§ 2.8 Вібрація

Деякі виробничі процеси пов'язані з вібрацією. Вібрація – це тремтіння всього тіла або окремих його частин під дією зовнішніх сил унаслідок виконання певних робіт.

Джерелом вібрації є механічні й електричні інструменти ударної або обертальної дії. Обладнання, встановлене без достатньої амортизації та віброізоляції, а також транспортні і сільськогосподарські машини. За характером впливу на організм розрізняють загальну та локальну вібрацію.

Загальна вібрація викликає тремтіння всього тіла людини, локальна – залучає до коливання лише окремі частини тіла (руки, передпліччя, ноги). Вібрація завдає великої шкоди здоров’ю людини – від перевтоми організму та незначних змін функцій організму до струсу мозку, розриву тканин, порушення серцевої діяльності і нервової системи, деформації м’язів та кісток, порушення чутливості шкіри і кровообігу тощо. Вібрації частотою понад 200 Гц перевантажують нервову систему людини, потребують підвищеного психічного напруження.

Систематичний вплив на людину довготривалої та інтенсивної дії вібрації може стати причиною вібраційної хвороби. Локальні вібрації викликають деформацію та зменшення рухомості суглобів. Класи умов праці залежно від рівня вібрації поділяються на допустимі, які відповідають ГДР-ДСН 3.3.6.зззз37-99. Шкідливі та небезпечні. Вживаються колективні та індивідуальні заходи щодо боротьби з вібрацією. Найпоширенішим інженерним методом захисту від вібрації є віброгасіння. Вібруючі машини з динамічним навантаженням (вентилятори, насоси, агрегати) встановлюють на окремі фундаменти. Джерела коливань ізолюють від опорних поверхонь гумовими, пружними або комбінованими віброізоляторами.

Для зниження вібрацій , що передаються на несучу конструкцію, застосовуються пружинні або гумові віброізолятори. Віброізоляція зменшує рівні вібрації, що передаються від джерела на тіло працюючого. Вібропоглинання може бути здійснено: використанням конструктивних матеріалів з великим внутрішнім тертям; нанесенням на поверхню виробу шару пружнов'язких матеріалів, що мають потужне внутрішнє тертя. Вібропоглинання здійснюється покриттям машин в'язкими матеріалами ( мастикою) , використанням масляних ванн для зубчастих зчеплень . Дистанційне керування дозволяє виключати постійне знаходження людини в зоні шкідливих вібрацій.

До засобів індивідуального захисту від вібрації відносяться: спеціальне віброзахисне взуття, рукавиці з м'якими надолонниками.

Але вібрації не є абсолютно шкідливими для здоров'я людини. Патологічні зміни зумовлюють вібрації, інтенсивність яких перевищує 3 Вт/м². Вібрації не­великої інтенсивності застосовують з лікувальною метою. Застосування вібрацій для одержання терапевтичного ефекту називається вібротерапією. Вона про­водиться у вигляді вібраційного масажу за допомогою спеціального апарата (рис.1.24).

Рисунок 1. 24

Він складається з вібратора 1 і насадки 2, яка може мати різну форму й призначення. Насадка накладається безпосередньо на тіло й спричинює вібрацію тканин. Під дією вібрацій посилюється кровообіг, унаслідок чого приско­рюється обмін речовин та енергії в клітинах організму й активізуються нейротрофічні процеси (нервові процеси, які регулюють обмін речовин і живлення тканин).

§ 2.9 Шум

Музикальні звуки складаються з основного тону частотою ₀ і порівняно невеликої кількості обертонів, кожен з яких являє собою гармонічну (синусоїд­ну) хвилю з частотою коливань 2 ₀ 3 ₀ 4 ₀... Накладаючись на основний тон, вони й створюють музикальний звук. Але коли накладаються одне на одне безліч зву­кових коливань різної частоти, фор­ми та інтенсивності, то виникає складний звук, у якому вухо вже не розріз­няє окремих тонів. Сукупність безлічі звуків різної форми, амплітуди й час­тоти коливань називається шумом. Шуми можуть бути короткочасними (стук, скрип, удар, постріл) і трива­лими (гуркіт грому, завивання вовків, шум морського прибою).

Акустичний спектр музикальних звуків є лінійним ( рис.12.б, 13 а,б). Він складається з окремих ліній, кожна з яких у певно­му масштабі виражає величину амплітуди коливань основного тону й обертонів. В акустичному спектрі шуму окремі лінії зливаються й розрізнити їх між собою неможливо. У такому разі обводять суцільною лінією кінці амплітуд усіх коли­вань і одержують акустичний спектр у вигляді обвідної, яка має досить складну форму (рис.1.25).

І

І І і ! І і v Гц

100 500 1000 2000 4000 10000

Рисунок 1.25

Різні шуми, накладаючись один на один, утворюють природний звуковий фон, який конче потрібен для нормального функціонування нашої нервово-пси­хічної системи. Людина не може тривалий час перебувати в абсолютній тиші. Через деякий час вона починає чути, як тече кров по капілярах внутрішнього вуха. Виникає постійний шум у вухах, який врешті-решт травмує психіку людини й спричинює важкі розлади нервової системи. І тому наявність у природі звуко­вого фону невеликої інтенсивності — необхідна умова нормального функціону­вання психіки людини.

Шум великої інтенсивності, так само як і абсолютна тиша, — явище шкідли­ве. Діючи на нервову систему людини, шум призводить до зниження уваги, підви­щенню артеріального тиску, спричиняє головний біль, затруднює логічне мис­лення, різко підвищує стомлюваність організму. Постійний шум інтенсивністю75—80 дБ шкідливо впливає на органи слуху: зумовлює постійний шум у вухах.

Дія шуму на організм людини залежить від його тривалості, гучності й частотного складу. Залежно від частотного складу шуми поділя­ють на низькочастотні (0—300 Гц), середньо-частотні (300—800 Гц) і високочастотні (понад 800 Гц). Найшкідливішими для людини є ви­сокочастотні шуми.

Шум – один з найбільш розповсюджених несприятливих чинників навколишнього середовища, що має важливе соціально гігієнічне значення в зв'язку з урбанізацією, механізацією і автоматизацією технологічних процесів, розвитком транспорту.

Гучність шумів, як і будь-якого звуку, вимі­рюють у децибелах. Гранично можливий рівень гучності шуму залежить від його частотного складу. Для низькочастотних шумів граничний рівень гучності становить 100 дБ, шумів серед­ньої частоти — 90 дБ і шумів високої частоти — 80 дБ. Нормально допустимий рівень шуму не повинен перевищувати 40—50 дБ. Для вимірювання рівня гучності шуму використовують спеціальний прилад — шумомір (рис.1.26).

Рисунок 1.26

Він складається з мікрофона 1, підсилювача 2 й вимірюваль­ного приладу — гальванометра 3. Мікрофон перетворює звукові коливання на електромагнітні — змінний струм звукової частоти. Далі він посилюється за до­помогою підсилювача й вимірюється гальванометром, шкала якого проградуйо­вана в децибелах.

Згідно характеру порушення фізіологічних функцій шум поділяють на такі види:

- подразнюючий – це шум, який викликає нервову напругу, внаслідок чого відбувається зниження працездатності, загальна перевтома;

- шкідливий – це шум, який порушує фізіологічні функції на довгий час і викликає ріст хронічних захворювань, які безпосередньо пов»язані з слуховим відчуттям: зниження слуху, гіпертонія, туберкульоз, виразка шлунку;

- травмуючий – це шум, який різко порушує фізіологічні функції організму людини.

Якщо рівень гучності шуму перевищує вказані межі, то його зменшують різни­ми способами. Існує два основні способи боротьби із шумом: 1) усунення джере­ла шуму; 2) зменшення інтенсивності шуму за рахунок відбивання й поглинання звукових хвиль. Боротьба із шумом ведеться насамперед у самому джерелі шуму: застосовують глушники, пружну підвіску, удосконалюють конструкцію виробу й т. п. Крім того, для боротьби із шумом використовують відбивання й поглинання звукових хвиль. Під час проходження крізь шар речовини звукова хвиля передає йому свою енергію та її інтенсивність, тому й гучність шуму поступово змен­шується. Добре поглинають звукові хвилі пористі матеріали: повсть, вата, корок, пінопласт та ін.

Розділ 3. Біореологія та гемодинаміка