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2019

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生产操作区的设备振动容许值-国家标准容许值

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一、振动对于人体的危害 从物理学和生理学角度看,人体是一个复杂的系统。如果把人看作一个机械系统,它包含着若干线性和非线性的“部件”,且机械性能很不稳定。人与人在身高、体重、骨骼、筋肉等方面有很大的差别,特别是涉及心理作用时,情况就更为复杂。 振动按频率范围分为低频振动(30Hz以下)、中频振动(30~100Hz)和高频振动(100Hz以上),人能感觉到的振动频率范围为1~100Hz。实验表明人对频率为2~12Hz的振动感觉最敏感,频率高于12Hz或低于2Hz,敏感性就逐渐减弱。对天人体最有害的振动频率是也人体某些器官固有频率相吻合(即共振)的频率。这些固有频率是:人的身体在6Hz附近,内脏器官在8Hz附近,头部在25Hz,神经中枢则在250Hz左右。
二、振动暴露作业环境振动标准 振动对人体的影响可分为全身振动和局部振动。全身振动是指人直接位于振动物体上时所受的振动;局部振动是指手持振动物体时引起的人体局部振动。人在生产操作区内感觉到的振动是全身振动。 国际标准化组织1978年公布推荐(ISO2631),该标准规定了人在振动作业环境中的暴露基准。振动对人体的作用取决于4个参数:振动强度、频率、方向和暴露时间。 当生产操作区的操作人员承受全身振动的影响时,应根据振动强度、频率、方向和持续时间,将控制界限划分为舒适性降低界限、熟练度降低界限和暴露界限。 在振动作业环境中,振动值超过某一限值时,会使注意力转移,工作效率降低。在舒适性降低的基础上,将加速度乘以3.15(加速度级加10dB)即为熟练度降低界限,当振动值大于这一限值时,出现明显疲劳和工效降低。 通过振动频率谱分析,可以得到不同受振时间、不同振动方向时,每个1/3倍频段对应的加速度值,当这些对应数值有任一组值超过表中数值,即认为该振动环境超过人体的熟练度降低振动容许标准。 设计时应采用熟练度限制界限值,竖向和水平方向的熟练度降低界限应符合表4-4-1和表4-4-2的规定。 图4-4-1和图4-4-2的适用频率范围是1~80Hz。由图可看出,对于垂直振动,人最敏感的频率范围是4~8Hz;对于水平振动,人最敏感的频率范围在1~2Hz。低于1Hz的振动会出现许多传递形式,并产生一些与较高频率完全不同的影响,例如运动晕眩等。这些影响不能简单地通过振动的强度、频率和持续时间来解释。不同的人对于低于1Hz的振动反应会有相当大的差别,这与环境因素和个人经历有关。 对于8小时暴露,严重不适的纵向振动界限是:频率范围0.1~0.3Hz,加速度0.2m/s2;频率范围0.3~0.6Hz,加速度上升至0.6m/s2。在2小时暴露时,在上面两个频率范围,加速度分别升至0.5m/s2和1.5m/s2。在5min暴露时,以上加速度分别升到1.1m/s2和3.3m/s2。0.1~0.6Hz是发生运动病的范围。 高于80Hz的振动,感觉和影响主要取决于作用点的局部条件,目前还没有建立80Hz以上的关于人的整体振动标准。 三、生产操作区的振动容许标准 生产操作区是指直接承受动力设备的楼层和动力设备基础附近的地面。生产操作区的振动容许标准应根据操作人员的健康不受损害,正常工作不受影响为依据而确定的。当操作人员连续8小时承受等强度稳态振动时,操作区的振动容许速度宜按表4-4-3采用。 表4-4-3容许振动值来自《机器动荷载作用下建筑物承重结构的振动计算和隔振设计规程》
建筑物可能损伤的振动容许标准 由机械设备、交通工具产生的振动可能引起建筑物损伤,例如粉刷层剥落、填充墙开裂等,一般不会危及建筑物的安全性。影响建筑物损伤的物理量主要有振动速度和振动频率,工程实践证明建筑物的损伤程度与峰值振动速度有很强的相关性,德国、英国等国家标准均采用峰值振动速度作为建筑物损伤控制标准。 表4-5-1引用了德国1986年颁布的DIN4150第三部分中关于防止建筑物损伤的振动速度限值。建筑物振动速度低于限值,通常不会发生损伤;稍微超过限值,不会危及建筑物的安全性,只可能导致非结构损伤(例如产生外观裂缝),降低建筑物使用功能。建筑物可能损伤的振动速度容许值可参照表4-5-1采用。
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