часть позвоночника - 4-14; живот - 4-1—12.

Многие ученые [6,13,14,25,33] установили, что шум и вибрация вредно действуют не только на человека, но и на растительный и животный мир. Выявлено, что шум замедляет рост растений, у них наблюдается надует ирне (даже полное, что приводит к гибели) выделение влаги через листья, возможно нарушение структуры клеток погибает листья и цветы растений, растущих у источника шума в клетках растения происходят метаболические изменения морфологических признаков или даже генные мутации. Эти явления вызывают негативное влияние на эволюцию растений на современном этапе развития, поскольку выживают преимущественно мутанты с различными отхо иленнямы от нормального развития (кривой ствол, изменена форма листьев и т.д.). В результате таких мутаций, особенно в городах, повышается количество деревьев мутагенного структуры. Под действием чрезмерного шума вр ожайнисть растений зерновой группы, особенно в естественных полосах, уменьшается в 2-3 раза [1зи [1].

Аналогично влияет шум и на животных. Животный организм, как и человеческий, вследствие воздействия шума претерпевает значительные расстройств: нервных, сердечно-сосудистых, ухудшение слуха. К действию шума животное привыкает еще медленнее, чем человек. Шум особенно влияет на диких животных, заставляя их покидать шумные лесные массивы с достаточным количеством пищи, и переселяться в малошумные территории, где их малоаль.

От шума реактивного самолета личинки пчел теряют ориентацию, а в птичьих гнездах возникают трещины в скорлупе яиц. От шума снижаются удои коров, привес у животных, яйценоскость кур. Вредно влияет шум на рыб, особенно в период нереста. Кроме того, шум опасен для животных, которые собираются вывести приплод, и для будущих потомков. Так, пчелиная матка под действием шумов значительной интенсивно сти может погибнутьнути.

Животный организм более развитые органы чувств, верхняя абсолютный предел чувствительности его слухового анализатора находится ниже верхней границы анализатора человека, есть болевой порог у многих х животных достигается раньше, чем у человека. Поэтому сильный шум такие животные, как кошки, собаки, а также некоторые виды птиц воспринимают как болевые сигнали.

Из приведенного можно сделать вывод, что тишина сегодня нужна не только человеку, но всему среде. Один из российских ученых-медиков. Н. Бурчасов отмечал:"Если раньше мы говорили, что ч чистота - залог здоровья, то теперь стала не менее важная истина: тишина - залог здоровья"Действительно, сегодня на всей планете тишина стала редкостьютала рідкістю.

Сильный шум сейчас справедливо называют «невидимой ядом"Бороться с шумом и вибрацией сейчас значит продлить жизнь на. Земле