6.2.2. Вібрація

Вібрація — це механічні коливання пружних тіл або коливальні рухи механічних систем. Для людини вібрація є видом механічного впливу, який має негативні наслідки для організму. Ступінь впливу вібрації на людину визначається амплітудою, частотою і середньоквадратичним значенням віброшвидкості в м/с.

Механічні коливання тіл з частотою менше 20 Гц сприймаються організмом людини як вібрація, а коливання з частотою понад 20 Гц – одночасно як вібрація і шум. Вібрація виникає в машинах, механізмах, обладнанні, інструментах від дії внутрішніх або зовнішніх динамічних навантажень, які викликані нерівноважними деталями, які обертаються, і рухомими системами, неточністю взаємодії окремих деталей, ударними процесами технологічного характеру, нерівномірним робочим навантаженням машин, рухом техніки по нерівній дорозі. Від джерела утворення вібрація по конструктивним елементам машин передається на інші вузли і агрегати, а також на, так звані, об’єкти захисту, тобто на сидіння, робочі майданчики, органи управління, а у стаціонарної техніки, крім того, на підлогу (основу).

Дія вібрації визначається інтенсивністю коливань, їх спектральним складом, тривалістю впливу та напрямком дії.

За способом передачі на людину вібрації поділяються на загальні, що передаються через опорні поверхні на тіло людини у положенні стоячи або сидячи і локальні, що передаються через окремі елементи тіла людини (руки, ноги). Так, тракторист сприймає загальну вібрацію через сидіння, а локальну – від рульового колеса. При роботі з ручним вібруючими інструментами (електродрилем, пневмомолотком, та ін.) людина сприймає тільки локальну вібрацію.

Залежно від джерел виникнення в процесі експлуатації машин зовнішню вібрацію поділяють на:

транспортну, яка діє на людину на робочих місцях самохідних та причіпних машин, транспортних засобів під час руху по місцевості, агрофонах і дорогах (в тому числі при їх будівництві).

транспортно-технологічну, яка діє людину на робочих місцях машин з обмеженою рухливістю та таких, що рухаються тільки по спеціально підготовлених поверхнях виробничих приміщень, промислових майданчиків та гірничих виробок.

технологічну, яка діє на людину на робочих місцях стаціонарних машин чи передається на робочі місця, які не мають джерел вібрації.

За джерелом виникнення локальну вібрацію поділяють на таку, що передається від:

- ручних машин або ручного механізованого інструменту, органів керування машинами та устаткуванням;

- ручних інструментів без двигунів (рихтувальні молотки) та деталей, які оброблюються.

За часовими характеристиками загальні та локальні вібрації поділяють на:

- постійні, для яких величина віброприскорення або віброшвидкості змінюється менше ніж у 2 рази (менше 6 дБ) за робочу зміну;

- непостійні, для яких величина віброприскорення або віброшвидкості змінюється не менше ніж у 2 рази (6 дБ і більше) за робочу зміну.

Вібрація несприятливо впливає на організм людини.

Локальні вібрації погіршують кровопостачання кистей рук, пальців, передпліччя і судин серця. В результаті може виникнути порушення чутливості шкіри, відкладення солей, окостеніння сухожиль м’язів в кистях рук і на пальцях і, як наслідок, деформація і зниження рухомості суглобів. Організм особливо чутливий до вертикальних трясінь, коли людина стоїть на вібруючій поверхні, і трясіння поширюється від ноги до голови.

Вібрація тіла негативно впливає на гостроту зору. Зорове сприйняття погіршується під дією вібрації, особливо при частотах 25-40 Гц і 60-90 Гц.

Деякі види вібрації несприятливо впливають на нервову та серцево-судинну системи, вестибулярний апарат. Найбільш шкідливо на організм впливає вібрація, частота якої співпадає із частотою коливань частин тіла (приблизно 5 Гц). Тому при конструюванні транспортних засобів сидінь, віброінструменту, враховують резонансну частоту коливань тіла людини, застосовують спеціальні амортизатори.

Коливання, що передаються від вібруючої поверхні тіла людини, викликають подразнення багаточисельних нервових закінчень у стінках кровоносних судин, м’язовій та інших тканинах. Вони призводять до порушень функцій деяких внутрішніх органів і систем і, в першу чергу, периферійних нервів і кровоносних судин, викликаючи їхнє скорочення. Нервові закінчення піддаються змінам: стають менш сприйнятливими до подразнень. Все це порушує рівновагу основних нервових процесів – збудження і гальмування, впливає на зміну ритму серцевих скорочень, артеріального і венозного тиску, викликає біль в руках, ногах, оніміння, зовнішнє побіління пальців, зниження всіх видів чутливості шкіри (больової, температурної, тактильної). У хворих відмічається втома, відчуття трясіння внутрішніх органів, нудота, запаморочення, поганий сон, знижена працездатність, погане самопочуття. Такий комплекс симптомів, характерний для впливу вібрації, отримав назву вібраційної хвороби.

Вплив вібрації на людину залежить від параметрів вібрації, напрямку її дії, місця прикладення, тривалості впливу, а також від індивідуальних особливостей людини.

Шкідливість вібрації, збільшується при одночасному впливі на людину таких факторів, як знижена температура, підвищені рівні шуму, запиленість повітря, тривала статична напруга м’язів і т. ін. Сучасна медицина розглядає виробничу вібрацію як могутній стрес-фактор, що має негативний вплив на психомоторну працездатність, емоційну сферу і розумову діяльність людини, що підвищує ймовірність виникнення різних захворювань і нещасних випадків. Особливо небезпечний тривалий вплив вібрації для жіночого організму.

Для запобігання негативного впливу вібрації на організм працюючих необхідно спілкувати за справністю машин і механізмів, своєчасно їх ремонтувати, заміняти машин із великою вібрацією на машини із допустимою вібрацією, застосувати дистанційне управління вібронебезпечних машин і їх повну автоматизацію.

При експлуатації техніки зменшення вібрацій досягають своєчасним підтягуванням кріплень, усуненням люфтів, зазорів, якісним змащуванням поверхонь, які труться, правильними регулюванням робочих органів, особливо ріжучих.

Засоби віброзахисту поділяють на огороджуючі, віброізолюючі, а також на засоби автоматичного контролю, сигналізації та дистанційного керування.

Огороджуючі засоби перешкоджають проникненню людини в зону дії вібрації.

Вібродемпфування (вібропоглинання) зменшує амплітуду коливань деталей машин (в основному кожухів, сидінь, майданчиків для ніг) внаслідок нанесення на них шару пружнов’язких матеріалів (гуми, пластиків, мастики та ін.), за рахунок чого частина коливальної енергії переходить в тепло.

Віброгасіння - це зниження рівня вібрацій машин та механізмів застосуванням додаткових пристроїв. Наприклад, верстати встановлюють на фундаменти, що знижують амплітуду коливань, або на масивні плити. У конструкціях автомобілів застосовують пневматичну або пружину підвіску динамічного віброгасіння.

В якості віброізоляторів застосовують сталеві пружини або ресори, прокладки із гуми, повсті, а також гумо-металеві, пружино-пластмасові і пневмо-гумові конструкції, в яких використовуються пружні властивості повітря.

Для виключення контакту працюючих з вібруючими поверхнями за межами робочої зони крім охорони застосовують попереджувальні знаки, сигналізацію.

До роботи з вібруючим обладнанням не допускаються особи молодше 18 років і вагітні жінки. Заборонена надурочна робота з вібруючим обладнанням, інструментами та ін.

Оскільки холод посилює дію вібрації, роботу з вібруючим обладнанням доцільно виконувати в теплих приміщеннях при температурі повітря не менше 16 ^оС при відносній вологості 40-60 % та швидкості руху повітря не більше 0,3 м/с.

Для підвищення захисних сил організму рекомендуються спеціальні комплекси виробничої гімнастики, двічі на рік комплекс вітамінів С, В, спецхарчування. Велику користь чинить проведення в середині робочого дня або в його кінці 5-10-ти хвилинних гідропроцедур (теплові ванночки при температурі води +38 ^оС) і самомасаж рук та ультрафіолетове опромінювання.

Для випадків, коли різними методами не вдається досягти на робочих місцях гігієнічних рівнів загальної та локальної вібрації застосовують засоби індивідуального захисту. Засоби індивідуального захисту (ЗІЗ) можуть застосовуватися як для всього тіла людини, так і окремо для ніг та рук.

У якості таких засобів використовують віброізолюючі рукавиці і віброізолююче взуття, які мають пружні прокладки, що захищають працівника від впливу високочастотної місцевої вібрації.

Для зниження впливу локальної вібрації, що діє при роботі з перфораторами та відбійними молотками, використовують спеціальні пристрої до ручки керування з елементами пружності, які згинаються, стискуються або скручуються, з телескопічними або шарнірними елементами).