Характеристики вибрации

Вычитание УЗ (УЗД)

Эта задача также имеет большое практическое значение, особенно при разработке шумозащиты. Например, если звуковое поле складывается из нескольких источников, каким будет УЗ (УЗД) при отключении одного из них. Такую операцию нетрудно выполнить, воспользовавшись данными, приведёнными в табл. 2.4.

Таблица 2.4

Вычитание УЗ (УЗД)

Разность двух вычитаемых источников, дБ (дБА)		6…9	5…4
Поправка к более высокому уровню (+D), дБ (дБА)		-1	-2	-3	-5	-7

Пример. В помещении, где уровень звука составляет, был отключён вентилятор, УЗ которого составлял. Какой УЗ установился в помещении?

Разность двух вычитаемых источников составляет. Поправка. Шум в помещении после отключения вентилятора составил:.

При вычислениях в децибелах и оценке УЗД (УЗ) следует руководствоваться следующими правилами:

· при сложении двух источников с одинаковыми уровнями суммарный уровень на 3 дБ (дБА) больше одного из них;

· при сложении источников, разность между которыми свыше 10 дБ (дБА), меньший можно не учитывать;

· изменение УЗ на 5 дБА означает изменение (по субъективному ощущению) громкости в 1,5 раза, на 10 дБА – в 2 раза, 20 дБА – в 4 раза и т. д.

Вибрация – движение точки или механической системы, при котором происходит поочерёдное возрастание и убывание во времени значений скалярных величин.

По способу передачи на человека вибрация подразделяется на следующие разновидности (рис. 2.5):

· общую, передающуюся на тело стоящего или сидящего человека;

· локальную, передающуюся через руки человека.

По направлению действия вибрация подразделяется на действующую в вертикальном направлении (ось Z) и в горизонтальном (оси X и Y), а вибрация, действующая на человека, соответственно носит название вертикальной и горизонтальной (рис. 2.4).

Рис. 2.4. Направления вибрации.

Рис.2.5. Классификация вибрации по способу передачи на человека.

По источнику возникновения вибраций различают:

· локальную вибрацию, передающуюся от ручного механизированного инструмента (с двигателями), органов ручного управления машин и оборудования;

· локальную вибрацию, передающуюся от ручного немеханизированного инструмента (без двигателей), например, рихтовочные молотки;

· общую вибрацию 1-ой категории – транспортную вибрацию, воздействующую на человека на рабочих местах самоходных и прицепных машин при их движении по местности и дорогам. К источникам транспортной вибрации относятся: тракторы, сельскохозяйственные машины, автомобили грузовые, рельсовый транспорт и др.;

· общую вибрацию 2-ой категории – транспортно-технологическую вибрацию, воздействующую на человека на рабочих местах машин, передвигающихся по специально подготовленным поверхностям производственных помещений и промышленных площадок. К источникам транспортно-технологической вибрации относят: экскаваторы, краны, путевые машины и др.;

· общую вибрацию 3-ей категории – технологическую вибрацию, воздействующую на человека на рабочих местах стационарных машин. К источникам технологической вибрации относят: станки, электрические машины, кузнечно-прессовое оборудование, вентиляторы, насосные агрегаты и др.

Общую вибрацию 3-ей категории по месту действия подразделяют на следующие типы:

а) на постоянных рабочих местах производственных помещений предприятий;

б) на рабочих местах производственных помещений, где нет источников вибрации (склады, столовые и др.);

в) на рабочих местах в помещениях заводоуправления, конструкторских бюро, лабораторий, вычислительных центров и др. помещениях для работников умственного труда;

г) в жилых помещениях и общественных зданиях от внешних источников;

д) в жилых помещениях и общественных зданиях от внутренних источников (лифты, насосные, холодильники и др.), а также от встроенных предприятий.

По частотному составу вибрации выделяют:

· низкочастотные (с преобладанием максимальных уровней в октавных полосах 1…4 Гц – для общих вибраций, 8…16 Гц – для локальных);

· среднечастотные (8…16 Гц – для общих вибраций, 31,5…63 Гц – для локальных вибраций);

· высокочастоные (31,5…63 Гц – для общих вибраций, 125…1000 Гц – для локальных вибраций).

По временным характеристикам вибрации выделяют:

· постоянные вибрации, для которых измеряемая величина изменяется не более чем в 2 раза (6 дБ) за время наблюдения;

· непостоянные вибрации, для которых величина измеряемых параметров изменяется более чем в 2 раза (более чем на 6 дБ) за время наблюдения не менее 10 минут.

По характеру возникновения вибрации (колебания) можно подразделить на детерминированные и случайные. Детерминированная – вибрация, которая может быть описана точными математическими соотношениями. Случайная – вибрация, которая описывается с помощью усреднённых статистических характеристик.

Детерминированная гармоническая вибрация описывается уравнением движения синусоиды:

где А₀ – вибросмещение, м; – угловая частота ();
– фаза колебаний; – частота связанная с периодом Т (с), соотношением:

где период Т – интервал времени, в течение которого происходит одно полное колебание.

Характеристиками вибрации являются:

· виброскорость (или виброускорение) – абсолютная характеристика;

· уровень виброскорости (виброускорения) – относительная характеристика;

· спектр вибрации.

Виброскорость, м/с – первая производная от вибросмещения

v

Уровень виброскорости, дБ, определяется по формуле:

L_v = 20lg(v/v₀)

где – v среднеквадратичное значение виброскорости, м/с; v₀ – нулевой порог виброскорости (v₀ м/c - опорная виброскорость).

Уровень виброускорения, дБ

где а – среднеквадратичное значение виброускорения, м/с²; а_о - нулевой порог виброускорения (ао = 10-6 м/с2).

Спектр вибрации – зависимость уровней виброскорости (виброускорения) от частоты. Спектр периодической вибрации является дискретным, а случайной вибрации – непрерывным. Пример спектра вибрации показан на рис. 2.6.

Рис. 2.6. Спектр вибрации (уровни виброускорения) измеренный на грунте в 10 м от железнодорожного пути при прохождении электропоезда со скоростью v= 90 км/ч

По характеру спектра вибрации выделяют:

· узкополосные вибрации, у которых измеряемые параметры в третьоктавной полосе частот более чем на 15 дБ превышают значения на остальных частотах;

· широкополосные вибрации с непрерывным спектром шириной более одной октавы.

По аналогии с шумом введена интегральная оценка вибрации по частоте и интегральная оценка по эквивалентному уровню. При интегральной оценке по частоте измеряемым параметром является корректированное значение виброскорости и виброускорения (U) или их логарифмические уровни (LU), измеряемые с помощью корректирующих фильтров виброизмерительного прибора.

По аналогии с шумом также введена интегральная оценка вибрации с учётом времени её воздействия по эквивалентному (по энергии) уровню. Измеряемым параметром является эквивалентное корректированное значение (Uэкв) виброскорости или виброускорения или их логарифмический уровень (LUэкв), измеренные интегрирующим прибором.