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.
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.
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
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»[1].
Наблюдая за поведением различных животных выдающийся австрийский учёный, основоположник этологии Конрад Лоренц установил зависимость между уровнем агрессивности животного и интенсивностью его движений или вибраций[2].
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)10−2м/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)[3].
Для измерения вибрации и дополнительной оценки уровня шума применяется специальное оборудование:
системы сбора и анализа данных — могут записывать собирать данные о вибрационном воздействии на различные объекты;
системы управления вибрационными испытаниями — могут воспроизводить запись вибрации и способствовать проведению виброиспытаний;
автономные регистраторы данных — записывают данные о вибрационных воздействиях;
регистраторы-анализаторы спектра — мониторят вибрационную нагрузки на объект испытаний и сообщают о выходе за ее пределы;
системы вибродиагностики — позволяют спрогнозировать ресурс и степень износа различного оборудования;
Для научного и практического исследования уровня вибрации используют программное обеспечение для детального анализа сохраненных сигналов и сигналов, поступающих в режиме реального времени.
Виды программного анализа данных:
модальный анализ,
статистический анализ,
долеоктавный анализ,
статистический анализ,
тахоанализ,
фильтрация
каскад спектров,
вейвлет-анализ и другие.
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.
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[источникне указан 908 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[5]
Ежегодно в мае в МГТУ им. Н.Э. Баумана проводится Всероссийская конференция молодых ученых и специалистов «Акустика среды обитания». На конференции рассматривают широкий круг вопросов, связанных с проблемами акустического загрязнения окружающей среды и защиты человека от вредного воздействия шума и вибрации.[6]
Основными методами борьбы с разного рода шумами и вибрацией являются:[7]
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.