Cutie de viteză

CAPITOLUL 1

IMPORTANŢA ŞI NECESITATEA AMORTIZĂRII VIBRAŢIILOR ÎN CONSTRUCŢIA ŞI FUNCŢIONAREA AUTOVEHICULELOR

1.1. INFLUENŢA VIBRAŢIILOR ASUPRA ORGANISMULUI UMAN

Vibraţiile au o influenţă nocivă atât asupra sănătăţii omului cât şi asupra activităţii depuse de acesta. Organismul uman este supus acţiunii vibraţiilor când omul se află în încăperi în care sunt în funcţiune maşini şi instalaţii, când maşinile şi aparatele care vibrează se mişcă împreună cu acesta (mijloace de transport, macarale, poduri rulante etc.) sau când asupra anumitor părţi ale corpului omului acţionează nemijlocit vibraţiile de frecvenţă joasă produse de maşini vibratoare, unelte pneumatice, ciocane etc.

Vibraţiile care acţionează asupra omului pot produce diferite efecte; astfel, acţionează direct asupra activităţii fizice a omului, produc leziuni sau deteriorări mecanice, conduc la efecte secundare, producând schimbări în organism, inclusiv simptoame psihice. Deteriorarea mecanică se produce dacă acceleraţiile sunt destul de mari, manifestându-se prin fracturarea oaselor, deteriorarea plămânilor, leziuni ale peretelui interior al intestinelor, leziuni ale craniului, deteriorări cardiace şi ale urechii, ruperea sau strivirea ţesuturilor moi şi altele. Impresiile subiective ale omului, supus vibraţiilor include perceperea lor, lipsa confortului, teama şi durerea. Motivele principale pentru care cei supuşi vibraţiilor cer să se oprească încercările sunt: durere abdominală, durere în coşul pieptului, dureri testiculare, dureri de cap, respiraţie îngreunată, nelinişte, tulburări generale. O justificare a lipsei de confort şi a fricii care apar în acest caz, s-ar putea baza pe ideea că vibraţia unor anumite organe produce excitarea unor părţi ale sistemului nervos, părţi care răspund direct de aceste organe.

Este foarte puţin precizată influenţa vibraţiilor asupra activităţii fizice a omului, cunoscându-se doar că un factor important îl constituie oboseala; fenomenul de oboseală nu este încă cunoscut destul de bine pentru a permite o măsurare corespunzătoare şi o apreciere cantitativă.

Organismul uman reacţionează la fiecare şoc în mod separat, printr-o contractare a muşchilor. Tensionarea muşchilor depinde de mărimea forţelor. Organismul va fi vătămat când viteza de creştere a acceleraţiei în timp va fi mai mare decât ritmul în care creşte reacţia organismului. Cu cât creşterea acceleraţiei este mai rapidă, cu atât este mai rapidă şi creşterea forţelor şi prin urmare şi creşterea tensiunilor din sistemul fizico-anatomic al omului.

Fig. 1.1. Modelul mecanic simplificat

al omului în picioare, supus vibraţiilor

verticale pe o platformă.

Fig. 1.2. Transmisibilitatea vibraţiilor în diferite zone ale corpului, în funcţie de frecvenţa acestora.

Corpul omenesc supus la solicitări sub formă de vibraţii, le amplifică sau le amortizează după legile mecanicii vibraţiilor, ca oricare masă elastică. Modelul mecanic simplificat al omului în picioare, supus vibraţiilor verticale pe o platformă, este prezentat în figura 1.1. Din figura 1.2, unde se prezintă o serie de experienţe efectuate de firma Bostrom Mfg.Co. (S.U.A.), rezultă evident efectul de atenuare datorat arcuirii pe picioare; în această figură, în care acceleraţiile masei vibratoare s-au considerat ca 100%, curba 1 reprezintă măsurările efectuate asupra subiectului în picioare, pe centură; curba 2 – aşezat, pe centură; curba 3 – aşezat, pe ceafă şi curba 4 – aşezat, pe cap, acceleraţiile fiind măsurate cu ajutorul unor accelerometre dispuse pe masa vibratorie, precum şi pe centura, ceafa şi capul subiectului.

În general, există trei trepte, aparent simple, de apreciere a efectelor vibraţiilor: pragurile de percepere, de neplăcere şi de toleranţă; ultimele două sunt mai greu de identificat şi de reprodus. O centralizare a unor rezultate experimentale, bazată pe expuneri de aproximativ 5 – 20 min, este redată în figura 1.3, unde curba I reprezintă valorile medii ale acceleraţiilor maxime la care subiectele percep vibraţiile, curba II – la care le găsesc neplăcute, iar curba III – la care refuză să le suporte în continuare, suprafeţele haşurate indicând o abatere standard de la valoarea medie.

Fig. 1.3. Treptele de apreciere a efectelor

vibraţiilor:I – pragul de percepere, II – pragul

de neplăcere, III – pragul de toleranţă.

Multiplele cercetări întreprinse, atât în S.U.A. cât şi în Europa, au permis stabilirea unor anumite limite de toleranţă la vibraţii ale omului, care diferă totuşi de la autor la autor. Astfel, în figura 1.4 se prezintă dependenţa amplitudinii vibraţiilor de frecvenţa acestora, după diferiţi autori (curba 1 – limita admisibilă a incomodităţii după Meister; curba 2 – limita de confortabilitate după Janeway; curba 3 – limita incomodităţii; curba 4 – limita deranjării după Jacklin şi Lidell ) [5].