振動測量評價(jià)與控制學(xué)習(xí)教案

1、會計(jì)學(xué)1振動振動(zhndng)測量評價(jià)與控制測量評價(jià)與控制第一頁，共60頁。第2頁/共60頁第二頁，共60頁。2)(1002adttaTaT注：注： （1）a0為振動加速度的最大值，而此處為振動加速度的最大值，而此處T應(yīng)理解為一個振動周期應(yīng)理解為一個振動周期。相對考查一段時(shí)間的振動效果。相對考查一段時(shí)間的振動效果(xiogu)而言，一個而言，一個振動周期振動周期T仍可理解為仍可理解為“瞬間瞬間”， 所以加速度有效值可所以加速度有效值可以理解為一個瞬間量，而與此相應(yīng)的頻率計(jì)權(quán)加速度也以理解為一個瞬間量，而與此相應(yīng)的頻率計(jì)權(quán)加速度也是是“瞬時(shí)瞬時(shí)”量。量。 （2）此參數(shù)是針對單一頻率的振動定義的

2、參數(shù)）此參數(shù)是針對單一頻率的振動定義的參數(shù) （3）不特別指明時(shí)，）不特別指明時(shí)，“振動加速度振動加速度”一般指的就是均方根值加速一般指的就是均方根值加速度或加速度的有效值。度或加速度的有效值。第3頁/共60頁第三頁，共60頁。（2）頻率計(jì)權(quán)振動）頻率計(jì)權(quán)振動(zhndng)加速度（加速度（ahw，針對，針對復(fù)合頻率定義的瞬時(shí)量）復(fù)合頻率定義的瞬時(shí)量） frequency-weighted acceleration 根據(jù)人體根據(jù)人體(rnt)對不同頻率振動的感覺響應(yīng)及產(chǎn)生的生理效對不同頻率振動的感覺響應(yīng)及產(chǎn)生的生理效應(yīng)規(guī)律進(jìn)行計(jì)權(quán)的加速度，簡稱計(jì)權(quán)加速度（瞬時(shí)量）。應(yīng)規(guī)律進(jìn)行計(jì)權(quán)的加速度，簡稱計(jì)

3、權(quán)加速度（瞬時(shí)量）。第4頁/共60頁第四頁，共60頁。手傳振動計(jì)權(quán)加速度的計(jì)權(quán)系數(shù)手傳振動計(jì)權(quán)加速度的計(jì)權(quán)系數(shù)(xsh) 第5頁/共60頁第五頁，共60頁。（3）加速度級）加速度級0lg20aaLh其中其中(qzhng)：a0 為參考加速度為參考加速度,106m/s2。（4）頻率計(jì)權(quán)加速度級）頻率計(jì)權(quán)加速度級00121220/lg20)/)(lg(20)10(lg20aaaaKKLhwnihiiniLihwhi注：新標(biāo)準(zhǔn)注：新標(biāo)準(zhǔn)(biozhn)不再推薦使用用不再推薦使用用“振動級振動級”來表示的振動量。見機(jī)械振動與沖擊來表示的振動量。見機(jī)械振動與沖擊 人體暴露人體暴露 詞匯（詞匯（GB/T

4、15619-2005)第6頁/共60頁第六頁，共60頁。（5）等能量頻率計(jì)權(quán)加速度（時(shí)間）等能量頻率計(jì)權(quán)加速度（時(shí)間(shjin)平均量平均量） energy-equivalent frequency-weighted acceleration 在某一規(guī)定時(shí)間在某一規(guī)定時(shí)間(shjin)內(nèi)的頻率計(jì)權(quán)加速度的能量內(nèi)的頻率計(jì)權(quán)加速度的能量平均，稱為該時(shí)間平均，稱為該時(shí)間(shjin)內(nèi)的等能量頻率計(jì)權(quán)加速度內(nèi)的等能量頻率計(jì)權(quán)加速度，簡稱等能量計(jì)權(quán)加速度。，簡稱等能量計(jì)權(quán)加速度。iieqhwnieqhwtaTa2)(1V)( 1)(注：該參數(shù)類似于噪聲注：該參數(shù)類似于噪聲(zoshng)中的等效連續(xù)

5、中的等效連續(xù)A計(jì)權(quán)計(jì)權(quán)聲級聲級LAeq。如果接振時(shí)間分為幾個具有不同計(jì)權(quán)等能量計(jì)權(quán)加速度的時(shí)間段，則在如果接振時(shí)間分為幾個具有不同計(jì)權(quán)等能量計(jì)權(quán)加速度的時(shí)間段，則在接振時(shí)間內(nèi)的總等能量計(jì)權(quán)加速度為：接振時(shí)間內(nèi)的總等能量計(jì)權(quán)加速度為：dttaTahwTtVeqhwV20)(1)(TV接振時(shí)間ahw(t)t時(shí)刻計(jì)權(quán)加速度 ti各時(shí)間段時(shí)間 TV各時(shí)間段時(shí)間總和(ahw)eq(i) 第i個時(shí)間段等能量計(jì)權(quán)加速度第7頁/共60頁第七頁，共60頁。eqhwhwTteqhwadttaTaV)(TT)(1)()4(A4V204(4)eqhwViieqhwnieqhwaTtaTaA)(T)( 1)()4(42

6、)(14(4)其中：T44小時(shí)(xiosh) TV日接振時(shí)間 說明：說明：4小時(shí)等能量計(jì)權(quán)加速度雖然其單位為加速度單位m/s2，但與頻率計(jì)權(quán)加速度、等能量計(jì)權(quán)加速度等具有本質(zhì)的不同。前者體現(xiàn)的是日接振量這樣一個概念（體現(xiàn)了振動強(qiáng)度與時(shí)間兩個因素）；二后者只是體現(xiàn)了振動強(qiáng)度一個方面 。第8頁/共60頁第八頁，共60頁。第9頁/共60頁第九頁，共60頁。（7）8小時(shí)等能量（頻率）計(jì)權(quán)加速度（相對小時(shí)等能量（頻率）計(jì)權(quán)加速度（相對(xingdu)暴暴露劑量）露劑量） 8h energy-equivalent frequency-weighted acceleration 把具有(jyu)不同接振時(shí)間

7、的日接振量轉(zhuǎn)化為相當(dāng)于8小時(shí)接振時(shí)間的等能量計(jì)權(quán)加速度。eqhwhwTteqhwadttaTaAV)(TT)(1)()8(8V208(8)eqhwViieqhwnieqhwaTtaTaA)(T)( 1)(8)82)(18(8)其中(qzhng)：T88小時(shí) 說明說明：衛(wèi)生部負(fù)責(zé)的國家職業(yè)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)工作場所有害因素職業(yè)接觸限值 第2部分：物理因素（GBZ 2.2-2007)以及工作場所物理因素測量 手傳振動（GBZ/T 189.9-2007）均將4小時(shí)等能量計(jì)權(quán)加速度作為評價(jià)手傳振動的指標(biāo)。而國家質(zhì)量檢驗(yàn)監(jiān)督檢疫總局負(fù)責(zé)的國家標(biāo)準(zhǔn)機(jī)械振動 人體暴露于手傳振動的測量與評價(jià) 第1部分：一般要求（GB/

8、T 14790.1-2009)將8小時(shí)等能量計(jì)權(quán)加速度作為評價(jià)手傳振動的指標(biāo)。不過二者可轉(zhuǎn)換：A(4)=21/2A(8)第10頁/共60頁第十頁，共60頁。第11頁/共60頁第十一頁，共60頁。1.振動對人的影響層次振動對人的影響層次 （1）感知）感知 （2）不適）不適 （3）疾?。┘膊?. 振動對人影響分類振動對人影響分類 （1）全身振動）全身振動 如在振動平臺、在列車、公共汽車工作等。如在振動平臺、在列車、公共汽車工作等。 （2）局部）局部(jb)振動（主要是手傳振動）振動（主要是手傳振動） 使用手持式電動工具、手持式振動器械。使用手持式電動工具、手持式振動器械。第12頁/共60頁第十二頁

9、，共60頁。第13頁/共60頁第十三頁，共60頁。振動振動(zhndng)疾疾病病第14頁/共60頁第十四頁，共60頁。第15頁/共60頁第十五頁，共60頁。第16頁/共60頁第十六頁，共60頁。3. 全身全身(qun shn)振動對人的影振動對人的影響響第17頁/共60頁第十七頁，共60頁。ISO 2631-1978人體人體(rnt)垂直振動標(biāo)垂直振動標(biāo)準(zhǔn)：準(zhǔn)：第18頁/共60頁第十八頁，共60頁。ISO 2631-1978人體人體(rnt)水平振動標(biāo)準(zhǔn)：水平振動標(biāo)準(zhǔn)：第19頁/共60頁第十九頁，共60頁。ISO 5349-1981:手部加速度敏感區(qū)手部加速度敏感區(qū)816Hz；16Hz以上以

10、上(yshng)，每倍頻程允，每倍頻程允許加速度增加一倍，即許加速度增加一倍，即增加增加6dB。 第20頁/共60頁第二十頁，共60頁。NoImage工作場所有害因素職業(yè)工作場所有害因素職業(yè)(zhy)接觸限值接觸限值 第第2部分：物理因素部分：物理因素 （GBZ 2.2-2007)第21頁/共60頁第二十一頁，共60頁。手傳振動接觸限值的等能量時(shí)間手傳振動接觸限值的等能量時(shí)間(shjin)換算換算第22頁/共60頁第二十二頁，共60頁。Dy（年）（年）1248A(8)（m/s2）261473.7A(4)（m/s2）3720105相對于給定的暴露年數(shù)相對于給定的暴露年數(shù)Dy預(yù)期引起人群預(yù)期引起人

11、群中發(fā)生中發(fā)生(fshng)10%陣發(fā)性白指病的日陣發(fā)性白指病的日振動暴露量振動暴露量注：注：Dy為人群平均總的（累計(jì)為人群平均總的（累計(jì)(li j)）暴露時(shí)間，）暴露時(shí)間， 單位是年單位是年機(jī)械振動機(jī)械振動 人體暴露于手傳振動的測量與評價(jià)人體暴露于手傳振動的測量與評價(jià) 第第1部分：一般部分：一般(ybn)要求要求 （GB/T14790.1-2009）注：注：研究認(rèn)為，手傳振動綜合癥在暴露于與手接觸表面的研究認(rèn)為，手傳振動綜合癥在暴露于與手接觸表面的8h等能量計(jì)權(quán)加速度等能量計(jì)權(quán)加速度A（8）小于）小于2m/s2（相當(dāng)于（相當(dāng)于4h等能量的計(jì)權(quán)加速度：等能量的計(jì)權(quán)加速度：2.8m/s2）很少出

12、現(xiàn)病例；而在）很少出現(xiàn)病例；而在A（8）值小于）值小于1m/s2的人員中未見報(bào)告病例。的人員中未見報(bào)告病例。第23頁/共60頁第二十三頁，共60頁。第24頁/共60頁第二十四頁，共60頁。人體手傳振動的測量與評價(jià)方人體手傳振動的測量與評價(jià)方法（法（GB/T 14790-1993)機(jī)械振動與沖擊機(jī)械振動與沖擊 人體暴露于全人體暴露于全身振動的評價(jià)身振動的評價(jià) 第第1部分部分 一般要一般要求求(yoqi)（GB/T 13441.1-2007)手持便攜式動力工具手持便攜式動力工具 手柄振動手柄振動測量方法測量方法 第第2部分部分:鏟和鉚釘機(jī)鏟和鉚釘機(jī)（GB/T 8910.2-2004）手持便攜式動力

13、工具手持便攜式動力工具 手柄振動手柄振動測量方法測量方法 第第3部分部分:鑿巖機(jī)和回鑿巖機(jī)和回轉(zhuǎn)錘轉(zhuǎn)錘（GB/T 8910.3-2004）第25頁/共60頁第二十五頁，共60頁。第26頁/共60頁第二十六頁，共60頁。振動振動(zhndng)測量儀測量儀第27頁/共60頁第二十七頁，共60頁。振動振動(zhndng)測測量儀量儀第28頁/共60頁第二十八頁，共60頁。三、測量振動方向三、測量振動方向(fngxing)的選取的選取按照生物力學(xué)坐標(biāo)系選取振動按照生物力學(xué)坐標(biāo)系選取振動(zhndng)測量方測量方向。向。第29頁/共60頁第二十九頁，共60頁。a. 握姿生物力學(xué)坐標(biāo)系握姿生物力學(xué)坐標(biāo)

14、系b. 伸姿生物力學(xué)坐標(biāo)系伸姿生物力學(xué)坐標(biāo)系第30頁/共60頁第三十頁，共60頁。被測物體示意圖被測物體示意圖a. 鐵箍固定鐵箍固定c. 卡盤固定卡盤固定b. 螺紋固定螺紋固定 五面帶有螺五面帶有螺孔的三方向孔的三方向測振傳感器測振傳感器座座四、振動四、振動(zhndng)傳感傳感器的安裝器的安裝手傳振動測量(cling)規(guī)范（GB11523-89)第31頁/共60頁第三十一頁，共60頁。:鏟和鉚釘機(jī)手傳振動(zhndng)測量第32頁/共60頁第三十二頁，共60頁。重型重型(zhngxng)和輕型回轉(zhuǎn)和輕型回轉(zhuǎn)錘振動測量錘振動測量第33頁/共60頁第三十三頁，共60頁。鑿巖機(jī)振動鑿巖機(jī)振動(

15、zhndng)測量測量第34頁/共60頁第三十四頁，共60頁。 按照生物力學(xué)坐標(biāo)系，分別測量三個軸向振動(zhndng)的頻率計(jì)權(quán)加速度，取三個軸向中最大值作為被測工具或工件的手傳振動(zhndng)值。2. 現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)B機(jī)械振動機(jī)械振動 人體暴露于手傳振動的測量與評價(jià)人體暴露于手傳振動的測量與評價(jià) 第第1部分：一般要求部分：一般要求 （GB/T14790.1-2009） 要求測量生物力學(xué)三個軸向的要求測量生物力學(xué)三個軸向的頻率計(jì)權(quán)加速度均方根值頻率計(jì)權(quán)加速度均方根值ahwx、ahwy和和ahwz。而對振動暴露的評價(jià)基于三個軸向綜合的量，稱為振動總值。而對振動暴露的評價(jià)基于三個軸向綜合的

16、量，稱為振動總值ahv.222hwzhwyhwxhvaaaa第35頁/共60頁第三十五頁，共60頁。第36頁/共60頁第三十六頁，共60頁。第37頁/共60頁第三十七頁，共60頁。人體人體(rnt)手傳振動的測量與評價(jià)方法（手傳振動的測量與評價(jià)方法（GB/T 14790-1993)計(jì)算舉例：計(jì)算舉例：第38頁/共60頁第三十八頁，共60頁。第39頁/共60頁第三十九頁，共60頁。關(guān)于關(guān)于“振動振動(zhndng)評價(jià)測量的量評價(jià)測量的量”討論討論47.在（在（GB/T 13441.1-2007)中，提出了中，提出了“計(jì)權(quán)均方根加速度計(jì)權(quán)均方根加速度”這樣一個概念，見下圖，從其這樣一個概念，見下

17、圖，從其定義式不難得出如下結(jié)論：定義式不難得出如下結(jié)論： （1）“計(jì)權(quán)均方根加速度計(jì)權(quán)均方根加速度”的定義式與的定義式與“等能量計(jì)權(quán)加速度等能量計(jì)權(quán)加速度”形式相同，所以其應(yīng)歸為形式相同，所以其應(yīng)歸為“等等能量計(jì)權(quán)加速度這個概念范疇，但具體應(yīng)用領(lǐng)域不同；能量計(jì)權(quán)加速度這個概念范疇，但具體應(yīng)用領(lǐng)域不同；（2） “計(jì)權(quán)均方根角速度計(jì)權(quán)均方根角速度”作為測量時(shí)的量，其等能量計(jì)權(quán)的時(shí)間不是一般意義上的人的整作為測量時(shí)的量，其等能量計(jì)權(quán)的時(shí)間不是一般意義上的人的整個接振時(shí)間內(nèi)的能量平均，而只是個接振時(shí)間內(nèi)的能量平均，而只是(zhsh)測量時(shí)間內(nèi)的能量平均。但要求測量時(shí)間要足夠測量時(shí)間內(nèi)的能量平均。但要求

18、測量時(shí)間要足夠長，要能包括典型長，要能包括典型 數(shù)值和典型振動情況。因?yàn)槠湟鈭D是要用較短的數(shù)值和典型振動情況。因?yàn)槠湟鈭D是要用較短的“測量時(shí)間內(nèi)的等能量計(jì)測量時(shí)間內(nèi)的等能量計(jì)權(quán)加速度權(quán)加速度”來代表來代表“整個接振時(shí)間內(nèi)的等能量計(jì)權(quán)加速度整個接振時(shí)間內(nèi)的等能量計(jì)權(quán)加速度”。第40頁/共60頁第四十頁，共60頁。第41頁/共60頁第四十一頁，共60頁。)4(A)()(TT)(TT(4)T04V04VVeqhweqhweqhwaaa測說明說明(shumng)：以下內(nèi)容為了方便，將測量時(shí)間：以下內(nèi)容為了方便，將測量時(shí)間測內(nèi)測內(nèi)的等能量計(jì)權(quán)加的等能量計(jì)權(quán)加 速度（計(jì)權(quán)加速度均方值）直速度（計(jì)權(quán)加速度均

19、方值）直接說成是實(shí)際接振時(shí)間接說成是實(shí)際接振時(shí)間TV內(nèi)的等能量計(jì)權(quán)加速內(nèi)的等能量計(jì)權(quán)加速度。度。第42頁/共60頁第四十二頁，共60頁。2. 2. 實(shí)際情況實(shí)際情況(qngkung)1(qngkung)1 如果工人只操作一種振動工具且完成一種性質(zhì)的如果工人只操作一種振動工具且完成一種性質(zhì)的工作，這種情況工作，這種情況(qngkung)(qngkung)只要獲得一個只要獲得一個“頻率計(jì)權(quán)頻率計(jì)權(quán)加速度均方根值加速度均方根值”便可計(jì)算便可計(jì)算4h4h等能量計(jì)權(quán)加速度，并等能量計(jì)權(quán)加速度，并給出評價(jià)結(jié)論（見例給出評價(jià)結(jié)論（見例A1A1）。）。注：工人用同一鑿巖機(jī)（風(fēng)鎬）開鑿水泥路面和開鑿注：工人用同

20、一鑿巖機(jī)（風(fēng)鎬）開鑿水泥路面和開鑿瀝青路面則不能稱作同一瀝青路面則不能稱作同一 性質(zhì)工作。性質(zhì)工作。eqhweqhwaa)(TT)()4(A4V(4)第43頁/共60頁第四十三頁，共60頁。3. 3. 情況情況2 2 如果如果(rgu)(rgu)工人操作多種工具或用同一工工人操作多種工具或用同一工具完成不同性質(zhì)的工作，則要分別測量使用各種具完成不同性質(zhì)的工作，則要分別測量使用各種工具或完成不同性質(zhì)工作時(shí)的工具或完成不同性質(zhì)工作時(shí)的“頻率計(jì)權(quán)加速度頻率計(jì)權(quán)加速度均方根值均方根值”，同時(shí)要統(tǒng)計(jì)使用各種工具或完成各，同時(shí)要統(tǒng)計(jì)使用各種工具或完成各種工作的接振時(shí)間種工作的接振時(shí)間TiTi，最后再求，最

21、后再求4h4h等能量計(jì)權(quán)加等能量計(jì)權(quán)加速度值。速度值。i14(4)T)(T1)()4(Anieqihweqhwaa Ti第第i個作業(yè)接振時(shí)間個作業(yè)接振時(shí)間 T44小時(shí)小時(shí)(xiosh)（ahw)eqi第第i個作業(yè)的等能量計(jì)權(quán)加速度（計(jì)權(quán)加速度均方值）個作業(yè)的等能量計(jì)權(quán)加速度（計(jì)權(quán)加速度均方值）均方值均方值第44頁/共60頁第四十四頁，共60頁。（3）手傳振動測量規(guī)范）手傳振動測量規(guī)范(gufn)GB 11523-1989第45頁/共60頁第四十五頁，共60頁。（4）作業(yè)場所局部振動衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)）作業(yè)場所局部振動衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)GB10434-89 衛(wèi)生部衛(wèi)生部1989-02-24批準(zhǔn)批準(zhǔn) 19891001

22、實(shí)施實(shí)施（5）手持式機(jī)械作業(yè)防振要求）手持式機(jī)械作業(yè)防振要求(yoqi)GB/T17958-2000（6）手套掌部振動傳遞率的測量與評價(jià)）手套掌部振動傳遞率的測量與評價(jià)GB /T 1 8703-2002 eqv ISO 10819:1996國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局（7）職業(yè)性手臂振動病診斷標(biāo)準(zhǔn)）職業(yè)性手臂振動病診斷標(biāo)準(zhǔn)GBZ 7-2002 衛(wèi)生部負(fù)責(zé)解釋衛(wèi)生部負(fù)責(zé)解釋（8）工作場所有害因素職業(yè)接觸限值）工作場所有害因素職業(yè)接觸限值GBZ2-2002 衛(wèi)生部負(fù)責(zé)解衛(wèi)生部負(fù)責(zé)解（9）住宅建筑室內(nèi)振動限值及其測量方法標(biāo)準(zhǔn)）住宅建筑室內(nèi)振動限值及其測量方法標(biāo)準(zhǔn)GB/T50355

23、-2005（10）城市區(qū)域環(huán)境振動標(biāo)準(zhǔn)（）城市區(qū)域環(huán)境振動標(biāo)準(zhǔn)（GB 10070-88）第46頁/共60頁第四十六頁，共60頁。第47頁/共60頁第四十七頁，共60頁。 設(shè)設(shè) 備備k振源控制(kngzh)阻尼減振彈簧隔振（1）改進(jìn)設(shè)備設(shè)計(jì)，減少非平衡力，增加設(shè)備質(zhì)量，降低設(shè)備自身振動；（2）采用非彈性阻尼材料，如橡膠、沙子、石子等消耗吸收振動能量；（3）采用彈簧，使振源與彈簧間不斷交換振動能量（但彈簧不能消耗振動 能量），減少由振源向周圍傳播振動能量。第48頁/共60頁第四十八頁，共60頁。振動振動(zhndng)控制控制 振源控制：減少振源控制：減少(jinsho)迫振力；增大設(shè)備質(zhì)量；其迫

24、振力；增大設(shè)備質(zhì)量；其它它阻尼減振：橡膠、石子阻尼減振：橡膠、石子(sh z)等材料等材料主動隔振：將振源與其它設(shè)備隔開；主動隔振：將振源與其它設(shè)備隔開；彈性隔振彈性隔振被動隔振：將設(shè)備與外來振動隔開。被動隔振：將設(shè)備與外來振動隔開。第49頁/共60頁第四十九頁，共60頁。mF0r)2cos(4coscos2220ntmrntmrFF其中：其中：m 轉(zhuǎn)動部件質(zhì)量轉(zhuǎn)動部件質(zhì)量 r 轉(zhuǎn)動部件質(zhì)心偏心轉(zhuǎn)動部件質(zhì)心偏心(pinxn)距離距離 轉(zhuǎn)動角速度轉(zhuǎn)動角速度 n 轉(zhuǎn)速（轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速（轉(zhuǎn)/秒）秒） 第50頁/共60頁第五十頁，共60頁。1. 隔振后振源的振動隔振后振源的振動(zhndng)描述描述經(jīng)推導(dǎo)經(jīng)推導(dǎo)(tudo)可得：可得：)cos()/(1/)cos()(a)cos()/(1/)cos()(200202000tkFtattkFtAtA振源振動加速度：振源振動位移：其中：其中： 為強(qiáng)迫振動力角頻率（即設(shè)備轉(zhuǎn)動為強(qiáng)迫振動力角頻率（即設(shè)備轉(zhuǎn)動(zhun dng)角速度）角速度） k 彈簧彈性系數(shù)彈簧彈性系數(shù) 0 系統(tǒng)固有角頻率（系統(tǒng)固有角頻率（ ） Mk三、彈性隔振原理三、彈性隔振原理第51頁/共60頁第五十一頁，共60頁。)cos(0tFF Mk)cos(0tFFTT2. 振動振動(zhndng)力的傳遞力的傳遞(1) 傳至地面?zhèn)髦恋孛?dmin)的振的振動力幅值：動力幅