Характеристики механических колебаний, единицы измерения

Всякий периодический процесс слагается из ряда циклов. Под циклами понимается полная совокупность повторяющихся значений периодически изменяющейся величины.

Наименьший промежуток времени – t, необходимый для завершения одного полного цикла, называется периодом – Т, единицей измерения для которого является – секунда, с. Простейшими колебаниями являются гармонические, при которых переменная величина изменяется по закону синуса или косинуса: А = А_о sin ωt, где А – амплитуда колебаний, т. е. максимальное смещение колеблющейся точки от положения равновесия (полуразмах колебаний), м, см, мм; А_о – начальная амплитуда колебаний; ω – угловая (циклическая) частота; t – время.

По способу возбуждения колебания могут быть свободными или вынужденными. Сво-бодные (или собственные) колебания – это колебания механической системы, обладаю-щей массой и упругостью, после выведения ее из равновесия мгновенной силой. Характер свободных колебаний (частота, время) определяются свойствами самой системы: массой, упругостью, силами затухания.                                                                            

2. Частота периодического процесса – f, представляет собой число циклов, уклады-вающихся в единицу времени: f = 1 / Т герц.

Угловая частота – ω, единица измерения – рад/ c,ичастота периодического процесса – f, Гц,связаны следующей зависимостью ω = 2 π f Весь частотный диапазон делится на частотные интервалы. Эти интервалы могут быть октавными, полуоктавными, третьокравными. Октава – это полоса частот, где отношение верхней граничной частоты f_В к нижней граничной частоте f_Н равно 2 (f_в / f_Н = 2). Октава характеризуется средней геометрической частотой: f_СР= (f_Вf_Н)^1/2 = (2 f _Н)^1/2 = 1,41 f_Н для полуоктавы   f_СР= (2 f _Н)^1/4 = 1,19 f_Н; для третьоктавы  f_СР= (2 f _Н)^1/6 = 1,13 f_Н.

3. Колеблющаяся в пространстве точка перемещается с непрерывно меняющейся ско-ростью и ускорением (далее виброскоростью и виброускорением), являющимися первой и второй производными смещения (амплитуды) во времени. Для их оценки используются:

cредние квадратические значения виброскорости – V, единица измерения, м/с;

средние квадратические значения виброускорения – а, единица измерения, м/с²;

амплитуды виброперемещений – А, единица измерения, м∙10^-3

V_max = ω A = 2 π f A,    a = ω² A ∕ g = 4 π² f² A ∕ 9,81

4. Логарифмические уровни виброскорости – L_V, единица измерения, дБ: L_V = 20 lg (V / 5·10^-8 ), где 5·10^-8 – пороговое значение виброскорости, начиная c которого человек ощущает воздействие вибрации, м/с [1, 2].

5. Логарифмические уровни виброускорения – L_a, единица измерения, дБ: L_a = 20 lg (a / 10^-6  10^-6 – пороговое значение виброускорения, начиная c которого человек ощущает воздействие вибрации, м/с² [1, 2].

6. Спектр вибрации – это распределение значений контролируемого параметра в ин-тересующей области частот.

 

НОРМИРОВАНИЕ ВИБРАЦИИ

1. В ведены следующие нормативные критерии оценки неблагоприятного воздействия вибрации:

критерий «безопасность», обеспечивающий не нарушение здоровья работающего, оце-ниваемого по объективным показателем с учетом риска возникновения предусмотренных медицинской классификацией профессиональных болезней и патологий, а также исключа-ющий возможность возникновения травмоопасных или аварийных ситуаций из-за воздей-ствия вибрации;

Транспортная вибрация – общая вибрация 1-ой категории, воздействующая на человека на рабо-чих местах самоход. и прицеп. машин, транспортных средств при движении по местности, агрофонам и дорогам (в том числе при их строительстве)

критерий «граница снижения производительности труда», обеспечивающий поддержа-ние нормативной производительности труда работающего, не снижающейся из-за разви-тия усталости под воздействием вибрации;

Транспортно-технологическая вибрация – общаявибрация 2-ой категории, воздействующую на человека на рабочих местах машин, перемещающихся по специально подготовленным поверхностям производственных помещений, промышленных площадок, горных выработок.

Технологическая вибрация – общая вибрация 3-ой категории, воздействующая на операторов стационарных машин и оборудования или передающаяся на рабочие места, не имеющие источников вибрации

критерий «комфорт», обеспечивающий работающему ощущение комфортности усло-вий труда при полном отсутствии мешающего действия вибрации.

Технологическая вибрация – общая вибрация 3-ой категории на рабочих местах работников

умственного труда и персонала, не занимающегося физическим трудом

2. Вибрационная нагрузка на работающего нормируется для каждого направления Дей-ствия вибрации. Для локальной вибрации норма вибрационной нагрузки на работающего обеспечивается не получением вибрационной болезни, что соответствует критерию «безо-пасность». Для общей вибрации нормы вибрационной нагрузки на работающего установ-лены для категорий вибрации и соответствующих им критериям оценки.

3. Нормируемый диапазон частот устанавливается:

для локальной вибрации в виде;

для общей вибрации в виде октавных или 1/3 октавных полосах со средними геометри-ческими частотами:

4. При постоянной вибрации норма показателя вибрационной нагрузки на работающе-го установлена в виде нормативного спектра вибрации (ПДУ) или корректированного по частоте среднего квадратического значения виброускорения (виброскорости) – U или его логарифмический уровень – L_U

5. При непостоянной вибрациинорма вибрационной нагрузки на работающего уста-новлена в виде нормативного значения дозы вибрации – Ð или эквивалентного корректи-рованного значения виброускорения (виброскорости) – U _ЭКВ.

6. При проектировании строительных конструкций, систем установки машин, средств виброзащиты рабочих мест от общей вибрации допускается использовать нормы на амп-литуды виброперемещения.