Вібрація

Вібрація – це коливання тіл з частотами від десятих часток Гц до сотень Гц (0, 1-4 000 Гц). Джерелами вібрації здебільшого є динамічно неврівноважені механізми.

Ступінь шкідливої дії вібрації визначається величинами коливальних швидкостей та коливальних прискорень. При малих амплітудах (до 2∙ 10^{-5 м} ) та частотах більше 15 Гц головну роль при дії вібрації на людину відіграє коливальна швидкість, тобто максимальна із значень швидкостей точки, яка коливається,

, (6.1)

де – амплітуда коливання. При малих амплітудах та малих частотах більш суттєвим є коливальне прискорення, тобто максимальне із значень прискорення точки, яка коливається,

. (6.2)

При значних амплітудах (> 2∙ 10^{-5 м} ) суттєве значення при дії вібрації на людину відіграє як коливальне прискорення, так і коливальна швидкість.

У практиці вібродосліджень, аналогічно як і в акустиці, весь діапазон частот розбивають на октавні діапазони, середньо геометричні частоти яких стандартизовані і складають: 1, 2, 4, 8, 16, 32, 63, 125, 250, 500, 1000, 2000 Гц.

, (6.3)

де, – нижня, – верхня границя частот октавного діапазону, причому .

Враховуючи, що абсолютні значення параметрів, які характеризують вібрацію змінюються в широких межах, в практиці дослідження вібрацій також використовують поняття рівня параметра вібрації (логарифм відношення абсолютної величини параметра до його порогового значення), який вимірюється в дБ.

Рівень коливальної швидкості в дБ визначається виразом

, (6.4)

де м/с – порогове значення коливальної швидкості, встановлене міжнародною угодою. – діюче (середньоквадратичне) значення віброшвидкості, яке дорівнює середньоквадратичному миттєвих значень коливальних швидкостей за час усереднення :

, (6.5)

вибирають з урахуванням характеру зміни віброшвидкості в часі.

Спектри рівнів коливальної швидкості є основними характеристиками вібрації.

Розрізняють загальну та локальну (місцеву) вібрації.

Загальна – викликає струс всього організму.

Локальна – втягує в коливальні рухи окремі частини тіла.

Загальна вібрація з частотою менше 0, 7 Гц (так звана качка) викликає неприємні відчуття, але до віброхвороби не призводить а призводить лише до так званої морської хвороби (після припинення дії качки симптоми морської хвороби зникають).

Різні внутрішні органи людини можна розглядати як окремі коливальні системи, які з’єднані між собою “пружинами” і які володіють рядом резонансів (коли власні частоти співпадають з частотами зміни збурюючої сили).

Для більшості внутрішніх органів власні частоти лежать в межах 6-9 Гц. Тому коливання робочих місць з вказаними частотами дуже небезпечні, так як можуть викликати механічні пошкодження та навіть розрив цих органів.

Найнебезпечнішою є частота 7 Гц (як для інфразвуку, так і для вібрації), так як можливе її співпадання з альфа ритмом біострумів мозку, при цьому людина втрачає розум. Інфраколивання з »5 Гц, які виникають перед бурею в океані, викликають у людини гнітючий стан. Для голови найнебезпечніші загальні коливання з =25-30 Гц, бо вона співпадає з власною частотою голови відносно плечей.

Систематична дія загальних вібрацій веде до змін в діяльності нервової, судинної та скелетної систем.

Локальна вібрація викликає спазми судин, які починаються з кінцевих фаланг пальців, розповсюджуються на всю руку, передпліччя а потім захоплюють судини серця. У результаті чого відбувається порушення периферійного кровопостачання. Одночасно спостерігається дія вібрації на нервові закінчення, м’язові та кісткові тканини, що призводить до порушення чутливості шкіри, окостеніння сухожилля, м’язів, болей та відкладанню солей у суглобах. Одночасно спостерігаються порушення діяльності центральної нервової системи, як і при загальній вібрації.

Віброхвороби ефективно виліковуються лише на ранніх стадіях, а запущена хвороба може призвести до повної втрати працездатності, до інвалідності.

Більш загальна класифікація виробничої вібрації наведена на рис. 6.1.

Рис.6.1. Класифікація виробничої вібрації