Предисловие

Цели и принципы стандартизации в Российской Федерации установлены Федеральным законом от 27 декабря 2002 г. № 184-ФЗ «О техническом регулировании», а правила применения национальных стандартов Российской Федерации - ГОСТ Р 1.0-2004 «Стандартизация в Российской Федерации. Основные положения»

Сведения о стандарте

1 ПОДГОТОВЛЕН Автономной некоммерческой организацией «Научно-исследовательский центр контроля и диагностики технических систем» (АНО «НИЦ КД»)

2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 183 «Вибрация, удар и контроль технического состояния»

3 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 15 декабря 2009 г. № 857-ст

4 Настоящий стандарт является идентичным по отношению к международному стандарту ИСО 6954:2000 «Вибрация. Руководство по измерению и представлению вибрации и оценка ее воздействия на человека на пассажирских и торговых судах» (ISO 6954:2000 «Mechanical vibration - Guidelines for the measurement, reporting and evaluation of vibration with regard to habitability on passenger and merchant ships»).

При применении настоящего стандарта рекомендуется использовать вместо ссылочных международных стандартов соответствующие им национальные стандарты Российской Федерации и межгосударственные стандарты, сведения о которых приведены в дополнительном

5 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодно издаваемом указателе «Национальные стандарты», а текст изменений и поправок - в ежемесячно издаваемых информационных указателях «Национальные стандарты». В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ежемесячно издаваемом информационном указателе «Национальные стандарты». Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет

Введение

Вибрация на судах является негативным фактором, мешает в выполнении служебных заданий, влияет на степень комфорта и служит причиной жалоб со стороны членов экипажа и пассажиров.

В настоящем стандарте приведено руководство по оценке условий обитания для различных зон на судне. Условия обитания оцениваются на основе измерений общего среднеквадратичного значения корректированного по частоте ускорения в диапазоне частот от 1 до 80 Гц.

Настоящий стандарт устанавливает требования к измерительной аппаратуре, методам проведения измерений и анализа вибрации.

Результаты измерений, проведенных в соответствии с настоящим стандартом, могут быть использованы:

При проверке соответствия уровня вибрации техническим требованиям;

Для сравнения с вибрацией на других судах;

Для разработки и совершенствования стандартов в области вибрации.

НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Вибрация РУКОВОДСТВО ПО ИЗМЕРЕНИЮ ВИБРАЦИИ И ОЦЕНКЕ ЕЕ ВОЗДЕЙСТВИЯ НА ЧЕЛОВЕКА НА ПАССАЖИРСКИХ И ТОРГОВЫХ СУДАХ Vibration. Guidelines for the measurement and evaluation of vibration with regard to habitability on passenger and merchant ships

Дата введения - 2011-01-01

1 Область применения

Настоящий стандарт устанавливает руководство по оценке вибрации с точки зрения условий обитания (степени комфорта) на пассажирских и торговых судах, а также требования к средствам и методам измерения вибрации в местах постоянного нахождения пассажиров и экипажа.

Настоящий стандарт не распространяется на оценку низкочастотной вибрации, которая может служить причиной морской болезни.

2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты:

ИСО 2631-1:1997 Вибрация и удар. Оценка воздействия общей вибрации на человека. Часть 1. Общие требования (ISO 2631-1:1997, Mechanical vibration and shock - Evaluation of human exposure to whole-body vibration - Part 1: General requirements)

ИСО 2631-2 Вибрация и удар. Оценка воздействия общей вибрации на человека. Часть 2. Вибрация в зданиях в диапазоне частот от 1 до 80 Гц (ISO 2631-2, Mechanical vibration and shock - Evaluation of human exposure to whole-body vibration - Part 2: Vibration in buildings (1 Hz to 80 Hz)

ИСО 8041 Воздействие вибрации на человека. Средства измерений (ISO 8041, Human response to vibration - Measuring instrumentation)

3 Средства измерений вибрации

3.1 Общие требования

Средства измерений должны удовлетворять требованиям ИСО 8041.

Допускается использование аппаратуры, соответствующей требованиям ИСО 8041, у которой измерительная шкала охватывает область свыше 80 Гц при условии, что характеристики фильтра отвечают требованиям ИСО 2631-2 (см. ).

Поверку средств измерений следует проводить не реже, чем раз в два года. В документации должна быть указана дата проведения последней поверки.

3.2 Проверка работоспособности

Перед проведением измерений и после их окончания необходимо проверить работоспособность каждого измерительного канала.

4 Точки и направления измерений

4.1 Местоположение датчиков вибрации

Точки установки датчиков вибрации выбирают в обитаемых зонах на каждой палубе, а их количество должно быть достаточным, чтобы характеризовать вибрацию судна с точки зрения ее воздействия на пассажиров и экипаж.

Направления измерений должны совпадать с тремя осями судна: продольной, траверзной и вертикальной.

5 Условия проведения измерений

Измерения вибрации проводят, в первую очередь, при приемных или ходовых испытаниях судна. Для получения сопоставимых и надежных результатов необходимо, чтобы в процессе измерений выполнялись следующие условия:

a) судно движется свободно по прямому курсу; 1)

b) двигатель работает в представительном режиме с постоянной выходной мощностью;

c) волнение не превышает 3 баллов;

d) гребной винт полностью погружен;

e) глубина не менее чем в пять раз превышает осадку судна.

Любые отклонения от указанных условий должны быть зафиксированы в протоколе испытаний.

1) Под свободным движением понимается движение судна с постоянной скоростью и постоянным курсом в пределах перекладки руля на левый и на правый борт 2°.

6 Метод измерений

По меньшей мере, в двух точках на каждой палубе измерения должны быть проведены в трех направлениях. В остальных точках измеряют только вертикальную составляющую вибрации.

Для оценки вибрации независимо от направления измерений применяют комбинированную функцию частотной коррекции по ИСО 2631-2.

Приложение А
(обязательное)
Функция частотной коррекции

Используемая в настоящем стандарте функция частотной коррекция представляет собой комбинированную функцию частотной коррекции по ИСО 2631-2 (см. таблицу А.1 и рисунок А.1).

1 - функция частотной коррекции для ускорения; 2 - функция частотной коррекции для скорости

Рисунок А. 1 - Комбинированные функции частотной коррекции с учетом полосовой фильтрации

Таблица А.1 - Значения комбинированной функции частотной коррекции в третьоктавных полосах в диапазоне частот от 1 до 80 Гц (рассчитаны на основе истинных значений среднегеометрических частот третьоктавных полос с учетом полосовой фильтрации

xa	Частота, Гц		Для ускорения		Для скорости
	Номинальная	Истинная	Коэффициент W a		Коэффициент W a
а х обозначает номер полосы частот в соответствии с МЭК 61260							Владелец:
Тип судна:	Место приписки:	Верфь, номер	Дата постройки
Характеристики корпуса		Характеристики главного двигателя
Длина между перпендикулярами, м:			Число цилиндров:
Теоретическая ширина, м:	Осадка, м:		Мощность, кВт:
Высота борта, м:	Дедвейт, т:	Частота вращения, мин-1:	Передаточное число:
Характеристики гребныхвинтов		Условия измерений
Количество и тип:	Количество лопастей:	Волнение:	Скорость и направление ветра:
Диаметр, м:	Наклон в градусах;	Осадка носом, м:	Средняя осадка, м:
Частота вращения, мин-1:		Осадка кормой, м:	Глубина, м:
Примечания:

Тип и характеристики измерительной аппаратуры

Результаты измерений

(ИСО 2631-1:1997) «Вибрация и удар. Измерение общей вибрации и оценка ее воздействия на человека. Часть 1. Общие требования»

Место установки датчика	Направление измерений	Общее среднеквадратичное значение корректированной вибрации
		ускорение, мм/с2	скорость, мм/с
		ГОСТ 31191.2-2004 (ИСО 2631-2:2003) «Вибрация и удар. Измерение общей вибрации и оценка ее воздействия на человека. Часть 2. Вибрация внутри зданий»
		ГОСТ ИСО 8041-2006 «Вибрация. Воздействие вибрации на человека. Средства измерений»
Примечание - В настоящей таблице использованы следующие условные обозначения степени соответствия стандартов: IDT - идентичные стандарты; MOD - модифицированные стандарты.

Библиография

ISO 2041, Mechanical vibration, shock and condition monitoring – Vocabulary

IEC 61250, Electroacoustics - Octave-band and fractional-octave-band filters

Ключевые слова: вибрация, судно, оценка вибрации, пассажиры, экипаж

Страница 4

Серьезное влияние на работоспособность экипажей судов оказывает шум и вибрация. Шум вызывает изменения в физиологических и психологических процессах человека, в особенности при умственном труде. На судне шум мешает приему и исполнению команд. Приводит к ослаблению сумеречного и ночного зрения, нарушению функций вестибулярного аппарата и способствует преждевременному утомлению членов экипажа.

Вибрация - это колебания с частотой 16-18 Гц, которые человек воспринимает не изолированно друг от друга, а слитно. Вибрация воздействует на человека в зависимости от направления действия по отношению к продольной оси тела, соприкасающегося с вибрирующей поверхностью, причем воздействие меньше при большей поверхности соприкосновения и при расслабленных мышцах. Способность переносить вибрацию у различных людей неодинакова. Под действием вибрации повышается общий обмен веществ, снижается острота зрения, нарушается механика мышц. Например, при вибрации с частотой 38 Гц острота зрения понижается на 25 %. Длительное воздействие вибрации на судоводителя вызывает утомление и головную боль. Совместное воздействие вибрации и шума значительно усиливает их вредное влияние на организм.

Кроме того, члены экипажей судов испытывают на себе постоянное воздействие таких неблагоприятных факторов, как: резкие смены температуры, изменения атмосферного давления, смена часовых поясов и климатических зон, воздействие электромагнитных полей, разлука с семьей, всевозможные физиологические ограничения, недостаток впечатлений, монотонность труда, напряженность из-за высокой степени ответственности, ограниченность общения и др. Все это порождает постоянную психическую напряженность.

Экипажи морских судов, как правило, работают в различных климатических условиях - от тропиков до полярных зон. Влияние климатических факторов на человека проявляется в уменьшении комфорта для оператора и ремонтника и в физиологических изменениях в организме человека. Ухудшение комфортабельности увеличивает время реагирования оператора на изменение технологической обстановки, снижает точность и надежность его работы. Физиологические изменения в организме могут привести к различным заболеваниям. На эрратическую систему влияет весь комплекс климатических факторов, причем интенсивность их воздействия характеризуется жесткостью климата.

Рассматривая операторскую деятельность применительно к судовым условиям, следует отметить, что она носит характер «групповой» операторской деятельности, при которой межличностные отношения внутри коллектива, моральные, эмоциональные и психофизические свойства и особенности каждого оператора оказывают существенное влияние на эффективность решения общей задачи.

Степень централизации управления судном и судовой техникой, состав и число операторов, участвующих в управлении, определяют иерархическую структуру уровней управления на судне. Система управления первого уровня состоит из одного или нескольких операторов, выполняющих одну функцию и обслуживающих одно или несколько технических звеньев. В двухуровневую систему управления могут входить локальные СЧМ с обслуживающими их операторами (первый уровень) и, например, вахтенный механик с пультом управления техническими средствами судна (второй уровень). Высшим, третьим, уровнем управления считается система «капитан - средства управления судном». В зависимости от иерархических уровней управления на судне и содержания выполняемых задач операторы одного уровня управления могут работать параллельно (независимо друг от друга), последовательно или комбинированно, а операторы разных уровней управления, кроме того, работают под контролем и регулированием их деятельности старшим оператором.

Статический расчет лопатки турбины на ЭВМ
Расчет лопатки турбины на прочность выполняем с помощью программы STATLOP.EXE, результаты занесены в файл RSL.REZ. Исходные данные вводим в диалоговом режиме: 1. Марка используемого материала: ЖС6-К. 2. Предел длительной прочности 3. Плотность материала: . 4. Объем бандажной полки: . 5. Вынос центр...

Перечень потребных машин, механизмов, путевого инструмента
Путеукладочный кран УК-25/9-18……………………………… .… 2 шт. Моторные платформы…………………………………………… .… 4 шт. Четырехосные платформы, оборудованные УСО…………… …. 36 шт. Электробалластер………………………………………………… . . 1 шт. Автогрейдер среднего типа……………………………………… 2 шт. Бульдозер среднего типа…………………………………………… 3 шт. Выпра...

Технико-эксплуатационные показатели предприятия
О подвижном составе, участвующем в транспортом процессе, судят по реализуемым показателям качества. При этом реализуемые показатели качества автобуса по сравнению с расчетными (плановыми), как правило, снижаются в процессе эксплуатации в результате ухудшения технического состояния его агрегатов, ме...

Санитарные нормы

СН 2.5.2.048-96

"Уровни вибрации на морских судах"

Vibration Levels on Board Marine Ships. Sanitary Norms

Дата введения - с момента утверждения

Введены взамен -

"Санитарные нормы вибрации

на морских, речных и озерных судах", № 1103-73

1. Область применения

1.1. Настоящие нормы устанавливают предельно допустимые величины вибрации в местах пребывания экипажа и пассажиров на морских судах, а также условия измерения вибрации и требования к измерительной аппаратуре.

1.2. Действие норм распространяется на все самоходные морские суда, в т. ч. и суда река-море, за исключением военных кораблей, войсковых транспортов, спортивных и прогулочных судов, не занятых в коммерческих операциях.

1.3. Нормы распространяются на проектируемые, строящиеся, эксплуатируемые и переоборудуемые суда.

1.4. Санитарные нормы являются обязательными для судовладельцев, организаций, проектирующих, строящих и переоборудующих суда, учреждений государственного санитарного надзора.

1.5. Требования настоящих норм должны быть учтены в нормативно-технических документах - ГОСТах, ТУ и др., регламентирующих конструктивные, технологические и эксплуатационные требования к судам и судовому оборудованию.

1.6. Величины, представленные в данных нормах, следует рассматривать как предельно допустимые, а не как желаемые. Там, где это практически осуществимо, уровни вибрации должны быть ниже указанных допустимых значений.

2. Нормативные ссылки

2.2. "Санитарные нормы вибрации на морских, речных и озерных судах" СН 1103-73.

2.3. Стандарт ИСО 2631/1-1985 "Оценка воздействия общей вибрации на тело человека - часть 1: Общие требования".

2.4. Стандарт ИСО 6954-1993. "Правила для общей оценки вибрации на морских судах".

4.4. Нормирование вибрации производится в зависимости от назначения помещений, длительности воздействия и условий пребывания экипажа и пассажиров судна соответственно классификации судов.

5. Предельно допустимые уровни вибрации

5.1. Форма предельно допустимых спектров принята, в соответствии с ИСО 2631/1 и ГОСТом 12.1.012-90 , одинаковой для всех нормируемых помещений.

5.2. Предельно допустимые уровни вибрации на судах устанавливаются согласно предельным спектрам (ПС) по виброускорению (La ), дБ, и (а ), м/с 2 , табл. , и или соответствующим величинам виброскорости (Lv ), дБ и (v ), мм/с, табл. , и .

6. Условия измерения вибрации и требования к измерительной аппаратуре

6.1. Измерительная аппаратура должна соответствовать требованиям ГОСТа 12.4.012 -90. К измерению допускаются виброизмерительные приборы, прошедшие поверку (не реже, чем 1 раз в 2 года).

Перед началом и после окончания измерений следует проводить калибровку измерительного тракта с помощью внешнего и встроенного калибровочных устройств.

6.2. Измерения вибрации выполняются по программе, согласованной с органами санэпидслужбы и института заказчика, включенной в проектную документацию судна, содержащей основные его характеристики, схемы расположения точек измерения и методические указания по проведению измерений.

6.3. Условия проведения испытаний, измерения, обработка и оформление результатов измерений должны соответствовать требованиям ГОСТа 12.1.047-85 .

6.4. Вибрация измеряется в трех направлениях: вертикальном, продольном и траверзном (поперечном).

Предельный спектр вибрации для данной точки измерений является единым для всех трех направлений. Для сопоставления с нормами необходимо принимать наибольшую из измеренных величин.

Примечание. Если выборочными измерениями, выполненными в соответствии с согласованной программой испытаний, установлено, что уровень вибрации в продольном, и траверсном направлениях не превышает более чем на 3 дБ вибрацию в вертикальном направлении, то измерения допускается производить только в вертикальном направлении. Результаты проверки заносятся в протокол ходовых испытаний.

7. Дозная оценка вибрационного воздействия

7.1. Для оценки степени воздействия вибрации с неодинаковыми уровнями и продолжительностью воздействия следует принимать дозную оценку вибрации. На практике целесообразно использовать относительное значение дозы вибрации - ДВ в долях от допустимой дозы - Д доп.

где Д - фактическое значение дозы.

В судовых условиях следует использовать среднесуточную дозную оценку.

7.2. Среднесуточная доза воздействия вибрации - ДВ (24) определяется по трем парциальным дозам, соответствующим трем восьмичасовым периодам суток, отражающим основные виды жизнедеятельности плавсостава - труд, внепроизводственное время (активный отдых) и сон (см. приложение ).

7.3. Среднесуточная доза - ДВ (24), которой подвергается та или иная категория плавсостава, с учетом индивидуальных средств защиты, не должна превышать единицы.

При ДВ > 1 должны применяться меры по снижению вибрации или сокращению времени ее воздействия. На рабочих постах, где это практически невозможно, следует применять средства индивидуальной защиты (виброзащитная обувь, ковры и др.).

8. Мероприятия по организации испытаний, предупреждению воздействия и снижению вибрации

Lv ; v (в табл. и )

1. Энергетическое отделение

1.1. С безвахтенным обслуживанием

1.2. С периодическим обслуживанием

1.3. С постоянной вахтой

1.4. Изолированные посты управления (ЦПУ)

2. Производственные помещения

3. Служебные помещения

4. Общественные помещения, кабинеты и салоны в жилых помещениях

5. Спальные и медицинские помещения судов I и II категории

6. Жилые помещения судов III категории

7. Жилые помещения (для отдыха подвахты) судов IV категории

Таблица 2

Предельные спектры (ПС) уровней вибрации по ускорению La , дБ
относительно а 0 = 3×10 -4 м/с 2

Номер ПС, (La )							Корректированный уровень, , Дб
					31,5

Таблица 3

Предельные спектры (ПС) вибрации по ускорению в абсолютных значениях, а, м/с 2

НомерПС, (а )	Среднегеометрические частоты в октавных полосах, Гц						Корректированная величина, , м/с 2
					31,5
	0,4238	0,3000	0,3000	0,5986	1,1943	2,3830	0,4230
	0,3000	0,2124	0,2124	0,4238	0,8455	1,6870	0,3000
	0,1893	0,1340	0,1340	0,2674	0,5335	1,0644	0,1890
	0,1340	0,0949	0,0949	0,1893	0,3777	0,7536	0,1340
	0,0949	0,0671	0,0671	0,1340	0,2674	0,5335	0,0946
	0,0672	0,0476	0,0476	0,0950	0,1893	0,3777	0,0672

Таблица 4

Предельные спектры (ПС) уровней вибрации по скорости Lv , дБ
относительно v 0 = 5×10 -8 м/с

Номер ПС, (Lv )	Среднегеометрические частоты в октавных полосах, Гц						Корректированный уровень, Дб
					31,5

Таблица 5

Предельные спектры (ПС) вибрации по скорости в абсолютных значениях, v, мм/с

Номер ПС, (v )	Среднегеометрические частоты в октавных полосах, Гц						Корректированная величина, Мм/с
					31,5
	35,397	12,559	6,295	6,295	6,295	6,295	8,880
	25,059	8,891	4,456	4,456	4,456	4,456	6,300
	15,811	5,610	2,812	2,812	2,812	2,812	3,970
	11,194	3,972	1,990	1,990	1,990	1,990	2,810
	7,924	2,812	1,409	1,409	1,409	1,409	1,990
	5,610	1,990	1,000	1,000	1,000	1,000	1,410

Приложение 1

(справочное)

Соотношения между уровнями вибрационного ускорения, выраженными в децибелах,

дБ	Ускорение, м/с 2	дБ	Ускорение, м/с 2	дБ	Ускорение, м/с 2
	3,00 × 10 -3		9,49 × 10 -2		3,00
	3,37 × 10 -3		1,06 × 10 -1		3,37
	3,78 × 10 -3		1,19 × 10 -1		3,78
	4,24 × 10 -3		1,34 × 10 -1		4,24
	4,76 × 10 -3		1,50 × 10 -1		4,76
	5,33 × 10 -3		1,69 × 10 -1		5,33
	5,98 × 10 -3		1,89 × 10 -1		5,98
	6,72 × 10 -3		2,12 × 10 -1		6,72
	7,54 × 10 -3		2,38 × 10 -1		7,54
	8,45 × 10 -3		2,67 × 10 -1		8,45
	9,49 × 10 -3		3,00 × 10 -1		9,49
	1,06 × 10 -2		3,37 × 10 -1		1,06 × 10
	1,19 × 10 -2		3,78 × 10 -1		1,19 × 10
	1,34 × 10 -2		4,24 × 10 -1		1,34 × 10
	1,50 × 10 -2		4,76 × 10 -1		1,50 × 10
	1,69 × 10 -2		5,33 × 10 -1		1,69 × 10
	1,89 × 10 -2		5,98 × 10 -1		1,89 × 10
	2,12 × 10 -2		6,72 × 10 -1		2,12 × 10
	2,38 × 10 -2		17,54 × 10 -1		2,38 × 10
	2,67 × 10 -2		8,45 × 10 -1		2,67 × 10
	3,00 × 10 -2		9,49 × 10 -1		3,00 × 10
	3,37 × 10 -2		1,06		3,37 × 10
	3,78 × 10 -2		1,19		3,78 × 10
	4,24 × 10 -2		1,34		4,24 × 10
	4,76 × 10 -2		1,50		4,76 × 10
	5,33 × 10 -2		1,69		5,33 × 10
	5,98 × 10 -2		1,89		5,98 × 10
	6.72 × 10 -2		2,12		6,72 × 10
	7,54 × 10 -2		2,38		7,54 × 10
	8,45 × 10 -2		2,67		8,45 × 10
					9,49 × 10

Приложение 2

(справочное)

Соотношение между уровнями вибрационной скорости, выраженными в децибелах,
и значениями, выраженными в абсолютных единицах

дБ	Скорость, м/с	дБ	Скорость, м/с	дБ	Скорость, м/с
	1,58 × 10 -6		5,61 × 10 -5		1,77 × 10 -3
	1,77 × 10 -6		6,30 × 10 -5		1,99 × 10 -3
	1,99 × 10 -6		7,07 × 10 -5		2,23 × 10 -3
	2,23 × 10 -6		7,93 × 10 -5		2,51 × 10 -3
	2,51 × 10 -6		8,89 × 10 -5		2,81 × 10 -3
	2,81 × 10 -6		9,98 × 10 -5		3,16 × 10 -3
	3,16 × 10 -6		1,12 × 10 -4		3,54 × 10 -3
	3,54 × 10 -6		1,26 × 10 -4		3,97 × 10 -3
	3,97 × 10 -6		1,41 × 10 -4		4,46 × 10 -3
	4,46 × 10 -6		1,58 × 10 -4		5,00 × 10 -3
	5,00 × 10 -6		1,77 × 10 -4		5,61 × 10 -3
	5,61 × 10 -6		1,99 × 10 -4		6,30 × 10 -3
	6,30 × 10 -6		2,23 × 10 -4		7,07 × 10 -3
	7,07 × 10 -6		2,51 × 10 -4		7,93 × 10 -3
	7,93 × 10 -6		2,81 × 10 -4		8,89 × 10 -3
	8,89 × 10 -6		3,16 × 10 -4		9,98 × 10 -3
	9,98 × 10 -6		3,54 × 10 -4		1,12 × 10 -2
	1,12 × 10 -5		3,97 × 10 -4		1,26 × 10 -2
	1,26 × 10 -5		4,46 × 10 -4		1,41 × 10 -2
	1,41 × 10 -5		5,00 × 10 -4		1,58 × 10 -2
	1,58 × 10 -5		5,61 × 10 -4		1,77 × 10 -2
	1,77 × 10 -5		6,30 × 10 -4		1,99 × 10 -2
	1,99 × 10 -5		7,07 × 10 -4		2,23 × 10 -2
	2,23 × 10 -5		7,93 × 10 -4		2,51 × 10 -2
	2,51 × 10 -5		8,89 × 10 -4		2,81 × 10 -2
	2,81 × 10 -5		9,98 × 10 -4		3,16 × 10 -2
	3,16 × 10 -5		1,12 × 10 -3		3,54 × 10 -2
	3,54 × 10 -5		1,26 × 10 -3		3,97 × 10 -2
	3,97 × 10 -5		1,41 × 10 -3		4,46 × 10 -2
	4,46 × 10 -5		1,58 × 10 -3		5,00 × 10 -2
	5,00 × 10 -5

Приложение 3

(справочное)

Расчет среднесуточной дозы вибрации

В связи с неодинаковыми уровнями вибрации и продолжительности ее воздействия в рабочей зоне (например, на площадках главного дизеля, у вспомогательных двигателей, в котельной, сепараторной, ЦПУ) при расчете парциальной дозы рабочего периода за восемь часов следует исходить из полученных измерением (или расчетом) фактических значений эквивалентного уровня вибрации в зависимости от времени нахождения вахтенного в той или иной зоне.

При расчете следует пользоваться одночисловыми корректированными значениями контролируемого параметра вибрации (виброускорения или виброскорости ) или его логарифмическими уровнями или .

Доза вибрации Д определяется величиной и временем воздействия вибрации.

Вибрация на судах морского и речного флота оценивается в рамках .
Почти всегда шум и вибрация вызываются одними и теми же, связанными между собой, причинами, к числу которых относятся:

• механические (соударения, трение, разбалансировка вращающихся деталей и т.п.);
• аэродинамические (выпуск газовых потоков в атмосферу, вихри и турбулентности);
• гидродинамические (турбулентности, возникающие при вращении винтов в воде и при движении жидкости в трубах);
• электромагнитные (вращение ротора под влиянием магнитных сил).

Источники вибрации на судах

Основными источниками колебаний корпуса судна являются работающие судовые машины и механизмы, в первую очередь гребные винты и валопроводы.
Гребной и промежуточные валы обладают динамическим дисбалансом и неравной жесткостью в различных плоскостях, т.е. для них характерно наличие неодинаковых моментов инерции площади поперечного сечения. Это приводит к вибрации валопровода, а значит, всего корпуса судна с частотой, равной или кратной частоте вращения гребного винта.
Частота вращения гребных винтов зависит от технических характеристик судна и винта, а также от скорости движения судна и составляет от 60 до 140 об/мин и более.
Нижняя частотная граница общей вибрации находится в диапазоне 1-2 Гц, а верхняя не превышает 80 Гц, что связано с физическими особенностями распространения и затухания механических колебаний в конструкциях судна.
Такую вибрацию называют лопастной (высокочастотной), а ее интенсивность зависит от режима работы гребных винтов. Обычно она невысока, а максимальные уровни вибрации отмечены при работе винтов «в раздрай» (один винт работает передним ходом, а другой – задним.)

Влияние судовой вибрации на организм человека

Параметры вибрации на палубах и в жилых помещениях на большинстве судов могут достигать высоких уровней, превышая гигиенические нормативы и, следовательно, оказывать неблагоприятное воздействие на организм человека даже при ограниченном времени воздействия. Для обитаемых помещений судов наиболее характерна ходовая вибрация с частотным диапазоном от 5 до 80 Гц.
При действии вибрации ниже 1-2 Гц могут проявляться симптомы болезни движения – морской болезни. При укачивании преобладающими эффектами являются реакции вестибулярной системы, что дало основание выделить ее в качестве ведущей в механизме действия низкочастотной вибрации и определить специфический рецептор восприятия этих колебаний.
Актуальность проблемы укачивания определяется значительной подверженностью людей морской болезни: от 18 до 90% членов экипажей кораблей и судов страдают этим недугом во время морских рейсов, особенно при штормах силой 3-5 баллов. Главным причинным фактором морской болезни при всех разновидностях качки являются линейные и угловые ускорения как результат перемещений корпуса корабля на волне.
Общая вибрация нормируется с учетом способа передачи колебаний на человека, направления ее действия по отношению к координатным осям тела человека в положении стоя и сидя.

Средства и методы защиты от вибрации на судах

Основными направлениями в борьбе с вибрацией на действующих судах являются организационно-технические мероприятия, а также средства коллективной и индивидуальной защиты, принципы действия которых основаны на виброизоляции (изоляция конструкции, в т.ч. переборок, подволоков, механизмов от распространяющихся по ним колебательной энергии и вибропоглощении).
Снижение вибрации на пути ее распространения осуществляется виброизоляцией оборудования и рабочих мест от источников вибрации. С той же целью применяется виброизоляция механизмов от несущих конструкций прослойками, виброопорами и фундаментами из материалов с малым акустическим сопротивлением (резины, пластмассы и т. п.) с использованием пружин и других технических средств.

1.1 Виды нагрузок, вызывающих вибрацию корпуса судна и его отдельных конструкций.

Все нагрузки, вызывающие вибрацию корпуса судна и его отдельных конструкций, целесообразно разделить на четыре вида.

К первому виду отнесем меняющиеся во времени силы, которые появляются вследствие неточностей, допущенных при изготовлении и монтаже судовых механизмов, валопроводов, гребных винтов. К этому же виду отнесем также нагрузки, имеющие своим источником такие органически присущие некоторым механизмам особенности, как наличие движущихся возвратно-поступательно масс, неравномерность действия активных сил, обеспечивающих движение и т. п.

Ко второму виду принадлежат нагрузки, связанные с тем, что гребные винты судна работают за корпусом и в непосредственной близости от него. При этом даже идеально изготовленный и равномерно вращающийся винт будет возбуждать изменяющиеся во времени силы вследствие взаимодействия с корпусом судна и попутным потоком, существующим за судном.

Третий вид нагрузок составляют силы, вызванные воздействием на судно морского волнения. Ветровое нерегулярное волнение является источником как низкочастотных (квазистатических) нагрузок, изучаемых в курсе прочности судов, так и нагрузок, время изменения которых соизмеримо с периодами свободных колебаний корпуса судна и его отдельных конструкций. Последние при определенных условиях могут стать причиной интенсивной вибрации корпуса судна.

Наконец, к четвертому виду будем относить различные динамические нагрузки, появляющиеся в специфических условиях эксплуатации судна: при взрывах, ударах о лед, ударах при швартовке и столкновениях и т. п.

1.2 Нагрузки, вызванные неточностями изготовления механизмов, валопроводов, винтов.

Одним из основных дефектов, приводящих к появлению вибрационной нагрузки, следует считать неполную сбалансированность вращающихся или движущихся поступательно масс, которая может наблюдаться у главных и вспомогательных двигателей, редукторов, гребных валов и винтов.

У вращающихся частей механизмов (роторы турбин и электромоторов, валопроводы, гребные винты) различают статическую и динамическую неуравновешенность (несбалансированность).

При статической неуравновешенности центр тяжести вращающейся части не лежит на оси вращения. Пусть а - отстояние центра тяжести от оси вращения, т - масса, Ω - угловая скорость.

Тогда на ротор действует радиальная (вращающаяся) сила

F = таΩ 2 , (6.1)

которая передается на подшипники и фундамент механизма в виде периодической нагрузки.

Если ротор в целом статически уравновешен, но центры тяжести отдельных дисков, на которые он может быть мысленно разделен плоскостями, перпендикулярными к оси, не лежат на ней, при вращении возникнут пары сил, векторы которых перпендикулярны к оси вращения. Эти пары сил могут давать отличный от нуля результирующий момент, определяющий динамическую неуравновешенность ротора и создающий периодически меняющуюся нагрузку на подшипники. На рис. 6.1 показан вал с двумя дисками, центры тяжести которых сдвинуты в противоположные стороны от оси вращения на одинаковые расстояния а. Такой ротор статически уравновешен, поскольку общий центр тяжести дисков лежит на оси вращения, однако, имеется динамическая неуравновешенность, обнаружить которую можно лишь при вращении ротора.

Рис. 6.2. Стыкуемые на фланцах участки гребного вала, изготовленные с дефектами

Частота изменения нагрузки, появляющейся вследствие статической и динамической неуравновешенности вращающихся частей механизмов, совпадает с частотой вращения ротора.

К вибрационной нагрузке той же частоты приводят неточности, допускаемые при изготовлении стыкуемых на фланцах участков гребного вала.

Если части вала имеют искривления, либо плоскости их фланцев не перпендикулярны к оси (рис. 6.2), после соединения фланцев и затяжки болтов на опорах вала возникают реакции, изменяющие направления действия по мере поворота вала. Подчеркнем, что, если части гребного вала выполнены идеально точно, последующий его монтаж не приведет к появлению изменяющих свое направление (вращающихся) реакций на подшипники. Действительно, если подшипники вала выставлены с отклонением от прямой линии, либо сместились вследствие изгиба корпуса, идеальный гребной вал при монтаже приобретает упругий изгиб, но ориентация упругой линии в пространстве, а следовательно, и ориентация реакций, будут оставаться неизменными при вращении вала.

При- существующих жестких допусках" на изготовление гребных валов величины изменяющихся реакций на подшипники и вызываемая ими вибрация оказываются незначительными.

Существование упругого прогиба, меняющего ориентацию в процессе вращения вала, а также остаточная механическая несбалансированность вала и гребного винта могут привести к резонансным колебаниям системы винт - валопровод и к резкому возрастанию вибрационной нагрузки на корпус, если частота вращения гребного вала приближается к критическому значению, равному низшей частоте упругих поперечных колебаний валопровода.

Поэтому валопроводы всегда проектируются так, чтобы критическая частота была существенно выше любой эксплуатационной частоты вращения вала.

Гребные винты наряду со статической и динамической Неуравновешенностью могут быть несбалансированы гидродинамически. Гидродинамическая несбалансированность гребного винта вызывается различиями в форме и размерах его лопастей и, следовательно, в величине профильного сопротивления лопастей и развиваемого ими упора. Вследствие этих различий линия действия упора винта не совпадает с осью вала, а векторная сумма всех сил профильного сопротивления лопастей не равна нулю. Иначе говоря, на гребной винт действуют гидродинамическая сила и момент, векторы которых перпендикулярны к оси гребного вала. Вращаясь вместе с винтом, эти сила и момент, передающиеся через подшипники корпусу, создают периодическую нагрузку, изменяющуюся с частотой, равной частоте вращения гребного вала.

Таким образом, статическая и динамическая неуравновешенность роторов, неточность изготовления гребного винта и валопровода приводят к появлению вибрационной нагрузки первого порядка, изменяющейся с частотой вращения вала Q. Максимальные значения такой нагрузки могут быть оценены расчетным путем по известным допускам на изготовление вала, гребного винта и неуравновешенность вращающихся частей механизмов. В целом рассмотренные нагрузки поддаются контролю, их ограничение достигается путем тщательного соблюдения технических условий на изготовление и монтаж валопроводов, редукторов, гребных винтов.

По приведенной выше классификации к первому виду вибрационной нагрузки были отнесены также силы, появление которых связано с такими органически присущими поршневым двигателям особенностями, как наличие движущихся поступательно масс и неравномерность действия активных сил при сгорании топлива в цилиндрах.

Статическая и динамическая балансировка движущихся масс у многоцилиндровых двигателей достигается уничтожением разновесности деталей шатунно-поршневой группы, балансировкой вращающихся деталей, надлежащей установкой фаз движения поршней.

Следует иметь в виду, что даже идеально сбалансированный двигатель внутреннего сгорания будет передавать на фундамент динамические нагрузки, связанные с преобразованием поступательного движения поршней во вращательное движение коленчатого вала. Основную роль при этом играют опрокидывающие моменты и горизонтальные силы, действующие в плоскости, перпендикулярной к оси вращения коленчатого вала.

Опрокидывающий момент, являясь реактивным по происхождению, равен по величине крутящему моменту на валу двигателя. В составе крутящего момента можно выделить постоянное и переменное слагаемые. Последнее определяется в основном изменениями нагрузки на гребной винт вследствие влияния неоднородности потока за корпусом, морского волнения и качки судна. Имеется также влияние неравномерности приложения активных сил к коленчатому валу.

Происхождение горизонтальных сил связано с воздействием горизонтальных составляющих сил инерции и активных сил, действующих на шатуны. Горизонтальные силы изменяются во времени по периодическому закону.

При расчете вибрации периодические возмущающие силы и моменты, передаваемые двигателем на фундамент, могут быть представлены в виде суммы гармоник

где F, M - возмущающие сила и момент; Ω 0 - круговая частота вращения вала двигателя; α i -, β i - начальные фазы составляющих силы и момента.

Тщательной балансировкой многоцилиндрового поршневого двигателя, устранением неравномерности рабочих циклов в цилиндрах удается свести к минимуму или полностью устранить создаваемую им вибрационную нагрузку низших порядков. Однако опрокидывающие моменты не устраняются балансировкой. Основная гармоника их регулярной составляющей имеет частоту 0,5n 0 Ω 0 у четырехтактных дизелей и 2n 0 Ω 0 У двухтактных (п 0 - число цилиндров).

Опрокидывающими моментами и горизонтальными силами не исчерпывается многообразие вибрационных нагрузок, источником которых служат двигатели внутреннего сгорания. Так, неполная сбалансированность движущихся масс приводит к появлению моментов, вращающих двигатель относительно осей вертикальной (рыскание) и поперечной горизонтальной (галопирование). Динамические нагрузки, имеющие случайный характер, создаются в результате неидентичности воспламенения и сгорания топлива в цилиндрах.

Жесткие ограничения неравномерности нагрузок по цилиндрам, балансировка вращающихся деталей, устранение разновесности деталей шатунно-поршневой группы, применение амортизаторов и виброгасителей позволяет снизить до допустимых пределов вибрацию, вызываемую работой двигателей.