振動(dòng)是一個(gè)質(zhì)點(diǎn)或物體在外力作用下沿著直線或弧線圍繞平衡位置來(lái)回重復(fù)的運(yùn)動(dòng).振動(dòng)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(dòng)稱(chēng)為生產(chǎn)性振動(dòng)。
?。ㄒ唬┱駝?dòng)的物理量
描述振動(dòng)的物理性質(zhì)的基本參數(shù)包括振動(dòng)的頻率、位移、速度和加速度
1.振動(dòng)頻率:指單位時(shí)間物體振動(dòng)的次數(shù)。單位為赫茲(HZ)。
2.位移:指振動(dòng)物體離開(kāi)平衡位置的瞬間距離。單位mm。振動(dòng)物體離開(kāi)平衡位置的最大距離稱(chēng)為振幅。
3.速度:指振動(dòng)物體單位時(shí)間內(nèi)位移的變化量。單位為m/s。
4.加速度:指振動(dòng)物體單位時(shí)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(dòng)強(qiáng)度的物理量,取值時(shí)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(dòng)是往復(fù)交替的運(yùn)動(dòng)過(guò)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(duì)值的和為峰峰值。平均值是振動(dòng)物理量隨時(shí)間變化的各點(diǎn)絕對(duì)值的平均數(shù)。有效值又稱(chēng)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(cè)振動(dòng)加速度還可以采用振動(dòng)加速度級(jí)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(cè)振動(dòng)加速度的有效值(m/s2)
(二)振動(dòng)評(píng)價(jià)參量
1.振動(dòng)頻譜:生產(chǎn)中的振動(dòng),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(dòng)強(qiáng)度也不同。為了了解振動(dòng)源的特性,進(jìn)而評(píng)價(jià)其對(duì)人體的危害,需要對(duì)振動(dòng)頻譜進(jìn)行分析。振動(dòng)頻譜是將按頻帶大小測(cè)得的振動(dòng)強(qiáng)度(加速度有效)數(shù)值排列起來(lái)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(dòng)。該頻率稱(chēng)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(shí),振動(dòng)強(qiáng)度加大,該現(xiàn)象稱(chēng)為共振。
3. 4小時(shí)等能量頻率計(jì)權(quán)加速度有效值:研究表明,振動(dòng)對(duì)肌體的不良影響與振動(dòng)頻率、強(qiáng)度和接觸時(shí)間有關(guān)。振動(dòng)的有害作用在振動(dòng)頻率在6.3~16赫茲之間與頻率無(wú)直接相關(guān),但在16~1500赫茲譜段隨頻率的增加,作用強(qiáng)度下降。為了便于比較和進(jìn)行衛(wèi)生學(xué)評(píng)價(jià),我國(guó)目前以4小時(shí)等能量頻率計(jì)權(quán)加速度有效值作為人體振動(dòng)強(qiáng)度的定量指標(biāo)。該指標(biāo)是在頻率計(jì)權(quán)和固定接振時(shí)間的原則下,計(jì)算加速度的有效值。所謂頻率計(jì)權(quán),是根據(jù)頻率(或頻帶)對(duì)測(cè)定值進(jìn)行修正,即依據(jù)不同頻率振動(dòng)對(duì)肌體的效應(yīng),設(shè)定各頻帶相應(yīng)的計(jì)權(quán)系數(shù)。若每日接觸振動(dòng)的時(shí)間不等于4小時(shí),則通過(guò)公式計(jì)算。
?。ㄈ┱駝?dòng)的分類(lèi)與接觸機(jī)會(huì)
根據(jù)振動(dòng)作用人體的部位和傳導(dǎo)方式,可將生產(chǎn)性振動(dòng)劃分為局部振動(dòng)和全身振動(dòng)。這種分類(lèi)具有重要的衛(wèi)生學(xué)意義,因?yàn)闊o(wú)論從對(duì)機(jī)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(dòng)常稱(chēng)作手傳振動(dòng)或手臂振動(dòng),是手部接觸振動(dòng)工具,機(jī)械或加工部件,振動(dòng)通過(guò)手臂傳導(dǎo)至全身。使用風(fēng)動(dòng)工具的作業(yè),使用電動(dòng)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(dòng)的影響。
全身振動(dòng)是工作地點(diǎn)或座椅的振動(dòng),人體足部或臀部接觸的振動(dòng),通過(guò)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(jī)、收割機(jī)、汽車(chē)、火車(chē)、船舶和飛機(jī)等,或在作業(yè)平臺(tái),如鉆井平臺(tái)、振動(dòng)篩操作臺(tái)、采礦船上作業(yè)時(shí),作業(yè)工人主要受全身振動(dòng)的影響。
有些作業(yè)如摩托車(chē)駕駛,可同時(shí)接觸全身和局部振動(dòng)。