Вібрація, її джерела, класифікація і характеристики

Вібрація - це сукупність механічних коливань пружних тіл. Найпростішим видом механічних коливань є гармонійні коливання. Коливання - це рух точки або механічної системи з почерговим наростанням та спаданням в часі (за синусоїдальним законом) значень щонайменше однієї координати, при частоті коливань менше 16 Герц такий рух сприймається як вібрація. При частоті більше 16 Герц - як вібрація і шум. Вібрацію викликають неврівноважені силові впливи, які виникають у процесі роботи машин і механізмів, деталі яких здійснюють зворотно-наступальні рухи. До такого устаткування належать оброблювальні верстати, штампувальні та ковальські молоти, електро- та пневмоперфоратори, електроприводи, насосні установки, компресори, механізований інструмент та ін. Сюди також належать механізми, в яких деталі, що рухаються, здійснюють ударні впливи, зубчасті передачі, підшипники. Існують також спеціальні вібраційні установки, що використовуються при ущільненні бетонних сумішей, подрібненні та сортуванні сипких матеріалів тощо. Класифікацію і гігієнічні норми вібрації встановлює ГОСТ 12.1.012-90 «Вібрація. Загальні вимоги безпеки.»

За способом передачі на людину вібрація поділяється на загальну, яка передається через опорні поверхні на тіло людини, що стоїть або сидить, і локальну, яка передається через руки людини.

За напрямком дії вібрація поділяється в залежності від дії за напрямком координатних осей (вертикальної та горизонтальної) як для загальної, так і локальної вібрацій.

Загальнавібрація за джерелом виникнення поділяється на транспортну, яка виникає при русі машин; транспортно-технологічну, яка виникає при роботі машин, що виконують технологічну операцію в стаціонарному положенні або переміщуються по спеціально підготовлених поверхнях; технологічну, яка виникає при роботі стаціонарних машин або передається на робочі місця, що не мають джерел вібрації.

За місцем дії технологічна вібрація поділяється на таку, що виникає:

- на постійних робочих місцях виробничих приміщень підприємств;

- на робочих місцях складів, їдалень, побутових, чергових та інших виробничих приміщень, де немає джерел вібрації;

- на робочих місцях заводоуправлінь, конструкторських бюро, лабораторій, обчислювальних центрів, медпунктів, конторських приміщень, робочих кімнат та інших приміщень для працівників розумової праці.

За часовими характеристиками загальна та локальна вібрації поділяються на:

- постійну, для якої величина віброприскорення чи віброшвидкості змінюється менше, ніж у два рази (менше 6 дБ) за робочу зміну;

- непостійну, для якої параметри віброприскорення чи віброшвидкості змінюються не менше, ніж у два рази (6 дБ і більше) за робочу зміну.

Непостійні вібрації поділяються на переривчасті, коливні, імпульсні.

Локальну вібрацію за джерелом виникнення поділяють на таку, що передається від:

- ручних машин або ручного механізованого інструменту, органів керування машинами та устаткуванням;

- ручних інструментів без двигунів та деталей, які обробляються..

Основними характеристиками вібрації є:

- частота вібрації (періодичність коливань) f, Гц;

- амплітуда віброзміщення (вібропереміщеня) A, м;

- віброшвидкість (коливальна швидкість) ֥Ѵ, мм/с;

- віброприскорення (прискорення коливання) a, м/с ;

- період вібрації (коливаня) T, с.

На практиці частіше використовують поняття логарифмічного рівня коливань - характеристики коливань, яка порівнює дві однойменні фізичні величини, пропорційні десятковому логарифму відношення оцінюваної і опорного (порогового) значення цієї величини. За початок відліку приймаються опорні значення параметрів:

- амплітуда віброзміщення (вібропереміщення) A =8*10 м;

- віброшвидкість Ѵ =5*10 м/с;

- віброприскорення Q =3*10 м/с .

При цьому вібрація оцінюється величиною, вираженою в децибелах, дБ.

Найчастіше для оцінки вібрації використовують логарифмічний рівень віброшвидкості (коливальної швидкості)

L =20 lg Ѵ/ Ѵ (дБ),

де Ѵ - абсолютне значення віброшвидкості, м/с;

Ѵ - опорне значення віброшвидкості, м/с.