振動是一個質(zhì)點或物體在外力作用下沿著直線或弧線圍繞平衡位置來回重復(fù)的運動.振動普遍存在自然界中,與人們工作生活關(guān)系密切。由生產(chǎn)或工作設(shè)備產(chǎn)生的振動稱為生產(chǎn)性振動。
(一)振動的物理量
描述振動的物理性質(zhì)的基本參數(shù)包括振動的頻率、位移、速度和加速度
1.振動頻率:指單位時間物體振動的次數(shù)。單位為赫茲(HZ)。
2.位移:指振動物體離開平衡位置的瞬間距離。單位mm。振動物體離開平衡位置的最大距離稱為振幅。
3.速度:指振動物體單位時間內(nèi)位移的變化量。單位為m/s。
4.加速度:指振動物體單位時間速度的變化量。單位為m/s。
位移、速度、加速度均是代表振動強度的物理量,取值時分別取峰值、峰峰值、平均值和有效值。峰值為最大值,由于振動是往復(fù)交替的運動過程,故又有正負(fù)之分,即有正峰值和負(fù)峰值。正峰值和負(fù)峰值的絕對值的和為峰峰值。平均值是振動物理量隨時間變化的各點絕對值的平均數(shù)。有效值又稱為均值的方根值。各值之間的關(guān)系如下:
有效值=π/2 ?平均值=1/ ?峰值
所測振動加速度還可以采用振動加速度級表示(VAL),其公式如下:
VAL=20Lga有效/a0(dB)
式中:a0:加速度的基準(zhǔn)值(10-5m/s2)
a有效:所測振動加速度的有效值(m/s2)
(二)振動評價參量
1.振動頻譜:生產(chǎn)中的振動,很少由單一頻率構(gòu)成,絕大多數(shù)含有及其復(fù)雜的頻率成分,而且不同頻率的振動強度也不同。為了了解振動源的特性,進(jìn)而評價其對人體的危害,需要對振動頻譜進(jìn)行分析。振動頻譜是將按頻帶大小測得的振動強度(加速度有效)數(shù)值排列起來組成的圖形。常用的頻帶有1/3倍頻帶和1/1倍頻帶兩種;按中心頻率,前者的頻率范圍6.3~1250赫茲,后者為8~1000赫茲。
2.共振頻率:物體在外力的激發(fā)下,可產(chǎn)生一定頻率的振動。該頻率稱為該物體的固有頻率。當(dāng)外界激發(fā)的頻率與物體固有頻率相一致時,振動強度加大,該現(xiàn)象稱為共振。
3. 4小時等能量頻率計權(quán)加速度有效值:研究表明,振動對肌體的不良影響與振動頻率、強度和接觸時間有關(guān)。振動的有害作用在振動頻率在6.3~16赫茲之間與頻率無直接相關(guān),但在16~1500赫茲譜段隨頻率的增加,作用強度下降。為了便于比較和進(jìn)行衛(wèi)生學(xué)評價,我國目前以4小時等能量頻率計權(quán)加速度有效值作為人體振動強度的定量指標(biāo)。該指標(biāo)是在頻率計權(quán)和固定接振時間的原則下,計算加速度的有效值。所謂頻率計權(quán),是根據(jù)頻率(或頻帶)對測定值進(jìn)行修正,即依據(jù)不同頻率振動對肌體的效應(yīng),設(shè)定各頻帶相應(yīng)的計權(quán)系數(shù)。若每日接觸振動的時間不等于4小時,則通過公式計算。
?。ㄈ┱駝拥姆诸惻c接觸機會
根據(jù)振動作用人體的部位和傳導(dǎo)方式,可將生產(chǎn)性振動劃分為局部振動和全身振動。這種分類具有重要的衛(wèi)生學(xué)意義,因為無論從對機體的危害還是所采取的防治措施方面,二者間都存在很大差別。
局部振動常稱作手傳振動或手臂振動,是手部接觸振動工具,機械或加工部件,振動通過手臂傳導(dǎo)至全身。使用風(fēng)動工具的作業(yè),使用電動工具的作業(yè),使用高速旋轉(zhuǎn)工具的作業(yè),都存在局部振動的影響。
全身振動是工作地點或座椅的振動,人體足部或臀部接觸的振動,通過下肢或軀干傳導(dǎo)到全身。在交通工具上作業(yè),如駕駛 拖拉機、收割機、汽車、火車、船舶和飛機等,或在作業(yè)平臺,如鉆井平臺、振動篩操作臺、采礦船上作業(yè)時,作業(yè)工人主要受全身振動的影響。
有些作業(yè)如摩托車駕駛,可同時接觸全身和局部振動。