1. Загальне поняття вібрації. Вплив вібрації на організм людини.

2. Заходи щодо боротьби з вібрацією.

Методичні рекомендації для виконання роботи: Васильчук М.В., Вінокурова Л.Е., Тесленко М.Я. Основи охорони праці , «Просвіта», Київ 1997 р. ст. 128 - 130; В.Ц. Житецький, В.С. Джигирей, О.В.Мельников Основи охорони праці, «Афіша», м.Львів 2000 р. ст. 152-155.

1. Вібрація — це механічні коливання твердих тіл. З фізичної точки зору між шумом і вібрацією принципової відмінності немає, але сприймання їх людиною відрізняється: вібрація сприймається вестибулярним апаратом та дотиком, а шум — органом слуху.

Вібрація серед всіх видів механічних впливів для технічних об’єктів найбільш небезпечна. Знакозмінні напруження, викликанні вібрацією, сприяють накопиченню пошкоджень в матеріалах, появи тріщин та руйнуванню. Найчастіше і досить швидко руйнування об’єкта настає при вібраційних впливах за умов резонансу. Вібрації викликають також й відмови машин, приладів.

Джерелом вібрації є механічні, пневматичні та електричні інструменти ударної або обертальної дії, обладнання, яке встановлено без достатньої амортизації та віброізоляції, а також транспортні та сільськогосподарські машини.

За характером впливу на організм вібрація передається на все тіло людини (загальна), а місцева (локальна) на руки працюючого. Місцева вібрація викликає погіршення кровопостачання окремих органів, при загальній вібрації порушується діяльність серця та центральної нервової системи. Під час довготривалої та інтенсивної дії вібрації може виникнути тяжке захворювання — вібраційна хвороба. Симптоми вібраційної хвороби проявляються у вигляді головного болю, заніміння пальців рук, болю в кистях та передпліччі, виникають судоми, підвищується чутливість до охолодження, з’являється безсоння. При вібраційній хворобі виникають паталогічні зміни спинного мозку, серцево-судинної системи, кісткових тканин та суглобів, змінюється капілярний кровообіг.

Функціональні зміни, пов’язані з дією вібрації на людину-оператора це погіршення зору, зміни реакції вестибулярного апарату, виникнення галюцинацій, швидка втомлюваність. Негативні відчуття від вібрації виникають при прискореннях, що складають 5% прискорення сили ваги, тобто при 0,5 м/с². особливо шкідливі вібрації з частотами, близькими до частот власних коливань тіла людини, більшість котрих знаходиться в межах 6...30 Гц.

Дія вібрації залежить від її частоти. Вібрації з частотою 6 Гц є резонансними для всього організму. Людина при цьому відчуває качку, що діє на вестибулярний апарат і центральну нервову систему. Під час дії такої частоти вібрації може виникнути захворювання під назвою "морська хвороба".

Резонансна частота для органів черевної полості (шлунок, печінка та ін.) дорівнює 7 Гц, для голови — 8 -27 Гц, очі — 22 - 27, горло — 6 - 12,облича та щелепи — 4 -27. У зв'язку з цим коливання з частотою 5 - 8 Гц викликає почуття вібрації нутрощів; 17 - 25 Гц — відчуття вібрації в зубах; 2 – 12 - відчуття вібрації в грудній клітці; 2 -8 - відчуття вібрації в ногах і руках; 4 – 14 відчуття вібрації в поясничній частині хребта; 4 -12 відчуття вібрації в животі; 40 Гц — відчуття вібрації в стопах.

Загальну вібрацію за джерелом її виникнення поділяють на:

• транспортну, котра виникає внаслідок руху по дорогах;

• транспортно-технологічну, котра виникає при роботі машин, які виконують технологічні операції в стаціонарному положенні або при переміщенні по спеціально підготовлених частинах виробничих приміщень, виробничих майданчиків;

• технологічну, що впливає на операторів стаціонарних машин або передається на робочі місця. Які не мають джерел вібрації.

Вібрації, що впливають на операторів різних машин, поділяються на такі категорії:

1 категорія – трактори, автомобілі вантажні, будівельно-дорожні машини, снігоочищувачі;

2 категорія – екскаватори, крани промислові та будівельні, самохідні бурильні установки, шляхові машини, бетоноукладачі.

3 категорія – підлоговий виробничий транспорт, верстати метало – та деревообробні, ковальсько – пресове обладнання, ливарні машини, електричні машини, насосні агрегати та вентилятори; бурильні вишки та установки, бурові верстати, обладнання промисловості будматеріалів.

2. Заходи щодо боротьби з вібрацією поділяють на колективні та індивідуальні.

Колективні методи — це методи зниження вібрації через вплив на джерело збудження і методи зниження вібрації на шляху її розповсюдження.

Засоби, що використовуються під, час реалізації вищезгаданих методів віброзахисту поділяються на:

• огороджувальні (захисні);

• віброізоляційні - введення в коливну систему додаткового пружного зв'язку, з метою послаблення передавання вібрацій, суміжному елементу конструкції або робочому місцю;

• віброгасильні і вібропоглиначі, вібродемпферуючі — зниження вібрацій за рахунок сили тертя демпферного пристрою, тобто переведення коливної енергії в тепло;

• засоби автоматичного контролю, сигналізації та дистан­ційного керування;

• засоби відлагодження від резонансних режимів раціональним вибором приведеної маси або жорсткості системи, котра коливається;

• засоби динамічного гасіння — введення в коливну систему додаткових мас або збільшення жорсткості системи;

• засоби зниження вібрацій в джерелі виникнення шляхом зниження або усунення збуджувальних сил;

• використання індивідуальних засобів захисту;

• позначення вібруючих поверхонь знаком або фарбою.

Захисні засоби запобігають доступу людини до зони, де діє вібрація. Конструктивно вони можуть бути зроблені у вигляді гратчастих, сітчастих та непрозорих перешкод із металу, деревини тощо.

Віброізоляція полягає у зниженні передачі коливань від джерела збудження до об'єкта, що захищається,(тобто зменшує рівні вібрації, що передаються від джерела на тіло працюючого) шляхом введення в коливну систему додаткового пружного зв'язку, наприклад, фундамент машин, збудований на пружних прокладках. Цей зв'язок запобігає передачі енергії від коливного агрегату до основи або від коливної основи до людини або до конструкцій, що захищаються.

Віброізоляція реалізується шляхом встановлення джерела вібрації на віброізолятори. В комунікаціях повітропроводів розташовуються гнучкі вставки. Застосовуються пружні прокладки у вузлах кріплення повітропроводів, в перекриттях, несучих конструкціях будівель, в ручному механізованому інструменті.

Для віброізоляції стаціонарних машин з вертикальною змушувальною силою використовують віброізолювальні опори у вигляді прокладок або пружин. Однак можлива їх комбінація. Комбінований віброізолятор поєднує пружинний віброізол'ятор з пружною прокладкою. Пружинний віброізолятор пропускає високочастотні коливання, а комбінований забезпечує необхідну ширину діапазону коливань, що гасяться. Пружні елементи можуть бути металевими, полімерними, волокнистими, пневматичними, гідравлічними, електромагнітними.

Зниження вібрації в джерелі її виникнення досягається шляхом зменшення сили, яка викликає коливання. Тому ще на стадії проектування і машин та механічних пристроїв потрібно вибирати кінематичні схеми, в котрих динамічні процеси, викликані ударами та прискореннями, були б виключені або знижені. Зниження вібрації може бути досягнуте зрівноваженням мас, зміною маси або жорсткості, зменшенням технологічних допусків при виготовленні і складанні, застосуванням матеріалів з великим внутрішнім тертям. Велике значення має підвищення точності обробки та зниження шорсткості поверхонь, що труться.

Відлагодження від режиму резонансу. Для послаблення вібрацій істотне значення має запобігання резонансним режимам роботи з метою виключення резонансу з частотою змушувальної сили. Власні частоти окремих конструктивних елементів визначаються розрахунковим методом за відомими значеннями маси та жорсткості або ж експериментально на стендах.

Резонансні режими при роботі технологічного обладнання усуваються двома шляхами: зміною характеристик системної (маси або жорсткості) або встановленням іншого режиму роботи (відлагодження резонансного значення кутової частоти змушувальної сили.

Вібродемпферування, вібропоглинання - це метод зниження вібрацій реалізується шляхом перетворення енергії механічних коливань (вібрації) коливної системи в інші види енергії (теплову). Збільшення витрат енергії в системі здійснюється за рахунок використання в якості конструктивних матеріалів з великим внутрішнім тертям: пластмас, металогуми, сплавів марганцю та міді, нікелетитанових сплавів, нанесення на вібруючі поверхні шару пружнов'язких матеріалів, котрі мають великі втрати на внутрішнє тертя.

Вібропоглинання здійснюється покриттям машин в'язкими матеріалами (мастикат), використанням масляних ванн для зубчастих зчеплень. Дистанційне керування дозволяє виключати постійне знаходження людини в зоні шкідливих вібрацій.

Найбільший ефект при використанні вібродемпферних покриттів досягається в області резонансних частот, оскільки при резонансі значення впливу сил тертя на зменшення амплітуди зростає.

Найбільший ефект вібродемпферні покриття дають за умови, що протяжність вібродемпферного шару співрозмірна з довжиною хвилі згину в матеріалі конструкції. Покриття необхідно наносити в місцях, де генерується вібрація максимального рівня. Товщина вібродемпферних покриттів береться рівною 2—3 товщинам елемента конструкції, на котру воно наноситься.

Добре демпфірують коливання мастильні матеріали. Шар мастила між двома спряженими елементами усуває можливість їх безпосереднього контакту, а відтак — появу сил поверхневого тертя, котрі є причиною збудження вібрацій.

Для зниження вібрацій застосовуються також ударні віброгасії маятникового, пружинного і плаваючого типів. В них здійснюється перехід кінетичної енергії відносного руху елементів, що контактують, в енергію деформації з поширенням напружень із зони контакту по елементах, що взаємодіють. Внаслідок цього енергія розподіляється по об'єму елементів віброгасія, котрі зазнають взаємних ударів, викликаючи їх коливання. Одночасно відбувається розсіювання енергії внаслідок дії сил зовнішнього та внутрішнього тертя. Маятникові ударні віброгасії використовуються для гасіння коливань частотою 0,4—2 Гц, пружинні — 2—10 Гц, плаваючі — понад 10 Гц.

Віброгасії камерного типу призначені для перетворення пульсуючого потоку газу в рівномірний. Такі віброгасії встановлюються на всмоктувальній та нагнітальній сторонах компресорів, на гідроприводах. Вони забезпечують значне зниження рівня вібрацій трубо- та газопроводів.

Динамічне віброгасіння досягається також встановленням агрегату на масивному фундаменті. Маса фундамента підбирається таким чином, щоб амплітуда коливань підошви фундаменту не перевищувала 0,1—0,2 мм.

Засоби індивідуального захисту від вібрації застосовуються у випадку, коли розглянуті вище технічні засоби не дозволяють знизити рівень вібрації до норми. Для захисту рук використовуються рукавиці та перчатки з м'якими надолонниками, вкладиші, пружньодемпфіруючі прокладки та пластини для обхвату вібруючих рукояток та деталей. Для захисту ніг — спеціальне взуття, підметки, наколінники. Для захисту тіла — нагрудники, пояси, спеціальні костюми.

З метою профілактики вібраційної хвороби для працівників рекомендується спеціальний режим праці. Наприклад, при роботі з ручними інструментами загальний час роботи в контакті з вібрацією не повинен перевищувати 2/3 робочої зміни. При цьому тривалість безперервного впливу вібрації, включаючи мікропаузи, не повинна перевищувати 15—20 хв. Передбачається ще дві регламентовані перерви для активного відпочинку.

Всі, хто працює з джерелами вібрації, повинні проходити медичні огляди перед вступом на роботу і періодично, не рідше 1 разу на рік.

Запитання для самоконтролю:

1. Що називають вібрацією та як впливає вібрація на організм людини ?

2. Які ви знаєте колективні засоби захисту щодо боротьби з вібрацією ?

3. Як досягається зниження вібрації в джерелі її виникнення ?

4. Які ви знаєте індивідуальні засоби захисту щодо боротьби з вібрацією ?

Тема : Іонізуюче випромінювання