Гармонические колебания

Классификация вибраций

Вибрация – это периодические колебания материальных точек, составляющих механическую систему. Чаще всего это гармонические колебания.

х

х_m

t

х_m – амплитуда виброперемещения, т.е. наибольшее отклонение колеблющейся точки от положения равновесия, м;

Виброперемещение х = х_m sin (wt + j_о)

Виброскорость v = х_mw cos (wt + j_о)

Виброускорение a = - х_mw² sin (wt + j_о)

где: w - угловая частота, рад/с (w = 2pf = 2p/T);

j_о– начальная фаза колебаний

Характеристикой вибрации является ее спектр. Спектр вибрации разделен на октавные полосы, так что отношение верхней границы полосы к нижней равно 2: f_вi /f_нi =2. Характеристикой частоты в полосе спектра принимается среднее геометрическое значение:

f_ср = Ö f_вi f_нi, Гц

По источнику возникновения вибрациюразличают:

1. Транспортная. Воздействует на операторов подвижных машин (водители грузовых автомобилей, тракторов и т. д).

2. Транспортно-технологическая. Воздействует на операторов с ограниченным перемещением (водители рельсового транспорта, бурильных машин, бетоноукладчики).

3. Технологическая. Воздействует на операторов стационарных машин или передается на рабочие места, не имеющие источников вибрации. Ее классифицируют:

3а – в помещениях с источниками вибрации;

3б – на судах, в служебных помещениях без источников вибрации;

3в – на складах, в столовых без источников вибрации;

3г – в помещениях для умственного труда: заводоуправление, конструкторское бюро и т.д.

По временной характеристике вибрацию различают:

- постоянную, (контролируемый параметр изменяется не более чем в 2 раза за время наблюдения);

- непостоянную, (контролируемый параметр изменяется более чем в 2 раза за время наблюдения).

Различают общую и локальную вибрации.

Общая вибрация действует на весь организм в целом. При этом страдает в первую очередь нервная система и анализаторы: вестибулярный, зрительный, тактильный. Симптомы заболевания: головокружения, расстройства координации движения, снижение остроты зрения до 40%, изменение обменных процессов. Особенно опасна толчкообразная вибрация, вызывающая микротравмы различных тканей, вплоть до их разрыва. Симптомы: боли в пояснице, конечностях, в области желудка.

По направлению действия общую вибрацию подразделяют на вертикальную, распространяющуюся по оси Z; горизонтальную, распространяющуюся по оси X от спины к груди; горизонтальную, распространяющуюся по оси Y от правого плеча к левому.

Y

Z X

Локальная вибрация действует на отдельные части организма (верхние конечности, плечевой пояс, сосуды сердца). Бич современного машиностроения – локальная вибрация. Локальной вибрации подвергаются люди, работающие с ручным механизированным инструментом (отбойные молотки, перфораторы). Симптомы заболеваний: снижение кожной чувствительности, отложение солей в суставах.

Человеческое тело – это сложная колебательная система. Резонанс человеческого тела, отдельных его органов наступает при совпадении собственных частот колебаний внутренних органов с частотами внешних сил. Например, область резонанса:

- для всего тела в положении сидя – 4…6 Гц;

- органы зрения –30…90 Гц, что соответствует резонансу глазных яблок;

- сердце – 16 Гц;

- кишечник – 8 Гц.

Действие вибрации на организм человека зависит от: мощности колебательного процесса, времени контакта, демпфирующих свойств тканей. Среди профессиональных заболеваний вибрационная патология стоит на втором месте после пылевых – 28%.

В зависимости от характера работы вибрационная болезнь возникает через 8-15 лет работы. Факторы производственной среды, усугубляющие вредное воздействие вибраций на организм:

- тяжелые мышечные нагрузки;

- пониженная температура;

- шум высокой интенсивности;

- психоэмоциональный стресс.

Дата добавления: 2014-01-14