Діріл (бұдан әрі вибрация) - дененің механикалық тербелісі. Ал жалпы анықтамасы былайша сипатталады: вибрация ( латынша Vibratio — тербеліс, діріл) — механикалық тербеліс немесе қатты денелердің тербелісі. Діріл жайлы тар мағынада механикалық тербеліс деп қарастырып адамға деген зияндары жайлы айтады. Бұл кезде жиіліктік диапазон 1,6-1000 Гц аралығын қамтиды.
Виброметрдің көмегімен бірнеше параметрлерді өлшеуге болады:
Дірілдің жалпы деңгейін
Түрліше түйіндердің және механизмдердің (жылдамдық, үдеу, ауысу) дірілін және т.с.с.
Шығу көздері:
Локальді вибрация, қолдан жасалған, механизмделген құрал арлқылы адамға беріледі;
Локальді вибраци, қолдан жасалған, мехенизмделмеген құрал арқылы адамға әсер етеді;
1-ші категориялы жалпы вибрация- транспорттық вибрация, адамға транспорттық жабдықталған жұмыс орнында беріледі. Мысалға: трактор, жүк көліктері, скутер, мотоцикл арқылы әсер етеді;
2-ші категориялы жалпы вибрация — транспорттық-технологиялық вибрация, өндірістік орындардан әсер етеді;
3-ші категориялы жалпы вибрация — технологиялық вибрация, стационарлы машиналы жұмыс орындарынан әсер етеді;
Қоғамдық ғимараттар мен тұрғын үйлердегі сырттан әсер ететін жалпы вибрация.Мысалға көшеден өткен трамвай;
Қоғамдық ғимараттар мен тұрғын үйлердегі іштен әсер ететін жалпы вибрация. Мысалға: лифт, мұздатқыш;
Вибрация деңгейлері
Нормаланған технологиялық вибрация да локальді вибрация секілді әр октавті жолақта (1,6 – 1000 Гц) орташа квадратталған виброжылдамдығымен (1,4—0,28) 10-2 м/сек, және логарифмдік виброжылдамдық деңгейімен (115—109 Дб) сондай-ақ виброүдеуімен (85—0,1 м/сек2) бағытына байланысты туындап отырады.
Ағзаға әсері
Вибрацияның адамға әсері түрліше. Толық денеге сіңген бе немесе бөлшнгі әсер еткен бе, жиілігіне, ұзақтығына, күшіне тәуелді.
Вибрация әсері ми шайқалуымен шектелуі мүмкін немесе бүкіл денеге әсер етіп ауруға шалдықтыруы мүмкін. Көбінесе қарапайым халық вибрацияны (дірілді) шумен қатар немесе шу ретінде есептеп зиянын таниды. Вибрацияның ауыр зардаптарынан нервтік жүйенің немесе жүрек ауруларын я болмаса инвалидтік халге дейін жететін ауруларын жатқызуға болады.
Вибрациямен күресу жолдары
Дірілдің шығу көзінен дірілдің деңгейін төмендету;
Виброизоляторларды пайдалану;
Құрылғыны (жұмыс жасап жатқан) рационалды орналастыру;
Индивидуалды қорғану тәсілдері ( вибросөндіргіш қолғаптар)
Вибрацияны шығарып жатқан құрылғыны қоғамдық жерлерден алып тастау;
Вибрация қолдан жасалуы ( машиналарда т.б.) және өздігінен пайда болуы мүмкін. Дірілді күшейткіш функция ретінде резонанс құбылысы зерттеледі. Ал вибрацияны суреттеудің керемет жолы математикалық аппарат алайда бұл тәсіл қиындықтар туғызады. Математикалық модельдің құрылуына апаттар (катастрофа) теориясы құрылғысы септігін тигізеді.
Діріл жайлы ғылыми көзқарас
Вибрация — жоғарыда көрсеткеніміздей дененің механикалық тербелісі. Дірілді өлшеу үшін арнайы құрылғы –вибро өлшегіш, яғни виброметр пайдаланылады.
Виброметрдің көмегімен түрлі параметрлерді өлшеуге болады: дірілдің жалпы деңгейін, түрлі түйіндер мен мкеханизмдердің (жылдамдық, үдеу, орналасу(ауысу)) вибрациясын және т.б. Виброметр сондай-ақ көліктік құрылғының дірілін өлшеуге және подшипниктерді жылдам тексеруге бағытталады.
Вибрацияның өлшем бірліктері
Жоғарыда біздер вибрацияның өлшем бірліктері жайлы біршама баяндап кеттік. Бұган дейін виброауысуды вибрацияның амплитудасы ретінде қарастырдық. Виброауысу немесе орналасу санау нүктесінен басталған арақашықтыққа тең немесе теңдік қалпына сәйкес келеді. Координата (ауысу) бойынша тербелуден бөлек дірілдеуші объект жылдамдық тербелісі мен үдеу тербелісін сезеді. Жылдамдық координата өзгеруінің лезде орындалуына алып келеді және әдетте м/с-пен өлшенеді. Үдеудің өзі өзгеру жылдамдығының жылдамдығы болып табылады және м/с2-пен өлшенеді (еркін түсу үдеуі).
Байқағанымыздай дененің ауысуының графигі ретінде гармоникалық тербелісі бар синусоиданы айтады. Мұндай сәтте виброжылдамдық синусоида заңына бағынады. Ауысу кезі максимал мәнге ие болған сәтте жылдамдық нөлге тең болады. Алайда дененің қозғалу бағыты күрт өзгереді. Ауысу жылдамдығын сипаттаған кезде ойымызға фаза ығысуының келуі таңғаларлық жай емес. Жоғарыда атап айтқанымыздай үдеу— өзгеру жылдамдығының жылдамдығы болып табылады, жылдамдықтың нөлге тең болған кезде үдеудің мәні максимал мәнге ие болады. Осылайша үдеу жылдамдықтан фаза бойынша 900 алда жүреді.
Вибрациялық тағы да бір параметр бар ол қаттылық (резкость) немесе үдеуді өзгертуші лездік (jerk).
Лездік — тоқтау уақытында баяулаудың бірден сөнуі. Мұндай сезімді машинада тормоздың педалін жібермей тоқтаған кезде сезінуге болады. Бұл өлшем бірлікке лифт өндірушілер асқан қызығушылық танытып жатыр. Себебі лифтідегі жолаушылар дәл осы үдеудің өзгеруіне сезімтал келеді.
Резонанс — қозу жиілігі өзінің конструкциялық жиілігіне жақын кезде, яғни тербеліс жиілігіне тең кезді атайды. Әдетте, механикалық конструкция өзіндік жиіліктерімен болады. Резонанс кезінде вибрация деңгейі өте жоғары болуы мүмкін және конструкцияның тез бұзылуына әкеліп соғады.
Машинаның жылдамдығын өзгерткен кезде тұрақты болған резонанс пиктік спектрде көрінеді. Конструкцияның белгілі жиіліктегі эффективті демпфирлеуіне байланысты пик кең немесе тар болуы мүмкін.
Децибел
Логарифмнің қарапайым мысалы немесе түрі (өлшем бірлігі) децибел (дБ) болып табылады. Негізінде бұл кей тірек деңгейлеріне қатынасынан туындаған өлшем бірлік. Децибел келесі формула арқылы анықталады:
Lv= 20 lg (U/Uo),
L= дБ-мен өлшенген сигналдың деңгейі; U–дірілдің қарапайым жылдамдық, үдеу ауысу бірліктеріндегі деңгейі;
Uo-тірек деңгейі, 0 дБ-ге сәйкес келеді;
Децибел ең алған тәжірибе ретінде Bell Telephone Labs компаниясында 20-шы жылдары қолданысқа түсті. Басында децибелмен қуаттың жоғалту үлесін және телефон жүйесі торабында сигнал-шу қатынасын анықтайтын. Кейіннен өлшем ретінде дыбыстық қысымның деңгейін анықтауға жұмсалатын болды.
Өлшем бірліктердің айналуы немесе ауысуы
Виброүдеу мен виброауысу децибелмен өлшене алады. Бір-бірінен ажыра алу үшін былайша белгілейік: үдеу— АдБ (от Acceleration - үдеу), жылдамдық децибелі — Vд Б (от Velocity -жылдамдық), ауысу децибелі - DдБ (от Displacement - ауысу). АдБ шкаласы көп қолданбалы болып табылады.
3,16 Гц кезінде виброжылдамдық пен виброүдеудің децибелдік деңгейлері сәйкес келеді екен (америкалық жүйеде бұл орын 159,2 Гц жиілікте орын алады). Төменде келтірілген формулалар виброүдеудің, жылдамдық және ауысудың тығыз байланысын көрсетеді:
LV = LA - 20 lg(f) + 10,
LV = LD + 20 lg(f) - 60,
LD = LA - 20 lg(f2) + 70,
Ескерту
Үдеу мен жылдамдық сызықты бірлікте келесі формулалардан алынады:
Төменде VдБ деңгейі мен амплитуданың (мм/с) сәйкестілігінің кестесі берілген:
\/дБ
мм/с
\/дБ
мм/с
\/дБ
мм/с
60
62
64
66
68
70
72
74
76
78
80
82
84
86
88
0,05
0,063
0,079
0,1
0,13
0,16
0,2
0,25
0,32
0,4
0,5
0,63
0,79
1
1,3
90
92
94
96
98
100
102
104
106
108
110
112
114
116
118
1,6
2
2,5
3,2
4
5
6,3
7,9
10
13
16
20
25
32
40
120
122
124
126
128
130
132
134
136
138
140
142
144
146
148
50
63
79
100
130
160
200
250
320
400
500
630
790
1000
1300