2.Причини виробничої вібрації. Дія вібрації на організм. Заходи та засоби захисту від вібрацій.

Дія вібрації на організм

Сила впливу вібрації, ступінь і характер її дії на організм людини залежать від кількості поглинутої енергії, найбільш адекватним виразом якої є віброшвидкість. Кількість поглинутої енергії залежить від площини контакту, часу дії та інтенсивності вібрації, а також частотного спектра.

Відчуття вібрації виникає тоді, коли людина дотикається до предметів, що коливаються під дією відповідної сили. При вібрації виникають хвильові рухи з поперемінним стискуванням або розтягуванням тканин людини чи частин її тіла. Людина краще переносить горизонтальні коливання, ніж вертикальні, що спрямовані вздовж осі тіла.

Дія вібрації на організм людини аналогічна багатократному струсу мозку. Вібрація викликає в організмі людини реакцію, яка є причиною функціонального розладу різних систем та органів. Тіло людини можна розглядати як сполучення мас з пружними елементами. В одному випадку це весь тулуб з нижньою частиною хребта й тазом (людина в положенні стоячи). В іншому — верхня частина тулуба в поєднанні з верхньою частиною хребта, що нахиляється вперед (людина в положенні сидячи). Однією з найбільш важливих коливальних систем є сукупність грудної клітки й черевної порожнини. Коливання в цій системі виникають в положенні стоячи.

Під впливом коливань деяких частот на організм людини може виникати таке явище, як резонанс внутрішніх органів. Серце, печінка та інші життєво важливі органи починають поводитися, як звичайні маятники. Різні внутрішні органи та окремі частини тіла (наприклад, голову чи серце) можна розглядати як коливальні системи. Для більшості внутрішніх органів власні частоти лежать в діапазоні 6-9 Гц, а в межах частот 25-30 Гц — резонанс голови відносно плечей.

Загальні вібрації з частотою менш як 0,7 Гц хоча й неприємні (погойдування), але вони не призводять до вібраційної хвороби. "В цих умовах тіло людини і її внутрішні органи рухаються, як єдине ціле, і не відбувається їх взаємних переміщень. Результатом такої вібрації є морська хвороба.

Ручні машини, вібрація яких має максимальні рівні енергії в діапазоні низьких частот (до 35 Гц) викликають вібраційну патологію з переважним ураженням нервово*м'язового, опорно-рухового апарату. При роботі з ручними механізмами локальна вібрація широкого спектра (35-125 Гц) викликає судинні, нервово-м'язові, кістково-суглобові та інші порушення різного ступеня. Погіршується постачання кінцівок кров'ю, порушується чутливість шкіри, відбувається закостеніння сухожилків, м'язів, виникає сильний біль, відкладаються солі в суглобах рук і пальців, що призводить до деформації і зменшення їх рухливості.

При дії вібрації низької частоти захворювання виникають через 8-10 років, при дії високочастотної вібрації — через 5 і менше років. Термін розвитку патології при дії середньо-високочастотної вібрації — від 3 до 8 років. Процес прискорюється в холодний та уповільнюється в теплий період року.

Заходи та засоби захисту від вібрації

Методи віброзахисту за організаційними ознаками поділяються ^на колективні та індивідуальні. Колективні методи віброзахисту передбачають такі заходи:

послаблення вібрації в джерелі її виникнення;

• зменшення параметрів вібрації на шляхах її розповсюдження від джерела збудження;

• організаційно-технічні;

• гігієнічні й лікувально-профілактичні.

До організаційно-технічних заходів належать заміна операцій, що вимагають використання ручних машин, дистанційним управлінням або автоматичним управлінням замість ручного; планово-попереджувальний ремонт і контроль за вібраційними параметрами. Ручні машини, що експлуатуються не рідше ніж 1 раз на 6 місяців, повинні перевірятися щодо їх відповідності вібраційним параметрам, зазначеним у паспортних даних. Усі результати контрольних вимірів вібрації вносяться в спеціальний журнал та індивідуальний паспорт машини.

Серед технічних заходів - створення нових конструкцій інструментів і машин, вібрація яких не може виходити за безпечні для людини межі, а зусилля не повинні перевищувати 15-20 кг. Усі деталі машин та агрегатів, що рухаються, повинні ретельно врівноважуватися, а для зменшення динамічних сил, які спричинюють вібрації, слід застосовувати змащування та ін.

Якщо вказаними методами неможливо зняти шкідливу дію вібрації, тоді потрібно зменшити параметри вібрації на шляху її поширення від джерела коливальної сили. Цього можна досягти шляхом зменшення динамічних процесів, що спричинюються ударними або різкими прискореннями. Усунення дисбалансу мас, що обертаються, досягається збалансуванням. Крім цього, застосовується вібропоглинання, вібродемпфування, віброізоляція, віброгасіння. Необхідно знати, що вібронебезпечними вва­жаються такі машини, які хоча б в одному з режимів експлуатації генерують вібрації, що вимагають забезпечення вібробезпечних умов праці, вживання додаткових заходів і засобів для захисту працівників.

Віброізоляція — це єдиний засіб зменшення вібрації, що передається на руки від ручного механізованого інструмента. Для цього в коливальну систему вводиться пружний елемент, коефіцієнт жорсткості якого зменшується, коли збільшується сила натиску. Пружні елементи, що вводяться в систему (віброізолятори, амортизатори), можуть бути пружинними, гумово-металевими, гумовими прокладками з ребристої та дірчастої гуми та ін. їх товщину й площину визначають розрахунками. На практиці найбільше розповсюджені пружинні й пластинчасті амортизатори.

До засобів індивідуального віброзахисту належать віброгасячі рукавиці та спеціальне взуття. Віброгасні рукавиці виготовляються із пружно-демпфуючих матеріалів. Спецвзуття для захисту ніг має верх із тканини й підошву з пружно-демпфуючих матеріалів. Усередині взуття має гумову стельку торщиною 3 мм, у яку встановлено 6 пружин. Гасіння вібрації таким взуттям становить до 80 % при частоті 20-50 Гц та амплітуді 0,1-0,4 мм. Для захисту тіла використовують нагрудні пояси й спеціальні костюми з пружно-демпфуючих матеріалів.

З.Ультразвук та інфразвук.

Інфразвук

Інфразвук — це коливання в повітрі, в рідкому або твердому середовищах з частотою менше 16 Гц.

Інфразвук людина не чує, однак відчуває; він справляє руйнівну дію на організм людини. Високий рівень інфразвуку викликає порушення функції вестибулярного апарату, зумовлюючи запаморочення, біль голови. Знижується увага, працездатність. Виникає почуття страху, загальна немічність. Існує думка, що інфразвук сильно впливає на психіку людей,'

Всі механізми, котрі працюють при частотах обертання менше 20 об/с, випромінюють інфразвук. При русі автомобіля зі швидкістю понад 100 км/год він є джерелом інфразвуку, котрий утворюється за рахунок зриву повітряного потоку з його поверхні. В машинобудівній галузі інфразвук виникає при роботі вентиляторів, компресорів, двигунів внутрішнього згорання, дизельних двигунів.

Згідно з діючими нормативними документами рівні звукового тиску в октавних смугах з середньогеометричними частотами 2, 4, 8, 16, Гц повинен бути не більше 105 дБ, а для смуг з частотою 32 Гц — не більше 102 дБ. Завдяки великій довжині інфразвук поширюється в атмосфері на великі відстані. Практично неможливо зупинити інфразвук за допомогою будівельних конструкцій на шляху його поширення. Неефективні також засоби індивідуального захисту. Дієвим засобом захисту є зниження рівня інфразвуку в джерелі його випромінювання. Серед таких заходів можна виділити наступні:

• збільшення частот обертання валів до 20 і більше обертів на секунду;

• підвищення жорсткості коливних конструкцій великих розмірів;

• усунення низькочастотних вібрацій;

• внесення конструктивних змін в будову джерел, що дозволяє перейти з області інфразвукових коливань в область звукових; в цьому випадку їх зниження може бути досягнуте застосуванням звукоізоляції та звукопоглинання.

Ультразвук

Ультразвук широко використовується в багатьох галузях промисловості. Джерелами ультразвуку є генератори, котрі працюють в діапазоні частот від 12 до 22 кГц для обробки рідких розплавів, очищення відливок, в апаратах для очищення газів. В гальванічних цехах ультразвук виникає під час роботи очищувальних та знежирювальних ванн. Його вплив спостерігається на віддалі 25—50 м від обладнання. При завантажуванні та розвантажуванні деталей має місце контактний вплив ультразвуку.

Ультразвукові генератори використовуються також при плазмовому та дифузійному зварюванні, різанні металів, при напилюванні металів.

Ультразвук високої інтенсивності виникає під час видалення забруднень, при хімічному травленні, обдуванні струменем стисненого повітря при очищенні деталей, при збиранні.

Під час промивання та знежирення деталей використовується ультразвук в діапазоні від 16 до 44 кГц інтенсивністю до (6—7)10⁴ Вт/м², а при контролі складальних з'єднань — в діапазоні частот понад 80 кГц.

Ультразвук викликає функціональні порушення нервової системи, головний біль, зміни кров'яного тиску та складу і властивостей крові, зумовлює втрату слухової чутливості, підвищену втомлюваність.

Ультразвук впливає на людину через повітря, а також через рідке і тверде середовище.

Ультразвукові коливання поширюються у всіх згаданих вище середовищах з частотою понад 16000 Гц.

Допустимі рівні ультразвуку в місцях контакту частин тіла оператора з робочими органами машин не повинні перевищувати 110 дБ.

При вимірюванні ультразвуку вимірювальну точку беруть на рівні голови людини на відстані 5 см від вуха. Мікрофон повинен бути спрямований в сторону джерела ультразвуку і віддалений не менше, ніж на 0,5 м від людини, котра здійснює вимірювання.

До складу вимірювальної апаратури входить мікрофон, 1/3 октавні фільтри та вимірювальний прилад зі стандартними часовими характеристиками.

При визначенні ультразвукових характеристик ультразвукового обладнання вимірювання виконуються в контрольних точках на висоті 1,5 м від підлоги, на відстані 0,5 м від контура обладнання і не менше 2 м від оточуючих поверхонь. Число контрольних точок повинно бути не менше чотирьох, а відстань між ними не повинна перевищувати 1 м.

Для захисту від ультразвуку, котрий передається через повітря, застосовується метод звукоізоляції. Звукоізоляція ефективна в області високих частот. Між обладнанням та працівниками можна встановлювати екрани. Ультразвукові установки можна розташовувати в спеціальних приміщеннях. Ефективним засобом захисту є використання кабін з дистанційним керуванням, розташування обладнання в звукоізольованих укриттях. Для укриттів використовують сталь, дюралюміній, оргскло, текстоліт, личковані звукопоглинальними матеріалами.

Звукоізолювальні кожухи на ультразвуковому обладнанні повинні мати блокувальну систему, котра вимикає перетворювачі при порушенні герметичності кожуха.

У випадку дії ультразвуку захист забезпечується засобами віброізоляції. Використовують віброізолювальні покриття, гумові рукавиці, гумові килимки.