Причина появления вибрации – неуравновешенное силовое воздействие.
Источниками вибраций является разное производственное оборудование. По источнику возникновения различают транспортную, технологическую, транспортно-технологическую вибрацию.
Технологическая вибрация в свою очередь подразделяется на четыре типа:
1) на постоянных рабочих местах в производственных помещениях, центральных постах управления и др.;
2) на рабочих местах в служебных помещениях на судах;
3) на рабочих местах на складах, бытовых и других производственных помещениях;
4) на рабочих местах в заводоуправлениях, КБ, лабораториях, учебных пунктах, ВЦ, конторских помещениях и других помещениях для умственного труда.
Основные характеристики:
1) колебательная скорость: V, м/с;
2) частота колебаний: f, Гц;
3) среднеквадратичное значение колебательной скорости в соответствующей полосе частот: VC, м/с;
4) логарифм, уровень виброскорости при расчетах и нормировании: LV = 20 lg VC/V0 [дБ], где V0 – пороговое значение колебательной скорости (V0 = 5 x 10-8 м/с).
Чтобы обойти ограничения анализа во временной области, обычно на практике применяют частотный, или спектральный, анализ вибрационного сигнала. Спектральный анализ эквивалентен преобразованию сигнала из временной области в частотную. Частота и время связаны друг с другом. Это очень показательно: события, занимающие большой интервал времени, сжимаются в частотной области до отдельных полос. Временная реализация вибрации несет в себе большое количество информации, которая для невооруженного глаза незаметна.
Все сигналы делятся на стационарные и нестационарные. Стационарный сигнал имеет постоянные по времени статистические параметры. Если вы посмотрите несколько мгновений на стационарный сигнал и затем через какое-то время опять вернетесь к нему, то он будет выглядеть по существу тем же самым, т. е. его общий уровень, распределение амплитуды и стандартное отклонение будут почти неизменными. Роторные машины производят, как правило, стационарные вибрационные сигналы.
Стационарные сигналы подразделяются далее на детерминированные и случайные. Случайные (нестационарные) сигналы непредсказуемы по своему частотному составу и уровням амплитуды, однако их статистические характеристики все-таки почти постоянны. Примеры случайных сигналов – дождь, падающий на крышу, шум реактивной струи, турбулентность в потоке газа или жидкости и кавитация.
Удобной разновидностью логарифмического представления является децибел, или дБ. По существу, он представляет собой относительную единицу измерения, в которой используется отношение амплитуды к некоторому опорному уровню. Децибел (дБ) определяется по следующей формуле:
Lv = 20 lg (U / Uо),
где L – уровень сигнала в дБ;
U – уровень вибрации в обычных единицах ускорения, скорости или смещения;
Uо – опорный уровень, соответствующий 0 дБ.
В российском стандарте используется опорный уровень виброскорости 5 x 10-8 м/с, поэтому российские показания Lv еще на 14 дБ ниже американских. Таким образом, децибел – это логарифмическая относительная единица амплитуды колебаний, которая позволяет легко проводить сравнительные измерения. Любое увеличение уровня на 6 дБ соответствует удвоению амплитуды независимо от исходного значения. Аналогично любое изменение уровня на 20 дБ означает рост амплитуды в 10 раз, т. е. при постоянном соотношении амплитуд их уровни в децибелах будут различаться на постоянное число независимо от их абсолютных значений.
Виброускорение и вибросмещение могут также выражаться в децибелах. Чтобы различать их между собой, будем обозначать децибелы ускорения – AдБ (от acceleration – «ускорение»), децибелы скорости – VдБ (от velocity – «скорость»), а децибелы смещения – DдБ (от displacement – «смещение»). Шкала AдБ является одной из наиболее употребительных; в качестве опорного уровня ускорения обычно используют значение 1 mkg (см. табл. 22)
Таблица 22
Перевод значений виброскорости в децибелы
Научно-технический прогресс, урбанизация привели к тому, что в окружающей среде городов появился физический фактор – вибрация. Область распространения вибрации вышла за рамки промышленного производства, транспортных средств. Нежелательные механические колебания стали возникать на территории жилой застройки, в общественных зданиях.