Механические колебания и упругие волны. Вибрация.

Вибрацией называются механические колебания, совершаемые каким-либо телом. Причиной вибрации являются неуравновешенные силовые воздействия. Длительное воздействие вибрации на человека является опасным. Опасна вибрация при определенных условиях и для машин и механизмов, так как может вызвать их разрушение.

Различают общую и локальную (местную) вибрации. Общая вибрация вызывает сотрясение всего организма, местная воздействует на отдельные части тела. Иногда работающий может одновременно подвергаться общей и местной вибрации (комбинированная вибрация). Вибрация нарушает деятельность сердечно-сосудистой и нервной систем, вызывает вибрационную болезнь. Особенно опасна вибрация на резонансных или околорезонансных частотах (6–9 Гц).

Существует несколько основных направлений борьбы с вибрацией. Борьба с вибрацией в источнике ее возникновения предполагает конструирование и проектирование таких машин и технологических процессов, в которых исключены или снижены неуравновешенные силы, отсутствует ударное взаимодействие деталей.

Вибродемпфирование – это снижение вибрации объекта путем превращения ее энергии в другие виды (в конечном счете – в тепловую). Увеличения потерь энергии возможно достичь разными приемами: использованием материалов с большим внутренним трением; использованием пластмасс, дерева, резины; нанесением слоя упруго-вязких материалов, обладающих большими потерями на внутреннее трение (рубероид, мастики, пластические материалы и др.).

Виброгашение – это способ снижения вибрации путем введения в систему дополнительных реактивных импедансов (сопротивлений). Чаще всего для этого вибрирующие агрегаты устанавливают на массивные фундаменты.

Виброизоляция – это способ уменьшения вибрации защищаемого объекта посредством введения в систему упругой связи, препятствующей передаче вибрации от источника колебаний к основанию или смежным элементам конструкций.

Шум - звук, несущий ненужную человеку в данном месте и в данное время информацию.

Звук – это упругие волны, распространяющиеся в твердой, жидкой или газообразной среде. Частицы среды при этом колеблются относительно положения равновесия. Звук распространяется в воздухе со скоростью 344 м/с. Звук создается источником, который имеет определенную мощность. Мощность, приходящаяся на единицу площади, перпендикулярной к направлению распространения звука, называется интенсивностью звука. Болевой порог интенсивности звука для человека составляет 120-130 дБ.

Всякий нежелательный звук принято называть шумом. Шум вреден для здоровья, снижает работоспособность, повышает уровень опасности.

Для снижения шума могут быть применены следующие методы:

1) снижение шума в источнике путем тщательной шлифовки, полировки или смазывания трущихся поверхностей для борьбы с механическим шумом, а также использования глушителей для борьбы с аэродинамическим шумом;

2) изменение направленности излучения;

3) рациональная планировка предприятий и цехов, селитебных и промышленных зон и транспортных потоков в городах;

4) снижение шума на пути его распространения благодаря применению отражающих или поглощающих шумозащитных экранов;

5) акустическая обработка помещений;

6) использование средств индивидуальной защиты от шума.

Снижение негативного воздействия шума достигается также его нормированием. Нормируемым параметром является уровень интенсивности шума.

Допустимый уровень шума при физическом труде выше, чем при умственном. С учетом особенностей восприятия человеком звуков разной частоты (высокочастотные звуки кажутся более громкими, чем низкочастотные), допустимый уровень шума с возрастанием частоты уменьшается.

Инфразвук - упругие волны с частотой менее 20 Гц.

Инфразвук оказывает крайне негативное воздействие на центральную нервную систему, вызывая чувство падения, страха и состояние паники.

Для инфразвука характерно малое поглощение. Поэтому инфразвуковые волны в воздухе, воде и в земной коре могут распространяться на очень большие расстояния. Защита от инфразвука представляет серьезную проблему.

Ультразвук.

Ультразвук - упругие волны с частотой более 20 000 Гц.

Ультразвук находит широкое применение в металлообрабатывающей промышленности, машиностроении, металлургии и т. д. Ультразвук оказывает вредное воздействие на организм человека. У работающих с ультразвуковыми установками нередко наблюдаются функциональные нарушения нервной системы, изменения давления, состава и свойств крови. Часты жалобы на головные боли, быструю утомляемость, потерю слуховой чувствительности.

Защита от действия ультразвука при воздушном облучении может быть обеспечена:

1) путем использования в оборудовании более высоких рабочих частот, для которых допустимые уровни звукового давления выше;

2) путем выполнения оборудования, излучающего ультразвук, в звукоизолирующем исполнении (типа кожухов).

3) путем устройства экранов, в том числе прозрачных, между оборудованием и работающим;

4) размещением ультразвуковых установок в специальных помещениях, выгородках или кабинах, если перечисленными выше мероприятиями невозможно получить необходимый эффект.