Вибрация ( лат. Vibratio «колебание, дрожание») — механические колебания . Вибрация — это механические колебания машин и механизмов, которые характеризуются такими параметрами, как частота, амплитуда, колебательная скорость, колебательное ускорение. Вибрацию порождают неуравновешенные силовые воздействия, возникающие при работе машин и не только. Простым языком вибрация — это колебания твёрдых тел.

О вибрации также говорят в более узком смысле, подразумевая механические колебания, оказывающие ощутимое влияние на человека. В этом случае подразумевается частотный диапазон 1,6—1000 Гц. Понятие вибрация тесно связано с понятиями шум , инфразвук , звук .

Классификация с точки зрения санитарных норм

Способ передачи

По способу передачи различают следующие виды вибрации

• общую вибрацию , передающуюся через опорные поверхности на тело сидящего или стоящего человека;
• локальную вибрацию , передающуюся через руки или ноги человека, а также через предплечья, контактирующие с вибрирующими поверхностями.

Источник возникновения

В зависимости от источника возникновения различают следующие виды вибраций:

• локальная вибрация, передающаяся человеку от ручного механизированного (с двигателями) инструмента ;
• локальная вибрация, передающаяся человеку от ручного немеханизированного инструмента ;
• общая вибрация 1 категории — транспортная вибрация, воздействующая на человека на рабочих местах транспортных средств, движущихся по местности, дорогам и пр.' Пример: тракторы, грузовые автомобили;
• общая вибрация 2 категории — транспортно-технологическая вибрация, воздействующая на человека на рабочих местах машин, перемещающихся по специально подготовленным поверхностям производственных помещений и т. п. Пример: краны, напольный производственный транспорт;
• общая вибрация 3 категории — технологическая вибрация, воздействующая на человека на рабочих местах стационарных машин или передающаяся на рабочие места, не имеющих источников вибрации. Пример: станки, литейные машины.
• общая вибрация в жилых помещениях и общественных зданиях от внешних источников. Пример: вибрация от проходящего трамвая.
• общая вибрация в жилых помещениях и общественных зданиях от внутренних источников. Пример: лифты, холодильники.

Возникновение вибрации

Вибрация возникает в самых разнообразных технических устройствах вследствие несовершенства их конструкции, неправильной эксплуатации, внешних условий (например, рельеф дорожного полотна для автомобилей), а также специально генерируемая вибрация.

Основные встречающиеся источники, и условия возникновения вибраций

Причиной усиления вибрации может быть резонанс .

Математический аппарат для описания вибраций

Математически вибрацию описать достаточно сложно. Одним из инструментов для создания математической модели может быть Теория катастроф .

Существуют компьютерные программы для расчёта вибраций, вибрационных и шумовых полей.

Вибрации в технике, конструкциях и природе

Целевой эффект

• Вибрационные сита ;
• Вибрационные дробилки;
• Соломотряс и очистка зерноуборочного комбайна ;
• Вибрационные транспортеры;
• Бетоноуплотнительные машины (глубинные вибраторы, , );
• «Разгрузочные вибраторы» железнодорожных вагонов;
• Виброшлифмашины;
• Инфразвуковые боевые генераторы;
• Геофизические сейсмоиммитаторы;
• Вибромассажеры;
• Секс-игрушки ;
• Вибрация используется в игровых симуляторах (компьютерных гаджетах, джойстиках) для повышения реалистичности игры.

Сопутствующий эффект

• Работающие электродвигатели, особенно плохо сбалансированные.
• Работающее дерево-, и металлообрабатывающее оборудование.
• Газотурбинные двигатели самолетов и др. транспортных средств.
• Судовые дизельные двигатели и трансмиссия.
• Двигатели внутреннего сгорания и трансмиссия автомобилей.
• Вибрация трансформаторов и соленоидов.
• Дрожание нагревательных обмоток муфельных печей .
• Дрожание водопровода и систем отопления при наличии «воздушных пробок».
• Вибрации металлоконструкций.
• Вибрации железобетонных конструкций вследствие теплового нагрева.
• Низкочастотные вибрации музыкальных установок.
• Вибрации ракетных двигателей при работе.
• Природные вибрации — землетрясения, атмосферные разряды.
• Плохое состояние дорожного покрытия (для автомобилей), рельсы (для поездов).
• Вибрации газопроводов, углепроводов и нефтепроводов при перекачке сырья.
• Вибрации нагнетателей на газоперекачивающих агрегатах.
• Вибрации насосов на нефтеперекачивающих системах.
• Вибрации башен, дымовых труб, антенн, при знакопеременных ветровых нагрузках.
• Вибрации ручного электроинструмента: дрели, отбойные молотки и др.

Вибрации в живых организмах

Психологической значимости вибрации и движению мышц в живых организмах уделял особое внимание выдающийся русский физиолог И. М. Сеченов. Он утверждал, что «все внешние проявления мозговой деятельности могут быть сведены на мышечное движение» . Наблюдая за поведением различных животных выдающийся австрийский учёный, основоположник этологии Конрад Лоренц установил зависимость между уровнем агрессивности животного и интенсивностью его движений или вибраций .

• Вибрации напряженных мышц.
• Вибрации сопровождающие дыхание: храп .
• Вибрации голосовые: низкие частоты речи человека.

Допустимый уровень вибрации

Нормирование технологической вибрации как общей, так и локальной производится в зависимости от её направления в каждой октавной полосе(1,6 — 1000 Гц) со среднеквадратическими виброскоростями (1,4 — 0,28)10 ⁻² м/с, и логарифмическими уравнениями виброскорости (115—109 дБ), а также виброускорением (85 — 0,1 м/с²). Нормирование общей технологической вибрации производится также в 1/3 октавных полосах частот (1,6 — 80 Гц) .

Измерение вибрации

Для измерения вибрации и дополнительной оценки уровня шума применяются специализированные виброметры , виброскопы и универсальные шумовиброметры .

Воздействие на организм

Действие вибраций на человека различно. Оно зависит от того, вовлечён ли в неё весь организм или часть, от частоты, силы и продолжительности и прочих факторов.

Воздействие вибрации может ограничиться ощущением сотрясения ( ) или привести к изменениям в нервной , сердечно-сосудистой , опорно-двигательной системах.

При хроническом воздействии вибрации на человека в условиях производства возможно развитие профессионального заболевания — Вибрационной болезни . Заболевание характеризуется стойкими патологическими нарушениями в сердечно-сосудистой и нервной системе, а также в опорно-двигательном аппарате и высокой инвалидизацией. В Российской Федерации вибрационная болезнь находится на одном из первых мест среди хронических профессиональных заболеваний ^{[ источник не указан 655 дней ]} .

В опытах на крысах вибрация с ускорением 0,3 g и частотой 35 Гц по 20 минут 5 дней в неделю ускорила заживление ран за счёт усиления мышечной активности и микроциркуляции крови

Борьба с шумом и вибрацией

Основными методами борьбы с разного рода шумами и вибрацией являются:

• Уменьшение шума и вибрации в источнике их возникновения: совершенствование конструкции (расчёт фундамента, системы амортизаторов или виброизоляторов ).
• Звукопоглощение и виброизоляция.
• Установка глушителей шума и вибрации, экранов, виброизоляторов.
• Рациональное размещение работающего оборудования и цехов.
• Применение средств индивидуальной защиты (для защиты от шума: беруши , наушники ; для защиты от вибрации — виброгасящие рукавицы).
• Вынесение шумящих агрегатов и устройств от мест работы и проживания людей, зонирование.

См. также

• Виброизоляция
• Вибрационная диагностика в технике
• Шум

Примечания

Литература

• // Большая советская энциклопедия : в 66 т. (65 т. и 1 доп.) / гл. ред. О. Ю. Шмидт . — М. : Советская энциклопедия , 1926—1947.
• Вибрации в технике. Справочник в 6 т. Ред. совет: В. Н. Челомей и др. М: Машиностроение. 1981.