Вибрация
 | В статье не хватает ссылок на источники (см. рекомендации по поиску). |
Вибра́ция (лат. Vibratio «колебание, дрожание») — механические колебания. Вибрация — это механические колебательные движения систем или твёрдых тел.
О вибрации также говорят в более узком смысле, подразумевая механические колебания, оказывающие ощутимое влияние на человека. В этом случае подразумевается частотный диапазон 1,6—1000 Гц. Понятие вибрация тесно связано с понятиями шум, инфразвук, звук.
Классификация с точки зрения санитарных норм
[править | править код]Способ передачи
[править | править код]По способу передачи различают следующие виды вибрации
- общую вибрацию, передающуюся через опорные поверхности на тело сидящего или стоящего человека;
- локальную вибрацию, передающуюся через руки или ноги человека, а также через предплечья, контактирующие с вибрирующими поверхностями.
Источник возникновения
[править | править код]В зависимости от источника возникновения различают следующие виды вибраций:
- локальная вибрация, передающаяся человеку от ручного механизированного (с двигателями) инструмента;
- локальная вибрация, передающаяся человеку от ручного немеханизированного инструмента;
- общая вибрация 1 категории — транспортная вибрация, воздействующая на человека на рабочих местах транспортных средств, движущихся по местности, дорогам и пр.' Пример: тракторы, грузовые автомобили;
- общая вибрация 2 категории — транспортно-технологическая вибрация, воздействующая на человека на рабочих местах машин, перемещающихся по специально подготовленным поверхностям производственных помещений и т. п. Пример: краны, напольный производственный транспорт;
- общая вибрация 3 категории — технологическая вибрация, воздействующая на человека на рабочих местах стационарных машин или передающаяся на рабочие места, не имеющих источников вибрации. Пример: станки, литейные машины.
- общая вибрация в жилых помещениях и общественных зданиях от внешних источников. Пример: вибрация от проходящего трамвая.
- общая вибрация в жилых помещениях и общественных зданиях от внутренних источников. Пример: лифты, холодильники.
Возникновение вибрации
[править | править код]Вибрация возникает в самых разнообразных технических устройствах вследствие несовершенства их конструкции, неправильной эксплуатации, внешних условий (например, рельеф дорожного полотна для автомобилей), а также специально генерируемая вибрация.
Основные встречающиеся источники, и условия возникновения вибраций
[править | править код]Причиной усиления вибрации может быть резонанс.
Математический аппарат для описания вибраций
[править | править код]Математически вибрацию описать достаточно сложно. Одним из инструментов для создания математической модели может быть Теория катастроф.
Существуют компьютерные программы для расчёта вибраций, вибрационных и шумовых полей.
Вибрации в технике, конструкциях и природе
[править | править код]
Целевой эффект
[править | править код]- Вибрационные сита;
- Вибрационные дробилки;
- Соломотряс и очистка зерноуборочного комбайна;
- Вибрационные транспортеры;
- Бетоноуплотнительные машины (глубинные вибраторы, виброрейки, виброопалубка);
- «Разгрузочные вибраторы» железнодорожных вагонов;
- Виброшлифмашины;
- Инфразвуковые боевые генераторы;
- Геофизические сейсмоиммитаторы;
- Вибромассажеры;
- Секс-игрушки;
- Вибрация используется в игровых симуляторах (компьютерных гаджетах, джойстиках) для повышения реалистичности игры.
Сопутствующий эффект
[править | править код]- Работающие электродвигатели, особенно плохо сбалансированные.
- Работающее дерево-, и металлообрабатывающее оборудование.
- Газотурбинные двигатели самолетов и др. транспортных средств.
- Судовые дизельные двигатели и трансмиссия.
- Двигатели внутреннего сгорания и трансмиссия автомобилей.
- Вибрация трансформаторов и соленоидов.
- Дрожание нагревательных обмоток муфельных печей.
- Дрожание водопровода и систем отопления при наличии «воздушных пробок».
- Вибрации металлоконструкций.
- Вибрации железобетонных конструкций вследствие теплового нагрева.
- Низкочастотные вибрации музыкальных установок.
- Вибрации ракетных двигателей при работе.
- Природные вибрации — землетрясения, атмосферные разряды.
- Плохое состояние дорожного покрытия (для автомобилей), рельсы (для поездов).
- Вибрации газопроводов, углепроводов и нефтепроводов при перекачке сырья.
- Вибрации нагнетателей на газоперекачивающих агрегатах.
- Вибрации насосов на нефтеперекачивающих системах.
- Вибрации башен, дымовых труб, антенн, при знакопеременных ветровых нагрузках.
- Вибрации ручного электроинструмента: дрели, отбойные молотки и др.
Вибрации в живых организмах
[править | править код]Психологической значимости вибрации и движению мышц в живых организмах уделял особое внимание выдающийся русский физиолог И. М. Сеченов. Он утверждал, что «все внешние проявления мозговой деятельности могут быть сведены на мышечное движение»[1]. Наблюдая за поведением различных животных выдающийся австрийский учёный, основоположник этологии Конрад Лоренц установил зависимость между уровнем агрессивности животного и интенсивностью его движений или вибраций[2].
- Вибрации напряженных мышц.
- Вибрации сопровождающие дыхание: храп.
- Вибрации голосовые: низкие частоты речи человека.
Допустимый уровень вибрации
[править | править код]Нормирование технологической вибрации как общей, так и локальной производится в зависимости от её направления в каждой октавной полосе(1,6 — 1000 Гц) со среднеквадратическими виброскоростями (1,4 — 0,28)10−2м/с, и логарифмическими уравнениями виброскорости (115—109 дБ), а также виброускорением (85 — 0,1 м/с²). Нормирование общей технологической вибрации производится также в 1/3 октавных полосах частот (1,6 — 80 Гц)[3].
Измерение вибрации
[править | править код]Для измерения вибрации и дополнительной оценки уровня шума применяется специальное оборудование:
- системы сбора и анализа данных — могут записывать собирать данные о вибрационном воздействии на различные объекты;
- системы управления вибрационными испытаниями — могут воспроизводить запись вибрации и способствовать проведению виброиспытаний;
- автономные регистраторы данных — записывают данные о вибрационных воздействиях;
- регистраторы-анализаторы спектра — мониторят вибрационную нагрузки на объект испытаний и сообщают о выходе за ее пределы;
- системы вибродиагностики — позволяют спрогнозировать ресурс и степень износа различного оборудования;
- виброметры;
- виброскопы;
- универсальные шумовиброметры[4].
Для научного и практического исследования уровня вибрации используют программное обеспечение для детального анализа сохраненных сигналов и сигналов, поступающих в режиме реального времени.
Виды программного анализа данных:
- модальный анализ,
- статистический анализ,
- долеоктавный анализ,
- статистический анализ,
- тахоанализ,
- фильтрация
- каскад спектров,
- вейвлет-анализ и другие.
Воздействие на организм
[править | править код]Действие вибраций на человека различно. Оно зависит от того, вовлечён ли в неё весь организм или часть, от частоты, силы и продолжительности и прочих факторов.
Воздействие вибрации может ограничиться ощущением сотрясения (паллестезия) или привести к изменениям в нервной, сердечно-сосудистой, опорно-двигательной системах.
При хроническом воздействии вибрации на человека в условиях производства возможно развитие профессионального заболевания — Вибрационной болезни. Заболевание характеризуется стойкими патологическими нарушениями в сердечно-сосудистой и нервной системе, а также в опорно-двигательном аппарате и высокой инвалидизацией. В Российской Федерации вибрационная болезнь находится на одном из первых мест среди хронических профессиональных заболеваний[источник не указан 952 дня].
В опытах на крысах вибрация с ускорением 0,3 g и частотой 35 Гц по 20 минут 5 дней в неделю ускорила заживление ран за счёт усиления мышечной активности и микроциркуляции крови[5]
Исследование вопросов вибрации в России
[править | править код]- Ежегодно в мае в МГТУ им. Н.Э. Баумана проводится Всероссийская конференция молодых ученых и специалистов «Акустика среды обитания». На конференции рассматривают широкий круг вопросов, связанных с проблемами акустического загрязнения окружающей среды и защиты человека от вредного воздействия шума и вибрации.[6]
Борьба с шумом и вибрацией
[править | править код]
Основными методами борьбы с разного рода шумами и вибрацией являются:[7]
- Уменьшение шума и вибрации в источнике их возникновения: совершенствование конструкции (расчёт фундамента, системы амортизаторов или виброизоляторов).
- Звукопоглощение и виброизоляция.
- Установка глушителей шума и вибрации, экранов, виброизоляторов.
- Рациональное размещение работающего оборудования и цехов.
- Применение средств индивидуальной защиты (для защиты от шума: беруши, наушники; для защиты от вибрации — виброгасящие рукавицы).
- Вынесение шумящих агрегатов и устройств от мест работы и проживания людей, зонирование.
См. также
[править | править код]Примечания
[править | править код]- ↑ Сеченов, Иван Михайлович. Элементы мысли (неопр.) / В. Усманов. — Санкт-Петербург: Питер, 2001. — ISBN 5318001645.
- ↑ Лоренц, Конрад. АГРЕССИЯ (неопр.). — 1966.
- ↑ СН 2.2.4/2.1.8.566-96. Санитарные нормы. Производственная вибрация, вибрация в помещениях жилых и общественных зданий
- ↑ ГОСТ 12.1.012-90. Вибрационная безопасность. Общие требования
- ↑ Yu, C. O. Low-Magnitude High-Frequency Vibration Accelerated the Foot Wound Healing of n5-streptozotocin-induced Diabetic Rats by Enhancing Glucose Transporter 4 and Blood Microcirculation : [англ.] / C. O. Yu, K. S. Leung, J. L. Jiang … [et al.] // Scientific Reports : J.. — 2017. — Vol. 147, no. 1 (14 September). — doi:10.1038/s41598-017-11934-2. — PMID 28912573. — PMC 5599683.
- ↑ Software, Blank Акустические конференции / Наука. Кафедра экологии и промышленной безопасности. Дата обращения: 3 мая 2024.
- ↑ Охрана труда в радиоэлектронной промышленности / С. П. Павлова.. — Москва: Радио и связь, 1985.
Литература
[править | править код]
- Вибрация // Большая советская энциклопедия : в 66 т. (65 т. и 1 доп.) / гл. ред. О. Ю. Шмидт. — М. : Советская энциклопедия, 1926—1947.
- Вибрации в технике. Справочник в 6 т. Ред. совет: В. Н. Челомей и др. М: Машиностроение. 1981.
 | |
|---|---|
| В библиографических каталогах |
