Будь умным!


У вас вопросы?
У нас ответы:) SamZan.ru

____ ________2013 г. Конспект лекції з дисципліни Безпека життєдія

Работа добавлена на сайт samzan.ru: 2015-12-26


PAGE  21

                                                                                     ЗАТВЕРДЖУЮ

                                                                                     Зав. каф. ОП ХНУРЕ

                                                                                     проф. Дзюндзюк Б. В.

                                                                                      «____» ________2013 г.

Конспект лекції

з дисципліни «Безпека життєдіяльності та основи охорони праці»

Тема  3.2: «Шум та вібрація»

                                                                                 Лектор - ст. викл. каф. ОП    

                                                                                 Мамонтов О. В.

3.2.1 Биологическое действие шума и вибрации на организм человека

    Акустические колебания в диапазоне 16…20000 Гц воспринимаются человеком  в виде звука.

    Шум как гигиенический фактор - совокупность звуков разной частоты и интенсивности, которые возникают в окружающей среде, вызывают неприятное субъективное ощущение и влияют на работоспособность.

    Производственным шумом называется шум на рабочих местах, на участках или территориях предприятий, который возникает во время производственного процесса.

    В зависимости от уровня шума, его длительности и индивидуальных особенностей человека в его организме могут возникать различные негативные последствия.

    Даже незначительный шум  (50…60 дБ) создает значительную нагрузку на нервную систему человека, особенно у людей, занятых умственным трудом. Шум  оказывает на них психологическое воздействие, вызывая раздражение. Воздействуя на кору головного мозга, раздражение ускоряет процесс утомления, ослабляет внимание и замедляет психические реакции. По этой причине шум может стать причиной травмы (инициирующей опасностью).

    Длительное действие шума с уровнем 80…85 дБА часто приводит к неврозам, сердечно-сосудистым (ишемическая болезнь сердца и гипертоническая болезнь), желудочно-кишечным заболеваниям и к снижению производительности труда. В ряде случаев ухудшается зрение, наблюдается расстройство вестибулярного аппарата. Под действием шума происходит перенапряжение нервной системы, которое приводит к ослаблению иммунитета. Вследствие этого могут обостряться инфекционные, онкологические, аллергические и другие заболевания. Наблюдается общий рост заболеваемости.

     Длительное действие шума 85…90 дБА снижает слуховую чувствительность на высоких частотах.

     При уровне шума 120 дБА возникают болевые ощущения. При 145 дБА возможен разрыв барабанной перепонки.

     Вибрация как гигиенический фактор -  механические колебания в производственной среде, которые передаются человеку через детали, кожухи конструкций или грунт.

        При вибрации телу человека передается энергия, которая вызывает переменные механические напряжения и рассеивается в тканях.

        При действии общей вибрации (действует на все тело) обычно страдает опорно-двигательный аппарат, нервная система, вестибулярный, зрительный и тактильный анализаторы. Снижается болевая, тактильная и вестибулярная чувствительность. Большие уровни вызывают травмы тканей с последующим изменением физиологических процессов (изменение углеводного, белкового, ферментного, холестеринового обменов и биохимических показателей крови).

         Локальной вибрации (действует локально на отдельные части тела) обычно подвергаются люди, работающие с ручным механизированным инструментом. Она вызывает спазм сосудов кисти, предплечий, нарушение их кровоснабжения, снижение кожной чувствительности, отложение солей и снижение подвижности в суставах. Рабочие жалуются на боли в руках.         Сопутствующими являются сердечно-сосудистые и нервные заболевания, жалобы на плохое самочувствие.

    Шум и вибрация обладают кумулятивным действием на организм человека. Так например, для полного восстановления организма после восьмичасового рабочего дня с уровнем шума 80 дБА необходим отдых не меньше 5 часов. Установлено, что для 30% (приблизительно) людей повышенные уровни шума и вибрации является причинами преждевременного старения.

     В целом  болезненное состояние, вызванное длительным действием шума, называется шумовой болезнью. Болезненное состояние, вызванное длительной вибрацией, называется вибрационной болезнью.

    3.2.2 Физические характеристики шума. Особенности его восприятия

    Процесс распространения колебательного движения от источника шума в среду называется звуковой волной, а область среды, в которой она распространяется - звуковым полем.

    Звук в воздушной среде распространяется в виде продольных волн, в которых частицы воздуха (молекулы) колеблются в направлении распространения звуковой волны.

     Длина волны -  это расстояние, которое проходит звуковая волна в течение периода колебаний (расстояние между двумя соседними слоями воздуха, которые имеют одинаковое звуковое давление, измеренное одновременно).

    В изотропной среде  длина волны прямо пропорциональна скорости распространения волн С (для  воздуха С0 = 340 м/с при t = 20 0 С)  и обратно пропорциональна частоте колебаний f, Гц.

                                        ,                                                        (1)

где  С - скорость распространения звуковой волны, м/с; f – частота колебаний, Гц.

    Шум характеризуется следующими основными параметрами:

частотой звуковых колебаний f, Гц;

звуковым давлением Р, Н/м2;

интенсивностью звука І, Вт/м2;

уровнем звука (уровнем интенсивности) , дБ;

уровнем звукового давления , дБ.

    Звуковое давление Р - это переменная составляющая атмосферного давления, возникающая при прохождении звуковой волны.

     Интенсивность звука I -  это  энергия, которая переносится  звуковой волной за единицу времени через единичную поверхность, перпендикулярную направлению распространения звуковой волны         

                                       , Вт/м,                                               (2)

где  P - звуковое давление, Н/м,  -плотность воздуха, кг/м.

     В диапазоне от порога слышимости до болевого порога (130 дБ) уровень звука увеличивается в миллионы раз. На частоте 1000 Гц порог слышимости по интенсивности составляет J= 10-12 Вт/м2, а соответствующее ему звуковое давление  Р0 = 2·10-5 Н/м2.

     Учитывая то, что  зависимость слухового восприятия звука от его интенсивности имеет логарифмический характер (закон Вебера-Фехнера), а также с целью упрощения математических вычислений, на практике пользуются уровнями интенсивности и звукового давления. Эти величины измеряются с помощью логарифмических шкал.

Уровень звука (уровень интенсивности), дБ,

                                    ,                                                                     (3)

где I0 = 10-12 Вт/м2.

Уровень звукового давления, дБ

                               ,                                                          (4)

где Р0 = 2·10-5 Н/м2.

   Особенностями   восприятия шума  являются:

  •  логарифмическая зависимость восприятия от интенсивности (см.

закон Вебера-Фехнера; рассмотрено выше);

  •  нелинейность восприятия от частоты;
  •  эффект звукомаскировки;
  •   бинауральный эффект.

     Нелинейность восприятия от частоты проявляется в том, что низкочастотные и высокочастотные звуки человек слышит хуже, чем среднечастотные. Если в ходе эксперимента мы будем добиваться того, чтобы ощущать звуки разных частот с одинаковой громкостью, нам придется ввести частотную коррекцию. Низкие и высокие частоты должны звучать громче средних. На рис. 2 показаны кривые равной громкости. Эта особенность лежит в основе нормирования шума (будет рассмотрена ниже) и устройства измерительных приборов (шумомеров).

   Эффект звукомаскировки  заключается в том, что с увеличением уровня шума теряется способность различать полезный сигнал (возрастает порог слышимости полезного сигнала). Для  его распознавания требуются дополнительные усилия, приводящие к перенапряжению. К тому же теряется способность распознавать и реально оценивать опасности.

    Бинауральный эффект заключается в способности определять направление прихода звуковых волн, благодаря слушанию двумя ушами. Он аналогичен стереоскопическому эффекту зрения. Благодаря бинауральному эффекту человек может определять расположение и направление движения источников опасности. Это особенно важно в тех случаях, когда  они не видны  глазами (находятся сзади или в темноте, скрыты за другими предметами).

          3.2.3 Классификация шумов. Правило сложения шумов

Шумы классифицируются по происхождению, по характеру спектра и по временным характеристикам (см. рис. 1). Эта классификация лежит в основе нормирования шумов и способов защиты от них.

Рисунок 1 - Классификация шумов

По происхождению шумы делятся на механические, аэродинамические и электромагнитные. Это важно для понимания причины шума в каждом конкретном случае и принятия меры для его снижения.

Механические шумы вызваны упругими колебаниями, трением и соударением  деталей машин и механизмов.

Аэродинамические шумы вызваны вихревыми потоками газа при работе вентиляторов, турбин, воздуховодов и т. д.

Электромагнитные шумы вызваны колебанием ферромагнитных масс и витков обмоток под влиянием переменных магнитных полей (обмотки и сердечники трансформаторов, соленоидов, электродвигателей и др.).

По характеру спектра шумы подразделяются на широкополосные и тональные (ДСН 3.3.6.037 – 99 «Санітарні норми шуму, ультразвуку та інфразвуку»).

Широкополосные шумы  имеют непрерывный спектр шириной более одной октавы.

Тональные шумы имеют в спектре выраженные дискретные тона (превышение уровня шума в третьоктавной полосе не менее 10 дБ над соседними полосами).

По временным характеристикам шумы подразделяются на постоянные и непостоянные.

Постоянные шумы  изменяются в течение рабочего дня не более, чем на 5 дБА.

Непостоянные шумы   изменяются в течение рабочего дня  более, чем на 5 дБА.

Непостоянные шумы в свою очередь подразделяются на  переменные, прерывистые и импульсные.

У переменных шумов уровень постоянно меняется во времени.

         У прерывистых шумов уровень изменяется ступенчато (не менее, чем на 5 дБА через интервалы времени не менее 1 с).

         Импульсные шумы состоят из одного или нескольких сигналов, длительностью менее 1 с и перепадом не меньше 7 дБА.

Сложный характер спектра часто вызван одновременным действием нескольких источников. Для расчета суммарного шума, создаваемого одновременно несколькими источниками, излучающими некогерентные волны, пользуются правилом сложения шумов. Согласно этому правилу необходимо складывать интенсивности шума от разных источников, а не уровни

                                  ,                                                 (5)

где n – количество источников.

       Уровень шума равен

                                         .                                              (6)

      Например, если действуют два источника одинаковой мощности, то суммарный шум равен

                                 (7)

       То есть действие двух одинаковых источников по сравнению с одним дает увеличение уровня звука на 3 дБ.

3.2.4 Измерение  и нормирование шума

         Измерение шума делается с целью его оценки (сравнения с нормативными значениями) и, при необходимости, снижения.  Основным нормативным документом по шуму является ДСН 3.3.6.037 – 99 «Санітарні норми шуму, ультразвуку та інфразвуку».

         Основными методами нормирования шума являются:

  •  нормирование уровня звука (дБА);
  •  нормирование уровней звукового давления (дБ) в

октавных полосах (нормирование по предельному спектру).

          Нормирование  уровня звука (дБА) основано на измерении, при котором имитируется частотная чувствительность слуха человека. Стандартные измерительные приборы (шумомеры) имеют шкалы А, В, С, которые соответствуют кривым равной громкости (соответственно, 40, 70 и 90 дБ на частоте 1000 Гц; см. рис. 2). Измерение уровня шума в приборе производится через специальные фильтры, имитирующие эти кривые. Иначе говоря, прибор воспринимает шум так, как его слышит человек. Обычно для производственных и бытовых условий используется шкала А. Остальные шкалы разработаны для специфических условий (испытаний авиационной техники и др.) и в данном конспекте подробно не рассматриваются.

Рисунок 2 - Кривые равной громкости

          Для оценки непостоянных шумов пользуются эквивалентным уровнем звука (усредненным по времени)

                                   , дБА,                                       (8)

где   - среднеквадратическое звуковое давление, измеренное с учетом коррекции А, Па; - время действия шума, ч.

    Измеренную (или рассчитанную) величину  сравнивают с допустимой (нормированной). Этот метод применяется для нормирования постоянных и непостоянных шумов. В нем не учитывается частотная характеристика шума, однако он является простым с т. зр. проведения эксперимента и обработки результатов.

Нормирование  уровней звукового давления (дБ) в октавных полосах 

(нормирование по предельному спектру) основано на раздельном измерении уровней звукового давления в каждой октавной полосе и сравнении полученных значений с допустимыми значениями (предельным спектром). Измерения выполняются с помощью шумомеров с набором октавных фильтров, каждый из которых пропускает энергию в своей полосе частот. Таким образом, оценивается не один показатель шума, а  весь спектр.    

   Предельным спектром (ПС) называется совокупность нормированных уровней звукового давления в восьми октавных полосах частот.  Каждому ПС присвоен номер, который соответствует уровню звукового давления на частоте 1000 Гц.  

   Весь спектр  звуковых колебаний разделен на 8 октавных полос, каждая из которых характеризуется среднегеометрической частотой

                                                     ,                                            (9)

где  и  - соответственно, верхняя и нижняя частоты октавной полосы. Верхняя частота в два раза больше нижней

                                                     .                                                    (10)

        Стандартные значения среднегеометрических частот октавных полос составляют: 63; 125; 250; 500; 1000; 2000; 4000; 8000, Гц. На каждой из этих частот оценивают уровень звукового давления.

        Это метод является наиболее точным, однако более сложным с т. зр. проведения эксперимента и обработки результата. Он используется для нормирования постоянных шумов.

        В обоих методах измеренные величины сравнивают с допустимыми (нормированными) величинами. Оба метода нормирования шума могут быть использованы как при оценке реальных производственных шумов, так и в теоретических расчетах при проектировании защитных средств.  

       При определении допустимых величин учитывают вид трудовой деятельности. Чем выше доля умственного труда, тем меньшими должны быть допустимые величины. Так, например, допустимым эквивалентным уровнем шума для творческой и научной деятельности, конструирования, программирования и обучения является 50 дБА, что соответствует ПС-45.  Для работы в цехах (металлообработка, сварка, испытания и т. п.) допустимый эквивалентный уровень шума – 80 дБА, что соответствует ПС-75.

В некоторых случаях, когда шум носит крайне непостоянный характер, или по каким-либо причинам невозможно использовать рассмотренные методы, нормирование осуществляют по дозе шума (в данном конспекте не рассматривается).

3.2.5 Способы и средства защиты от шума

Для изучения способов  и средств защиты от шума рассмотрим физический процесс прохождения звуковой волны через перегородку (стену, перекрытие и т. д.).  В соответствии с законом сохранения энергии,  интенсивность подающего звука равна

                                  ,                                            (11)

где  -  интенсивность отраженного звука; - интенсивность поглощенного звука;   -  интенсивность звука, проникшего через перегородку (см. рис. 3 а).

             а                                                                 б

1 - перегородка; 2 – внутренний источник шума; 3 – помещение

Рисунок  3 -   Распространение звука при прохождении через перегородку (а) и при отражении от поверхностей помещения (б)

    Если разделить левую и правую части уравнения (11) на , получим        

                                       ,                       (12)

где   -  коэффициент отражения (0…1);   - коэффициент поглощения (0…1);  - коэффициент звукопроницаемости (0…1).

         Эти коэффициенты характеризуют соответствующие свойства материалов, используемых для защиты от шума.

         Снижение шума, который проникает через перегородку (),  за счет отражения звуковых волн, называют звукоизоляцией. Материал звукоизолирующей перегородки должен иметь высокую плотность, а сама перегородка – большую массу. Обычно (для реальных строительных конструкций) эффективность звукоизолирующей перегородки подчиняется закону массы (чем больше масса перегородки, тем выше звукоизоляция)  

 

                        

                                   

                              , дБ.                                     (13)

где  – масса 1 м2   перегородки, кг;  – частота звука, Гц.

       На рис. 3 б показано распространение звука внутри помещения  от внутреннего источника. Интенсивность суммарного шума складывается из прямого звука, многократно отраженного (диффузного) и фонового (от внешних источников)

                     ,  дБ                       (14)

где  - интенсивность прямого звука; - интенсивность диффузного звука; i – номер источника (1…n); n – количество источников;  - звуковая мощность источника; Вт; - коэффициент направленности под углом к оси источника (для изотропных источников К(θ)=1);  - расстояние до источника, м; - средний коэффициент звукопоглощения в помещении;  S – суммарная площадь звукопоглощения, м.

    Интенсивность прямого звука (первое слагаемое в скобках) обратно пропорциональна   квадрату расстояния до источника. Диффузный звук (второе слагаемое) многократно отражается от разных поверхностей и считается однородным и изотропным.

      Снижение шума за счет покрытия поверхностей помещения звукопоглощающими материалами называется звукопоглощением. Эффект звукопоглощения объясняется преобразованием энергии звуковых волн в материале в тепло за счет трения. Эффективность акустической обработки помещения рассчитывается по формуле

                                              , дБ,                                        (15)

где α1 и α2 – коэффициенты звукопоглощения ограждающих конструкций помещения, соответственно, до и после обработки; S1 и S2 – площади ограждающих конструкций, соответственно, до и после обработки.

       К основным способам снижения  шума относятся:

       -  уменьшение шума в источнике его возникновения;

       - изменение направленности излучения;

       - уменьшение шума на пути его распространения (звукоизоляция, звукопоглощение);

       - защита временем (ограничение времени нахождения человека в условиях повышенного шума);

       -  защита расстоянием (отдаление рабочих мест от источников шума);

       - использование средств индивидуальной защиты (наушников, «беруш», шлемов);

       - использование архитектурно-планировочных решений (рациональное размещение зданий по отношению к источникам шума, посадка зеленых насаждений и др.).

         3.2.6  Инфразвук, ультразвук: параметры, биологическое действие, методы защиты

         Инфразвук - это колебание в воздухе, в жидкой или твердой среде частотой меньше 16 Гц. Инфразвук человек не слышит. Однако инфразвук  оказывает на человека разрушительное действие (нарушение функции вестибулярного аппарата, головокружение, головная боль). Снижается внимание, работоспособность. Появляется чувство страха, общее недомагание.

     Инфразвук излучают машины и механизмы, у которых  роторы вращаются с частотой менее 20 Об/с, двигатели внутреннего сгорания, лопасти вентиляторов, движущиеся автомобили и т. д. В двух последних случаях инфразвук возникает из-за вихревых потоков воздуха.

    Согласно ДСН 3.3.6.037 – 99 («Санітарні норми шуму, ультразвуку та інфразвуку») уровни звукового давления в октавных полосах на среднегеометрических частотах 2, 4, 8, 16, Гц должны быть не более 105 дБ. А  для полосы с частотой 33 Гц - не более 102 дБ.

     Благодаря большой длине волны практически невозможно остановить инфразвук на пути его распространения с помощью строительных конструкций (вследствие дифракции волн). По этой же причине неэффективны средства индивидуальной защиты.

     Наиболее эффективным  является снижения инфразвука  в источнике его образования. В общем можно выделить следующие способы защиты от инфразвука:

    -  увеличение скоростей вращения роторов до 20 Об/с и более;

    - повышение жесткости колеблющихся конструкций больших размеров (соизмеримых с длиной волны) с целью повышения резонансной частоты;

    - внесение других изменений в конструкцию источников, позволяющих перейти в область звуковых частот. В этом случае с ними можно бороться звукоизоляцией и звукопоглощением;

    - защиту временем;

    - защиту расстоянием.

    Ультразвук - то колебание в воздухе, в жидкой или твердой среде частотой больше 20 000 Гц. Его источники широко распространены во многих отраслях промышленности (в аппаратах очистки газов, в травильных и обезжиривающих ваннах гальванических процессов, для очистки отливок в литейном производстве, при диффузионной сварке, резке, напылении металлов и т. д.).

    Ультразвук вызывает функциональные нарушения нервной системы, головную боль, изменения кровяного давления, состава и свойств крови, ухудшает слуховую чувствительность, повышает утомляемость.

    Допустимые уровни звукового давления на рабочих местах приведены в третьоктавных третьоктавных полосах со среднегеометрическими полосами 12,5;  16,0;  20,0;  26,0; 31,5-1000,0 кГц (от 80 до 110 дБ).  Допустимые уровни в месте контакта частей тела оператора с  рабочими органами машин должны быть не более 110 дБ. Измерют ульразвук на расстоянии 5 см от уха в направлении источника.

     Для защиты от ультразвука применяют:

  •  звукоизоляцию и звукопоглощение с помощью экранов, кабин и

укрытий. В качестве материалов используют сталь, дюралюминий, оргстекло, текстолит; войлок и др. Наиболее эффективными являются многослойные экраны со звукоизолирующими и звукопоглощающими материалами;

     -  защиту временем;

     -  защиту расстоянием;

     -  средства индивидуальной защиты (наушники, «беруши», перчатки, очки).

    3.2.7  Параметры и виды вибрации, ее действие на организм человека, нормирование

       Согласно ДСН 3.3.6.039-99 («Державні санітарні норми виробничої загальної та локальної вібрації»)  вибрация - это механические колебания твердого тела. При вибрации телу человека передается энергия, которая вызывает переменные механические напряжения и рассеивается в тканях.

       С точки зрения воздействия на человека различают следующие виды вибрации (см. рис. 4):

        - по способу передачи колебаний (общая и локальная). Общая вибрация передается через опорные поверхности на тело человека и делится на транспортную, транспортно-технологическую и технологическую. Локальная вибрация воздействует на отдельные части тела, например, руки;

        - по направлению колебаний (вертикальная, горизонтальная от спины к груди; горизонтальная от правого плеча к левому;

        - по временной характеристике (постоянная и непостоянная). При постоянной вибрации контролируемый параметр за время наблюдения изменяется не более чем в два раза (6 дБ). При непостоянной - более чем в два раза.

Рисунок 4 - Виды вибрации с точки зрения воздействия на человека

        Приведенная классификация лежит в основе нормирования вибрации.

        При действии общей вибрации прежде всего страдает опорно-двигательный аппарат, нервная система, вестибулярный, зрительный и тактильный анализаторы. Снижается болевая, тактильная и вестибулярная чувствительность. Большие уровни вызывают травмы тканей с последующим изменением физиологических процессов (изменение углеводного, белкового, ферментного, холестеринового обменов и биохимических показателей крови).

         Локальной вибрации обычно подвергаются люди, работающие с ручным механизированным инструментом. Она вызывает спазм сосудов кисти, предплечий, нарушение их кровоснабжения, снижение кожной чувствительности, отложение солей и снижение подвижности в суставах. Рабочие жалуются на боли в руках.

       При длительном воздействии   вибрации  на организм человека возникает виброболезнь. Ее симптомами являются головная боль, онемение пальцев рук, боль в костях, суставах и предплечьях, бессонница. Сопутствующими являются сердечно-сосудистые и нервные заболевания, жалобы на плохое самочувствие.

    Основным методом санитарно-гигиенической оценки вибрации согласно   ДСН 3.3.6.039-99 является спектральный (частотный). Нормируемыми параметрами вибрации являются средние квадратические значения виброускорения (виброскорости) или их логарифмические уровни в октавных и третьоктавных полосах частот. Эти параметры нормированы в зависимости от вида вибрации (способа передачи, направления колебаний) и вида трудовой деятельности (умственный и физический труд).

Среднее квадратическое  значение виброскорости равно                                                                                                                                                                                             

                                        ,                                         (16)

где  - период функции; - функциональная зависимость виброскорости от времени;  - время.

    Среднее квадратическое значение виброускорения равно

                                         ,                                            (17)

где  - функциональная зависимость виброускорения от времени.

     Виброскоростью называется скорость перемещения точки, которая колеблется с определенной частотой (первая производная от виброперемещения). Виброускорением называется ее ускорение, равное второй производной от виброперемещения.                                                                  

  Для гармонической функции ее среднее квадратическое значение равно                            

                                                   ,                                                     (18)

где   - максимальное (амплитудное) значение виброперемещения (виброскорости или виброускорения).

    Логарифмический уровень виброскорости

                               , дБ,                    (19)

где   - пороговое значение виброскорости (, м/с).

   Логарифмический уровень виброускорения

                                    , дБ,                                        (20)

где    - пороговое значение виброускорения (, м/с).                                     

    Существуют и другие методы нормирования вибрации (интегральный и по дозе вибрации), которые в данном конспекте не рассматриваются.

     

       3.2.8  Способы и средства защиты от вибрации

      Для изучения способов и средств защиты от вибрации рассмотрим  процесс механических колебаний на примере простейшей системы     (см. рис. 5), к которой можно свести многие реальные системы (технологическое оборудование, здания и т. д .).

                            

                                       а                                                              б

1- объект; 2 – источник колебания (неуравновешенный ротор); 3 – упругий элемент конструкции  (например, пружина амортизатора);   4 – элемент трения (например, демпфер амортизатора); 5 – дополнительная масса (динамический гаситель)

Рисунок 5 - Схемы упрощенных колебательных систем

    Колебания системы в общем случае определяются  взаимодействием сил инерции, трения упругости, и  возмущающей силы           

                                                                                                                                                                           

                         ,                   (21)                    

 

где  - масса объекта; a – виброускорение;  - коэффициент демпфирования; Vвиброскорость; - коэффициент жесткости упругого элемента;  - виброперемещение;  - время;  - возмущающая сила.

    Если систему вывести из равновесия и отпустить (возмущающая сила равна нулю), в ней возникнут свободные затухающие колебания (см. рис. 6), частота которых равна

                                                     .                                                   (22)

   Если возмущающая сила имеет синусоидальный вид, в ней установятся незатухающие вынужденные колебания. Их частота равна частоте возмущающая силы w, а амплитуда зависит от амплитуды возмущающей  силы и параметров системы ,  и .

   При совпадении частоты возмущающей силы с частотой собственных колебаний наступает резонанс (см. рис. 7), который опасен своим разрушительным действием.

1 - свободные затухающие колебания; 2 и 3 - вынужденные колебания

Рисунок 6 -  Зависимость амплитуды колебаний от времени (моделирование в среде Mathcad)

Рисунок 7-  Частотная зависимость амплитуды колебаний

    Защита от вибрации    производственного оборудования   осуществляется следующими способами:

    - снижением вибрации в источнике ее возникновения (заменой и модернизацией старого оборудования, уравновешиванием  роторов и т. д.);

    - амортизация - снижение вибрации на пути ее распространения с помощью виброизоляции (введения дополнительного упруго элемента, см. рис. 5 а)    и   вибродемпфирования      (введения вибропоглощающего элемента в виде, резины, пластмасс, и других конструкционных материалов с высоким трением). При этом обязательно должно выполняться условие   ;

    -  отстройкой от резонанса (изменением массы и жесткости отдельных элементов конструкции агрегата или режима его работы, например, скорости вращения электродвигателя);

    - динамическим гашением (введением дополнительной колебательной системы, которая настроена на резонанс и принимает энергию колебания на себя, см. рис. 5 б). Динамическое гашение возможно лишь на строго определенной частоте, что ограничивает применение данного метода;

    - применением средств индивидуальной защиты (специальной обуви, подметок, наколенников, перчаток, нагрудников, костюмов и т. д.).

    На рис. 8а…8з показаны типовые конструкции амортизаторов технологического оборудования, обладающие упругостью и демпфированием.

                                              

        а                            б                                  в                                             г

                         

                    д                                е                              ж                         з

Рисунок  8 - Типовые амортизаторы технологического оборудования

    На рис. 9а…9е показаны некоторые источники технологичеcкой вибрации, установленные на амортизаторы (9а…9в – металлообрабатывающие станки; 9 г, 9 д - деревообрабатывающие станки; 9е – электронасос).

     

                а                                        б                                                    в

          

                 г                                             д                                         е

Рисунок  9  - Источники технологической вибрации, установленные на амортизаторы




1. Анализ социальной стратификации на основе художественного произведения Гордость и предубеждение
2. реферату- Виготовлення скатертиниРозділ- Образотворче мистецтво Виготовлення скатертини ЗМІСТ Розділ
3. Детский сад общеразвивающего вида с приоритетным осуществлением деятельности по физическому развитию.
4. на тему- Студенческое волонтёрское движение при подготовке к зимним олимпийским играм в Сочи
5. Тема- Дифференциальная диагностика и лечение при лихорадке
6. Самое общее представление о внутренней среде организации дает ознакомление с целевым назначением о
7. is unit of grmmr bsed on morphologicl opposition of grmmticl menings presented in grmmticl forms
8. Ничего такого чтобы ее заметно выделяло среди других
9. Історія Західноукраїнської Народної Республіки
10. субъективныйвыбор из альтернативы; объективный неопределенность внешней среды Источники опаснос
11. а. Стиль викладу- есе властиві науковість емоційність експресивність художність
12. Уступчивость- ее происхождение и использование в техниках влияния
13. МГТУ им ГИНосова Курсовая работа Разра
14. Эпоха Токугава.html
15. Формализация понятия алгоритма
16. это деятельность по выпуску банком собственных ценных бумаг
17. комунікаційних технологій Навчальна дисципліна- Мережні операційні системи Лабораторія- Інформа
18. гигиенистомстоматологическим в детском саду.html
19. Российский государственный профессиональнопедагогический университет Институт психологии Кафедра п
20. угождавших врагу национальных изменников{1}