Győrfi András demonstrátor SZE, MTK, BGÉKI, Környezetmérnöki tanszék Zaj,- rezgés és sugárzásvédelem NGB_KM015_1 2011 – 2012 tanév tavasz 9. előadás Győrfi András demonstrátor SZE, MTK, BGÉKI, Környezetmérnöki tanszék

TARTALOM Alapfogalmak Környezeti rezgés Rezgés mérése Mérések értékelése Rezgésártalmak Rezgéscsillapítás

A rezgések megítélése az egészségre való hatás szempontjából Feltételezhető, hogy a terhelésre adott reakciók összefüggésben vannak az energiával, azaz két különböző napi rezgésterhelés egyenértékű, ha : aw1 és aw2 a súlyozott gyorsulás négyzetes középértékei (r.m.s.) az első és a második terhelésre; T1 és T2 az első és a második hatásidő

Az egészségi biztonság zónái Az ábrán szaggatott vonalak (B1) jelzik az egészségre vonatkozó biztonsági zónát hatásidő függvényében a képlet alapján

Az egészségi biztonság zónái A zóna alatti területen a rezgéskárosodás nem következik be az eddigi vizsgálatok szerint. A zónában előfordulhat az egészség veszélyeztetése, a zónahatáron felül, pedig egyértelműen valószínűsíthető az egészségre való veszély. További vizsgálatok viszont azt mutatták, hogy a következő összefüggés érvényes:

Az egészségi biztonság zónái Ezt a biztonsági zónát a pontozott vonalak jelölik (B2). Ez szigorúbb értékeket mutat a kisebb hatóidők esetén, mint az előző. De a szokásos 4–8 óra időtartamnál gyakorlatilag egybeesik a két pár egyenes által határolt sáv (sraffozott terület). A rezgések komfortra és érzékelésre való határértéke nincs megadva, csak irányértékeket kapunk a szabvány szerint. Ennek az oka a rezgésérzékelések bonyolultsága, szubjektivitása. Adott rezgés egyes esetekben üdítő hatású, máskor pedig diszkomfort érzéseket kelt. A következő összeállítás a tömegközlekedésben a különböző nagyságú rezgések összegzett eredő rezgésmennyisége szerint a valószínű reakciókat mutatja.

A rezgések megítélése az egészségre való hatás szempontjából Kisebb, mint 0,315 m/s2 nem kellemetlen 0,315-0,63 m/s2 kissé kellemetlen 0,5- 1 m/s2 meglehetősen kellemetlen 0,8-1,6 m/s2 kellemetlen 1,25-2,5 m/s2 nagyon kellemetlen >2 m/s2 rendkívül kellemetlen

A rezgések megítélése az egészségre való hatás szempontjából Az előzőek szerint azonban számolni kell azzal is, hogy a reakció a különböző rezgéserősségek esetén függ az utas elvárásától, tekintettel az utazás idejére és a szándékolt tevékenységre (olvasás, evés, írás, alvás stb.). Az egészséges emberek 50 százaléka akkor érzékeli a rezgést, ha a súlyozott rezgésgyorsulás csúcsértéke eléri a 0,015 m/s2 értéket.

A rezgések egyensúlyi zavart okozó hatásának értékelése Az egyensúlyi zavar előfordulásának nagyobb a valószínűsége, ha a rezgés hatásideje néhány óránál hosszabb. Ennél hosszabb időtartam esetén (néhány nap) bekövetkezik az alkalmazkodás a mozgásra. Az egyensúlyzavar dózisértéke: Az egyensúlyzavar-dózis MSDVZ értéke méter/ másodperc az 1,5-ik hatványon(m/s1,5) mértékegységben, a Z tengelyirányú, frekvenciasúlyozású gyorsulás négyzetének integrálértékéből vont négyzetgyök.

A rezgések egyensúlyi zavart okozó hatásának értékelése A kisfrekvenciás oszcilláció hatására nagy különbség mutatkozik az egyes személyek érzékenysége között. A nők hajlamosabbak az egyensúlyzavarra, mint a férfiak, és a tünetek súlyossága az életkor növekedésével fokozódik.

Rezgésártalmak (egésztest) kellemetlen közérzet vérkeringési zavarok az erek rugalmassága csökken A szervezetet érő rezgés nemcsak arra a testrészre hat, amely azt közvetlenül átveszi. A test többi része a rezgést tovább vezeti, vagyis kényszerrezgést végez. rezgés általános idegrendszeri hatása: a vegetatív idegrendszer tónusváltozásaiban mutatkozik meg.

Rezgésártalmak (egésztest) a vegetatív idegrendszer tónusváltozása befolyásolja a szervezet anyagcseréjét, vérkeringését, emésztőszervek, a légzés és a vérkeringés zavaraihoz vezethetnek. Idegrendszeri hatás miatt a rezgés hányást, émelygést és szédülést okozhat. Előfordulhat rohamosan erősödő vizuális elfáradás, a látás élességének és a látási információk észlelési pontosságának és idejének nagyfokú leromlása is. A rezgések előidézhetik a gyomor és a gerinc organikuskárosodását is.

Rezgésártalmak (egésztest) az egész testet igénybevevő rezgéseknél a kiváltott kellemetlen érzések és az idegrendszerben átmenetileg fellépő elváltozások dominálnak a karokat érintő rezgés hatására nem annyira a heveny jelenségek, hanem az idült elváltozások a jellemzők.

Rezgésártalmak (lokális) Raynaud-szindroma: érmegbetegedés, melynek lényege,hogy az ujjak hideg hatására elfehérednek, zsibbadnak, érzéstelenné válnak. A Raynaud-syndromás panaszok fellépésének alsó határa 25—30 Hz, e felett a panaszok egyre gyakoribbbá válnak, majd 200—250 Hz után ismét csökkennek. Az amplitúdó alsó határa 0,1 mm

Raynaud szindroma A kéz ujjai mindkét oldalon, szimmetrikusan, hideg hatására rohamszerűen, fájdalmasan elfehérednek, elsápadnak. Ennek oka az, hogy az ujjakban levő artériák összeszűkülnek, emiatt a vér hirtelen kiáramlik belőlük. Ezt követi a második szakasz, amikor az ujjakban az érgörcs enyhülése után ismét megindul a véráramlás - ekkor az ujjak lilás színűek lesznek. A harmadik fázisban megszűnik a fájdalom, és az ujjak kipirulnak, vörössé válnak. Ezek a tünetek, a fent említett három stádium rohamszerűen, rendszeresen fellép, körülbelül 15-20, maximum 30 percig tart, és meleg hatására enyhül. A rohamokhoz rendszerint társul még a kéz zsibbadása, bedagadása, "idegen, furcsa érzése" is. Gyakorlatilag nem gyógyítható, csak kezelhető

Ipari gépészeti rezgések Terjedés: Forrás: Gépi berendezések dugattyúk, légszűrők, kompresszorok, hűtőtornyok stb. Út: épületszerkezeti elemek, csőrendszerek, rezgéscsillapító közegek, talaj Befogadó: lakosok, munkahelyi dolgozók, iskolák kórházak, laboratóriumok

Rezgésszigetelés, csillapítás Rezgésszigetelés: az az eljárás, amely megakadályozza, hogy egy test rezgése egy másik szerkezetre átterjedjen, ill. a szerkezetbe került rezgés továbbterjedjen. módja: rezgésszigetelő beiktatása a rezgő és a védett objektum közé  csökkenti a rezgést okozó erő átvitelét a védett objektumra

Rezgésszigetelés, csillapítás Rezgéscsillapítás: egyes anyagok (a belső súrlódásuk eredményeként) meghatározott frekvenciájú rezgés mozgási energiáját hővé alakítják Átviteli tényező: a rezgésszigetelés hatékonyságát jellemző mennyiség: a szigetelőn áthaladó rezgés és a gerjesztő rezgés amplitúdójának aránya

Rezgésszigetelés, csillapítás Rezgéscsökkentő anyagok jellemzői: dinamikai rugalmassági modulus: az anyag rugalmas ellenállása dinamikai igénybevétel esetén veszteségi tényező: anyag belső súrlódását, energia-felemésztő képességét jellemzi (pl. egyes polimerek rezgéskor hőt termelnek  a rezgési energia hővé alakul) Jó rezgésszigetelő: jóval kisebb a dinamikai rugalmassági modulusa, mint a szigetelt szerkezetnek gumi, acélrugó

Rezgésszigetelő anyagok Acél spirálrugó nagy kitérésű, alacsony frekvenciájú rezgések szigetelésére alkalmas rugalmassági jellemzői változtathatók  műszerek és nagy tömegű gépek szigetelésére egyaránt használható hátránya: csillapítás hiánya  rezgéscsökkentő anyagot kell beiktatni a rezonanciafrekvencián kialakuló amplitúdó csökkentésére (pl. olajfék)

Rezgésszigetelő anyagok Gumi kisebb gépek (műszer, motor) szigetelésére használják nagy belső csillapítás (nem alakul ki nagy amplitúdójú rezgés a rezonanciafrekvencián) időjárási körülményekkel, vegyszerekkel, olajjal szemben kevésbé ellenálló (szintetikus gumi: fokozható az ellenállása) Parafa kis amplitúdójú rezgések esetén alkalmazható Filc testhangok terjedésének megakadályozására használatos (40 Hz felett) erős csillapító hatás  rezonancia veszélye esetén alkalmazható Levegőrugó gépjárművekben alkalmazzák speciális műszerek rezgésvédelmére alkalmas

Rezgésszigetelő anyagok használata: Sajátfrekvencia, Hz Amplitúdó, cm Spirálrugó Gumi Parafa Filc

Gépek és berendezések rezgésének csökkentése a gép tömegénél 2-3-szor nagyobb tömegű gépágy  kisebb amplitúdójú rezgés, acélrugó  rezgésszigetelő hatás gumitalp  csillapító hatás rugalmas csatlakozások  rezgés vezetékeken keresztül történő továbbterjedésének megakadályozása

Csővezetékek rezgésszigetelése:

Talajban terjedő rezgés szigetelése árok földalatti fal