Źródła i podział drgań mechanicznych

Drgania mechaniczne występują powszechnie w różnych dziedzinach aktywności ludzkiej, także w zawodowej. Ze względu na negatywne oddziaływanie na narządy organizmu ludzkiego są zaliczane do czynników szkodliwych.

Drganiami mechanicznymi nazywamy oscylacyjny ruch układu mechanicznego wokół położenia równowagi. Drgania maszyn powodowane są przez siły bezwładności poruszających się elementów.

Przyczyną ich powstawania mogą być:

  • niedokładności wykonania i montażu maszyn i urządzeń;
  • niewyważenie elementów znajdujących się w ruchu obrotowym;
  • zużycie elementów;
  • luzy;
  • zastosowane w rozwiązaniach konstrukcyjnych elementy korbowo-wodzikowe;
  • elementy znajdujące się w ruchu posuwisto-zwrotnym.

Najczęstszym powodem powstawania drgań jest ruch posuwisto-zwrotny i niewyrównoważenie elementów znajdujących się w ruchu obrotowym, częstość drgań odpowiada wówczas częstości ruchu obrotowego.

Podział drgań mechanicznych

Biorąc po uwagę wpływ drgań na organizm człowieka, drgania mechaniczne możemy podzielić ze względu na:

  1. charakter zmienności drgań w funkcji czasu,
  2. charakter narażenia na drgania,
  3. rodzaj oddziaływania drgań, zależny od miejsca ich wnikania do organizmu człowieka.

Ad. 1) Ze względu na różny charakter zmienności sygnału drganiowego w czasie, drgania można podzielić na:

  • ustalone
  • nieustalone.

Drgania ustalone są to drgania, których skorygowane wartości skuteczne przyspieszenia (lub wartości skuteczne przyspieszenia w tercjowych pasmach częstotliwości) zmieniają się nie więcej niż 2 razy w stosunku do najmniejszej zmierzonej wartości.

Drgania nieustalone są to drgania, których skorygowane wartości skuteczne przyspieszenia (lub wartości skuteczne przyspieszenia w tercjowych pasmach częstotliwości) zmieniają się więcej niż 2 razy w stosunku do najmniejszej zmierzonej wartości.

Ad. 2) Ze względu na charakter narażenia jakie wywołują drgania, możemy je podzielić na:

  • ciągłe (narażenie ciągłe)
  • przerywane (narażenie przerywane)
  • sporadyczne (narażenie sporadyczne).

Drgania ciągłe są to drgania występujące bez przerw w trakcie całej zmiany roboczej, z pominięciem: regularnych przerw w pracy, przerw na posiłki, czynności przed podjęciem pracy i po jej zakończeniu.

Drgania przerywane są to drgania występujące wielokrotnie w ciągu zmiany roboczej, z przerwami, które mogą być spowodowane przemieszczaniem się osób narażonych, cyklicznością technologii, wyłączaniem źródeł itp.

Drgania sporadyczne są to drgania występujące nieregularnie, związane z czynnościami wykonywanym i dorywczo, np. raz w ciągu zmiany roboczej, raz w tygodniu itp.

Ad. 3) Ze względu na sposób ich oddziaływania drgań na organizm człowieka wyróżniamy:

  • drgania ogólne,
  • drgania miejscowe,

Drgania ogólne – drgania o ogólnym działaniu na organizm człowieka, przenikające do organizmu przez stopy, miednice, plecy lub boki.

Drgania miejscowe – działające na organizm człowieka przez kończyny górne.

Źródło

Źródła drgań mechanicznych

Źródłami drgań o oddziaływaniu ogólnym są np.:

  • podłogi, podesty, pomosty w halach produkcyjnych i innych pomieszczeniach, na których zlokalizowane są stanowiska pracy. Oczywiście pierwotnymi źródłami drgań są w tym przypadku eksploatowane w pomieszczeniach lub poza nimi maszyny oraz urządzenia stacjonarne, przenośne lub przewoźne, które wprawiają w drgania podłoże, na którym stoi operator. Przyczyną drgań podłoża może też być ruch uliczny czy kolejowy,
  • platformy drgające,
  • siedziska i podłogi środków transportu (samochodów, ciągników, autobusów, tramwajów, trolejbusów oraz pojazdów kolejowych, statków, samolotów itp.),
  • siedziska i podłogi maszyn budowlanych (np. do robót ziemnych, fundamentowania, zagęszczania gruntów).

Źródłami drgań oddziałujących na organizm człowieka przez kończyny górne są głównie:

  • ręczne narzędzia uderzeniowe o napędzie pneumatycznym, hydraulicznym lub elektrycznym (młotki pneumatyczne, ubijaki mas formierskich i betonu, nitowniki, wiertarki udarowe, klucze udarowe itp.),
  • ręczne narzędzia obrotowe o napędzie elektrycznym lub spalinowym (wiertarki, szlifierki, piły łańcuchowe itp.),
  • dźwignie sterujące maszyn i pojazdów obsługiwane rękami,
  • źródła technologiczne (np. obrabiane elementy trzymane w dłoniach lub prowadzone ręką przy procesach szlifowania, gładzenia, polerowania itp.).

Narażenie na drgania o oddziaływaniu miejscowym (przez kończyny górne) zachodzi podczas pracy z ręcznymi urządzeniami elektrycznymi, pneumatycznymi i spalinowymi.  Przykładowe wartości przyspieszeń drgań pochodzących od ręcznych narzędzi przedstawiono poniżej.

Wartości przyśpieszeń drgań wytwarzane przez narzędzia ręczne.

Narzędzie

Ważone przyspieszenia drgań [m/s2]

młotki elektryczne

10

młotki pneumatyczne

6

ubijaki formierskie

24

klucze udarowe

7,5

polerki

3

szlifierki elektryczne

5

szlifierki pneumatyczne

4

piły spalinowe

10

wiertarki udarowe

15

 

Narażenie na drgania o oddziaływaniu ogólnym zachodzi we wszelkiego rodzaju środkach transportu, oraz w wyniku przenoszenia się drgań maszyn na podłogi hal przemysłowych. Tabela zawiera przykładowe źródła drgań o oddziaływaniu ogólnym i wartości emitowanych przez nie przyśpieszeń.

Źródła drgań o działaniu ogólnym

(B. Harazin, Drgania mechaniczne, Sosnowiec 1996 r.)

Źródło

Ważone przyspieszenia drgań [m/s2]

spychacz

0,8

walec drogowy

0,9

koparko-ładowarka

0,9

koparko-zgarniarka

1,6

ładowarka kołowa

1,3

ładowarka gąsienicowa

0,9

koparka jednonaczepowa

0,6

ciągnik rolniczy i leśny

0,6

wózek widłowy

1,0

ciężarówka

0,6

lokomotywa

0,3

drezyna

0,8

prasa

0,4

kruszarka kamienia

0,5

hala zakładów włókienniczych – stanowisko krosien

do 0,4

hala zakładów włókienniczych – stanowisko postrzygania

do 0,8

podesty operatorów stołów betoniarskich

do 1,9

Skomentuj