Vibrace. Velká ruská encyklopedie

Vibrace (latinsky Vibratio „kmitání, chvění“) – mechanické vibrace. Vibrace jsou mechanické vibrace strojů a mechanismů, které se vyznačují takovými parametry, jako je frekvence, amplituda, rychlost kmitání, zrychlení kmitání. Vibrace jsou vytvářeny nevyváženými silovými účinky, ke kterým dochází nejen při provozu strojů. Jednoduše řečeno, vibrace jsou vibrace pevných těles.

O vibracích se mluví také v užším slova smyslu, rozumí se mechanické vibrace, které mají na člověka hmatatelný vliv. V tomto případě se předpokládá frekvenční rozsah 1,6–1000 Hz. Pojem vibrace úzce souvisí s pojmy hluk, infrazvuk a zvuk.

Klasifikace z hlediska hygienických norem [editovat | upravit kód]

Způsob přenosu [upravit | upravit kód]

Podle způsobu přenosu se rozlišují následující typy vibrací:

• obecné vibracepřenášené přes opěrné plochy na tělo sedící nebo stojící osoby;
• lokální vibracepřenášené přes paže nebo nohy osoby a také přes předloktí v kontaktu s vibrujícími povrchy.

Původ [upravit | upravit kód]

V závislosti na zdroji výskytu se rozlišují následující typy vibrací:

• lokální vibrace přenášené na osobu z ručních mechanizovaných (s motory) nářadí;
• lokální vibrace přenášené na osobu z ručního nemechanizovaného nástroje;
• všeobecná kategorie vibrací 1 – vibrace při přepravě působící na osobu na pracovišti vozidel pohybujících se po terénu, silnicích apod.“. Příklad: tahače, nákladní auta;
• obecné vibrace kategorie 2 – dopravní a technologické vibrace působící na osobu na pracovišti strojů pohybujících se na speciálně upravených plochách průmyslových prostor apod. Příklad: jeřáby, sériová vozidla montovaná na podlahu;
• obecné vibrace kategorie 3 – technologické vibrace působící na osoby na pracovištích stacionárních strojů nebo přenášené na pracoviště, která nemají zdroje vibrací. Příklad: obráběcí stroje, slévárenské stroje.
• obecné vibrace v obytných prostorách a veřejných budovách z externích zdrojů. Příklad: vibrace z projíždějící tramvaje.
• obecné vibrace v obytných prostorách a veřejných budovách z vnitřních zdrojů. Příklad: výtahy, ledničky.

Výskyt vibrací [upravit | upravit kód]

Vibrace se vyskytují v celé řadě technických zařízení v důsledku nedokonalostí v jejich konstrukci, nesprávného provozu, vnějších podmínek (například topografie povrchu vozovky u automobilů) a také speciálně generovaných vibrací.

Hlavní zdroje, se kterými se setkáváme, a podmínky pro vznik vibrací [ editovat | upravit kód]

Důvodem zvýšených vibrací může být rezonance.

Matematický aparát pro popis vibrací [editovat | upravit kód]

Je poměrně obtížné popsat vibrace matematicky. Jedním z nástrojů pro tvorbu matematického modelu může být Teorie katastrof.

Existují počítačové programy pro výpočet vibrací, vibračních a hlukových polí.

Vibrace v technologii, strukturách a přírodě [upravit | upravit kód]

Simulace silného zemětřesení.

Cílový efekt [upravit | upravit kód]

• Vibrační síta;
• Vibrační drtiče;
• Vytřásadlo slámy a čištění sklízecí mlátičky;
• Vibrační dopravníky;
• Stroje na hutnění betonu (hloubkové vibrátory, vibrační potěry, vibrační bednění);
• „Vykládací vibrátory“ železničních vozů;
• Vibrační brusky;
• Infrazvukové bojové generátory;
• Geofyzikální seismické simulátory;
• Vibrační masážní přístroje;
• Sexuální hračky;
• Vibrace se používají v herních simulátorech (počítačové gadgety, joysticky) pro zvýšení realističnosti hry.

Vedlejší efekt [upravit | upravit kód]

• Běžící elektromotory, zejména špatně vyvážené.
• Obrábění dřeva a kovoobráběcích zařízení.
• Plynové turbínové motory letadel a jiných vozidel.
• Lodní dieselové motory a převodovky.
• Spalovací motory a převodovky automobilů.
• Vibrace transformátorů a solenoidů.
• Chvění topných vinutí muflových pecí.
• Chvění vodovodních a topných systémů v přítomnosti „vzduchových zámků“.
• Vibrace kovových konstrukcí.
• Vibrace železobetonových konstrukcí vlivem tepelného ohřevu.
• Nízkofrekvenční vibrace hudebních instalací.
• Vibrace raketových motorů během provozu.
• Přirozené vibrace – zemětřesení, atmosférické výboje.
• Špatný stav povrchu vozovky (pro auta), koleje (pro vlaky).
• Vibrace plynovodů, uhelných potrubí a ropovodů při čerpání surovin.
• Vibrace dmychadel na čerpacích jednotkách plynu.
• Vibrace čerpadel v systémech čerpání oleje.
• Vibrace věží, komínů, antén, při střídavém zatížení větrem.
• Vibrace ručního elektrického nářadí: vrtačky, sbíječky atd.

Vibrace v živých organismech [upravit | upravit kód]

Vynikající ruský fyziolog I.M. Sechenov věnoval zvláštní pozornost psychologickému významu vibrací a pohybu svalů v živých organismech. Tvrdil, že „všechny vnější projevy mozkové aktivity lze redukovat na pohyb svalů“ [1]. Pozorováním chování různých zvířat zjistil vynikající rakouský vědec, zakladatel etologie Konrad Lorenz vztah mezi mírou agresivity zvířete a intenzitou jeho pohybů či vibrací [2].

• Vibrace napjatých svalů.
• Vibrace doprovázející dýchání: chrápání.
• Vibrace hlasu: nízké frekvence lidské řeči.

Přípustná hladina vibrací [upravit | upravit kód]

Normalizace technologických vibrací, obecných i lokálních, se provádí v závislosti na jejich směru v každém oktávovém pásmu (1,6 – 1000 Hz) s efektivními rychlostmi vibrací (1,4 – 0,28) 10 −2 m/s a logaritmickými vibracemi. rychlostní rovnice (115-109 dB), stejně jako zrychlení vibrací (85 – 0,1 m/s²). Normalizace obecných technologických vibrací se také provádí v 1/3 oktávových frekvenčních pásmech (1,6 – 80 Hz) [3].

Měření vibrací[upravit | upravit kód]

K měření vibrací a dodatečnému posouzení hladiny hluku se používají specializované vibrometry, vibroskopy a univerzální hlukové vibrometry [4].

Účinky na tělo [upravit | upravit kód]

Působení vibrací na člověka je různé. Záleží na tom, zda je do něj zapojen celý organismus nebo jeho část, na frekvenci, síle a trvání a dalších faktorech.

Vliv vibrací může být omezen na pocit chvění (pallestezie) nebo může vést ke změnám v nervovém, kardiovaskulárním a muskuloskeletálním systému.

Při chronickém vystavení člověka vibracím ve výrobních podmínkách je možný rozvoj nemoci z povolání – Nemoc z vibrací. Nemoc je charakterizována přetrvávajícími patologickými poruchami v kardiovaskulárním a nervovém systému, stejně jako v muskuloskeletálním systému a vysokou invaliditou. V Ruské federaci je nemoc z vibrací jedním z prvních míst mezi chronickými nemocemi z povolání [ zdroj neuveden 1042 dní ].

Při pokusech na potkanech vibrace se zrychlením 0,3 g a frekvencí 35 Hz po dobu 20 minut 5 dní v týdnu urychlovaly hojení ran zvýšením svalové aktivity a mikrocirkulace krve [5]

Boj proti hluku a vibracím [upravit | upravit kód]

Rukavice pohlcující vibrace

Hlavní metody boje proti různým typům hluku a vibrací jsou: [6]

• Snížení hluku a vibrací u zdroje jejich výskytu: zlepšení návrhu (výpočet základu, systému tlumičů nebo izolátorů vibrací).
• Absorpce zvuku a izolace vibrací.
• Montáž tlumičů hluku a vibrací, clon, izolátorů vibrací.
• Racionální umístění provozních zařízení a dílen.
• Používání osobních ochranných prostředků (pro ochranu proti hluku: špunty do uší, sluchátka; pro ochranu proti vibracím – rukavice pohlcující vibrace).
• Odstranění hlučných jednotek a zařízení z míst práce a pobytu osob, zónování.

Viz také [upravit | upravit kód]

• Izolace vibrací
• Vibrační diagnostika v technice
• Hluk

Poznámky [upravit | upravit kód]

1. ↑Sečenov, Ivan Michajlovič. Prvky myšlení (nespecifikováno) / V. Usmanov. — Petrohrad: Piter, 2001. — ISBN 5318001645 .
2. ↑Lorenz, Konrád. AGRESE (nespecifikováno). — 1966.
3. ↑ SN 2.2.4/2.1.8.566-96. Hygienické normy. Průmyslové vibrace, vibrace v obytných a veřejných budovách
4. ↑ GOST 12.1.012-90. Bezpečnost proti vibracím. Obecné požadavky
5. ↑Yu, CO Nízkofrekvenční vysokofrekvenční vibrace urychlily hojení ran u n5-streptozotocinem indukovaných diabetických krys zlepšením transportéru glukózy 4 a krevní mikrocirkulace: [Eng. ] / CO Yu, KS Leung, JL Jiang . [ et al. ] // Vědecké zprávy: J.. – 2017. – Sv. 147, č.p. 1 (14. září). – doi:10.1038/s41598-017-11934-2. – PMID28912573. – PMC5599683.
6. ↑ Ochrana práce v radioelektronickém průmyslu (Ruština) / S. P. Pavlova.. – Moskva: Radio and Communications, 1985.

Literatura [upravit | upravit kód]

• Vibrace // Velká sovětská encyklopedie: v 66 svazcích (65 svazků a 1 doplňkový) / kap. vyd. O. Yu Schmidt. – M.: Sovětská encyklopedie, 1926-1947.
• Vibrace v technologii. Příručka v 6 dílech Ed. rada: V.N. Chelomey a další M: Strojírenství. 1981.

Odkazy na externí zdroje

Slovníky a encyklopedie

• Velká dánština
• Big Russian (vědecký a vzdělávací portál)
• Velký sovět (1 ed.)
• Brockhaus a Efron
• Vojenská Sytina
• Malý Brockhaus a Efron
• V. Dahl
• Britannica (online)
• universalis

Vibrace (z lat. vibratio – házení, házení), oscilační proces, ke kterému dochází, když se těžiště tělesa periodicky posouvá z rovnovážné polohy, stejně jako při změně tvaru tělesa, který mělo ve statickém stavu. Vibrace jsou způsobeny excitačními silami, které mohou být aplikovány na objekt z vnějšku nebo mohou vznikat v něm. Výskyt vibrací může být způsoben mezerami a drsností povrchu částí strojů a mechanismů, přítomností nevyvážených prvků a dílů.

V technice (stroje, mechanismy, konstrukce, konstrukce atd.) mohou být vibrace užitečné i škodlivé. Užitečné vibrace, jako zdroj mechanických vibrací, jsou záměrně vybuzeny vibrátory používanými ve stavebních, silničních a jiných strojích k provádění různých technologických operací, při dopravě materiálů (vibrační dopravník apod.), v pohonech ručních strojů apod.

Škodlivé vibrace, ke kterým dochází při pohybu vozidel, provozu motorů, turbín a dalších strojů, někdy vedou k narušení provozu až zničení zařízení. Vibrace konkrétního předmětu je dána silou buzení, jeho směrem a frekvencí kmitání.

Když se rozlišují vibrace:

• silové (dynamické) buzení pod vlivem hnacích sil a/nebo momentů;

• kinematický, ke kterému dochází, když jsou určitým bodům systému dány určené pohyby;

• parametrický, ke kterému dochází v důsledku časové změny jednoho nebo více jeho parametrů (hmotnost, moment setrvačnosti, koeficient tuhosti, koeficient odporu);

• samobuzení kmitů způsobené dodáním energie z nekmitajícího zdroje.

Smíšené vibrační buzení je možné například kombinací kinematicky vynucených vibrací s vlastním buzením. Většina vibračních zařízení využívá principu dynamického a kinematického buzení. Každé z uvedených buzení může způsobit škodlivé vibrace.

Při rozboru vibrací předmětu se zjišťují zdroje vibrační energie a dráhy, po kterých se tato energie šíří. Zdrojem vibrační energie může být samotný motor stroje, střídavá síť, parní turbína apod. V praxi se vibracím nelze nikdy zcela vyhnout. K zamezení škodlivých vibrací a snížení jejich účinku se používají různá ochranná opatření (například vibrační izolace konstrukcí, výměna nýtových spojů za svařované u letadel, mostních vazníků apod.).

Hlavní parametry charakterizující vibrace jsou frekvence vibrací (Hz) a amplituda vibračního posunu (vibrační posun; m) nebo jejich odvozeniny – rychlost vibrací (m/s) a zrychlení vibrací (m/s 2 ).

Vibrační posun se měří při nízkofrekvenčním kmitání (s horní hranicí frekvence 100–200 Hz) ve stavební vibroakustice, při vyvažování rotorů, studiu elastických deformací, předpovídání únavových poruch atd. Zrychlení vibrací se určuje za přítomnosti širokopásmových vibrací ( v rozsahu 100–10 000 Hz) při vibroakustické diagnostice. Nejvíce „měřený“ parametr – rychlost vibrací – charakterizuje oscilační energii, protože se používá k posouzení technického stavu strojů – jejich součástí a dílů. Viz také Vibrační diagnostika.

Důležitou charakteristikou vibrací je hladina (poměr amplitudy k určité referenční úrovni), měřená (analogicky s hlukem) v decibelech (dB): L = 20 lg ( U / U o ) L = 20 lg ( U / U_o) L = 20 lg ( U / U o ​) kde LLL je úroveň signálu (dB), UUU je úroveň vibrací v konvenčních jednotkách zrychlení, rychlosti nebo výchylky, U o U_o U o – referenční úroveň odpovídající 0 dB.

Hladina rychlosti vibrací VVV (dB) je určena: L v = 20 lg ( U / U o ) L_v = 20 lg ( U / U_o) L v ​ = 20 lg ( U / U o ) , nebo L v = 20 lg [ V / (5 ⋅ 1 0 – 8 m/s)]. L_v = 20 ug[V/(5-10^ m/s)]. L v ​ = 20 lg [ V / ( 5 ⋅ 1 0 –8 m / s )] . Referenční hladina rovna 1 0 – 9 m/s 10^ m/s 1 0 –9 m/s odpovídá standardu SI (v ruském standardu V o V_o V o ​ 5 ⋅ 1 0 – 8 m/s 5 10^ m/s 5 ⋅ 1 –0 m/s).

Vibrace jsou jedním z faktorů s velkou biologickou aktivitou. Vliv vibrací na tělo nastává, když se člověk pohybuje ve vlaku, letadle atd., při práci na vibračních strojích a zařízeních a také při startu a přistání kosmických lodí. Vystavení vibracím může snížit výkon, způsobit poruchy vnímání atd. Viz také Nemoc z vibrací.

Redakce technologií a zařízení. První publikace: Velká ruská encyklopedie, 2006.

Publikováno 30. března 2023 v 08:58 (GMT+3). Poslední aktualizace 30. března 2023 v 08:58 (GMT+3). Kontaktujte redakci