Власні та вимушені коливання

6.1.2.1 Кожному пружному тілу (або конструкції), що виведене із положення рівноваги, властиві певний період і частота коливань, які називаються власними. Вони поступово затухають, оскільки енергіяруху внаслідок тертя переходить в теплову енергію.

6.1.2.2 Вимушеними називаютьсяколивання, які виникають при дії на тіло (або конструкцію) періодично змінної сили, якамаєназву збуджуючої.

6.1.2.3 Резонансом називають явище, яке виникає тоді, коли співпадають частоти і напрямок власних та вимушених коливань. Явище резонансу небезпечне для конструкції або споруди, оскільки зростає амплітуда коливань, що в свою чергу призводить до збільшення деформації і напруженості в середовищі, в якому відбуваються коливання. Це може призвести до поломки або руйнування обладнання, споруд, що може бути причиною травматизму, нещасних випадків.

6.1.2.4 Джерелами вібрації є різні технологічні процеси, механізми,машини таїх робочі органи, де є переміщення.

 

Характеристики вібрації.

6.1.3.1 Для вивчення процесу вібрації використовують спектри діючих значень параметрів або значення середніх квадратів останніх.

Під спектром розуміють весь можливий діапазон реалізації того чи іншого параметра.

6.1.3.2 В практиці віброакустичних досліджень весь діапа­зон частот (спектр) вібрацій розбивають на октавні смуги. В октавній смузі верхня гранична частота () у 2 рази більша граничної частоти , тобто

(6.6)

Аналіз та побудова спектрів параметрів вібрації можуть виконуватися також і в третиннооктавних смугах частот, для яких характерно, що

(6.7)

де , – верхня та нижня частоти в третиннооктавній смузі.

При аналізі спектру частот вібрації для кожної октавної смуги використовується значення середньогеометричної частоти, яка визначається за формулою

(6.8)

Середньогеометричні частоти октавних смуг частот вібрацій стандартизовані і складають наступні значення: 1; 2; 4; 16; 31.5; 125; 250; 500; 1000 Гц.

6.1.3.3 При віброакустичних дослідженнях вводять поняття логарифмічного рівня коливань. Логарифмічний рівень коливань – характеристика коливань, де зрівнюються дві однойменні фізичні величини, пропорційні логарифму відношення величини, що оцінюється, до вихідного значення цієї величини. Вібрація оцінюється величиною вираженою в децибелах (дБ).

Рівень віброшвидкості визначається за формулою

(6.9)

де V – середня віброшвидкість, яка береться у відповід­ній смузі частот,м/с;

V_{0 –} порогове значення віброшвидкості (опорна віброшвидкість), яка за міжнародним стандартом дорівнює м/с.

6.1.3.4 Спектри рівнів віброшвидкості є основними характеристиками вібрацій. Зниження вібрації визначається різницею рівнів

(6.10)

де і – відповідно рівні віброшвидкості до і після проведення заходів із зменшення вібрації.

6.1.3.5 Рівень віброприскорення визначається за формулою

(6.11)

де – середнє віброприскорення, яке визначається у відповідній смузі частот, м/с²;

– порогове значення віброприскорення, яке за міжнародним стандартом дорівнює м/с².

Спектр періодичного коливального процесу є дискретним (рис.6.1), а випадкового або короткотривалого – неперервним (рис.6.2). Якщо коливальний процес є результатом декількох періодичних та випадкових процесів, то його спектр є змішаним (рис.6.3).

 

Види вібрацій

Вібрації згідно з державним стандартом ГОСТ 12.1.012-90. поділяють на загальну та локальну (місцеву). Загальна вібра­ція передається на все тіло людини, а локальна на руки працю­ючого. Можлива комбінована дія загальної та локальної вібрації.

Цим же державним стандартом вібрації занапрямком дії поділяють на загальні вібрації, що діють вздовж вертикальної осі Z та горизонтальних осей Х та У, і на локальні, що діють вздовж осі Хр, яка співпадає з віссю місць обхоплення (рукоятки, рульового колеса та інш.), і вздовж осі Zp, що знаходиться у площині, що утворена віссю Хр та напрямком прикладеннясили.

В залежності від джерела загальна вібрація поділяється на: транспортну, транспортно-технологічну, технологічну.

Транспортна вібрація виникає при русі машин по місце­вості, транспортно-технологічна – при роботі машин, що виконують технологічні операції в стаціонарному положенні та при пере­міщенні по спеціально підготовленій частині виробничого примі­щення, промислового майданчика, тощо. Технологічна вібрація виникає при роботі стаціонарних машин або передається на робо­чі місця, що не мають джерел вібрації.