Тема 8. Вибрация, шум, ультразвук та инфразвук

План

1. Параметры вибрации, ее воздействие на организм человека

2. Классификация производственной вибрации

3. Нормирование вибрации. Измерение параметров вибрации

4. Меры и средства защиты от вибрации

5. Шум и его виды. Физические характеристики шума

6. Влияние шума на организм человека

7. Нормирование и измерения шума

8. Меры и средства защиты от шума

9. Инфразвук, ультразвук

1. Параметры вибрации, ее воздействие на организм человека

Под вибрацией понимают механические колебания твердого тела Простейшим видом таких колебаний являются гармонические колебания, при которых происходит поочередное нарастание и убывание во времени (по синусоидальному закону) значений подвижной точки или механической системы.

Вибрации возникают обычно при работе машин и механизмов, имеющих неуравновешенные и несбалансированные вращающиеся части или совершают возвратно-поступательное движение. К такому оборудованию относятся обрабатывающие станки, штамповочные и кузнечные молоты, электро-и пневмоперфораторы, электроприводы, насосные установки, компрессоры, механизированный инструмент и др. При работе данного оборудования вибрация играет отрицательную роль. В то же время вибрацию применяют и для интенсификации производственных процессов, например, при уплотнении бетонных смесей, дроблении и сортировке инертных материалов, разгрузке и сортировке сыпучих материалов.

Вибрация характеризуется абсолютными и относительными параметрами.

К основным абсолютным параметрам относятся: виброперемещение (я); амплитуда виброперемещения (А), м; виброскорость (о), м / с; виброускорение (а) м/с2; период вибрации (Т) с, частота вибрации (f), Гц.

На практике чаще используют относительные параметры - уровни, которые определяются относительно исходного значения соответствующего параметра и измеряются в децибелах (дБ). Например: стандартные опорные значения амплитуды виброперемещения А0 = 8 * 10 ~ 12 м.

2. Классификация производственной вибрации

Классификация производственной вибрации приведена на рис.1

- По способу передачи на тело человека различают общую и местную (локальную) вибрацию. Общая вибрация передается на тело сидящего или стоящего, преимущественно, через опорные поверхности - сиденье, пол. Локальная вибрация передается через руки работающих при контакте с ручным механизированным инструментом, органами управления машин и оборудования, деталями, которые обрабатываются и т др. Возможно также одновременное действие общей и локальной вибрации. Например, при работе на дорожно-строительных машинах на руки передается локальная вибрация от органов управления, а на все тело - от машины через сидение.

- В зависимости от источника возникновения общая вибрация подразделяется на транспортную, которая действует на операторов (водителей) транспортных средств (автомобили, тракторы);

Рис.1 Классификация производственной вибрации

транспортно-технологическую, которая действует на операторов машины с ограниченной подвижностью и таких, что движутся только по специально подготовленным поверхностям производственных помещений, промышленных площадок и горных выработок (экскаваторы, промышленные и строительные краны, автопогрузчики, авто - и электрокары); технологическую, которая действует на операторов стационарных машин или передается на рабочие места, не имеющие вибрации (металло - и дерево-обрабатывающие станки, кузнечно-прессующее оборудование, насосные станции, буровые вышки).

- Общую технологическую вибрацию по месту действия подразделяют на следующие типы: на постоянных рабочих местах производственных помещений предприятий; на рабочих местах складов, столовых, бытовых, дежурных и других производственных помещений, где нет вибрации; на рабочих местах заводоуправлений, конструкторских бюро, лабораторий, вычислительных центров, медпунктов, конторских помещений, рабочих комнат и других помещений для работников умственного труда.

- По источнику возникновения локальную вибрацию разделяют на такую, которая передается от: ручных машин или ручного механизированного инструмента, органов управления машинами и оборудованием; ручных инструментов без двигателей (например, рихтовочные молотки) и деталей, которые обрабатываются.

- По временным характеристикам общие и локальные вибрации подразделяются на: постоянные, для которых величина виброускорения или виброскорости изменяется меньше, чем два раза (менее 6 дБ) за рабочую смену; непостоянны, для которых выше-перечисленные параметры вибрации изменяются не менее, чем два раза (6 дБ и более) за рабочую смену.

В свою очередь, непостоянные вибрации подразделяются на: прерывистые, когда контакт с вибрацией в процессе работы прерывается, причем длина интервалов, в течение которых имеет место контакт, составляет более 1 с; колеблющиеся, уровни которых непрерывно изменяются во времени; импульсные, состоящие из одного или нескольких вибрационных воздействий, (например, ударов), каждый длиной менее 1 с, при частоте их действия меньше чем 5,6 Гц

Во время действия вибрации на организм человека наблюдаются изменения в деятельности сердечной и нервной систем, спазм сосудов, изменения в суставах, что приводит к ограничению их подвижности. Если наблюдается длительное действие вибрации, то работник преждевременно устает, при этом производительность его труда снижается. Длительное воздействие вибрации может вызвать профессиональное заболевание - вибрационную болезнь. При развитии этой болезни появляется онемение, ощущение ползания мурашек, боль в суставах и т.д. Следует отметить, что эффективное лечение вибрационной болезни возможно лишь на ранней стадии развития. Особенно опасна вибрация рабочих мест с частотой, которая является резонансной с частотой колебания отдельных органов или частей тела человека, что может привести к механическому повреждению. Для большинства внутренних органов человека частота собственных колебаний составляет 6-12 Гц. Степень и характер воздействия вибрации на организм человека зависит от вида и параметров, а также от направления ее действия. Поэтому вибрация делится в зависимости от осей ортогональной системы координат X, Y, когда колебания передаются с ног до головы через все тело.

Рис. 2 Направление координатных осей при действии общей (а, б) и локальной (в) вибрации: а - положение стоя, б - положение сидя