Тема 5. Вібрація

1 Поняття про вібрацію

2 Джерела та причини вібрацій

3 Фізіологічна дія вібрацій на людський організм

4 Класифікація вібрацій

5 Нормування і контроль параметрів вібрацій

6 Заходи та засоби захисту від вібрацій

1 Поняття про вібрацію

Деякі виробничі процеси пов’язані з вібрацією. Вібрація представляє собою тремтіння всього тіла або окремих його частин унаслідок виконання певних робіт.

Вібрація − це механічні коливання, що призводять до розладу життєвих

функцій людини, шкідливо впливають на роботу обладнання та руйнують будівельні конструкції. Вібрація серед всіх видів механічних впливів для технічних об’єктів найбільш небезпечна. Знакозмінні напруження, викликані вібрацією, сприяють накопиченню пошкоджень в матеріалах, появі тріщин та руйнуванню. Найчастіше і досить швидко руйнування об’єкта настає при вібраційних впливах за умов резонансу. Вібрації викликають також й відмови машин, приладів.

Характеристиками вібрацій є рівень коливальної швидкості L_v і коливального прискорення L_a, які визначаються за формулами, дБ:

(5.1)

де v − середньоквадратичне значення коливальної швидкості, м/с; v₀=5·10^-8 м/с − порогове значення коливальної швидкості; a − середньоквадратичне значення коливального прискорення, м/с² ; a₀= 3·10^-4 м/с² − порогове значення коливального прискорення.

2 Джерела та причини вібрацій

Джерелом вібрації є механічні, пневматичні 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).

3 Фізіологічна дія вібрацій на людський організм

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.

Вібрація викликає порушення фізіологічного та функціонального станів людини. Стійкі шкідливі фізіологічні зміни називають вібраційною хворобою. 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 патологічні зміни спинного мозку, серцево-судинної системи, кісткових тканин та суглобів, змінюється капілярний кровообіг.

Функціональні зміни, пов’язані з дією вібрації на людину-оператора − 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.

Резонансні частоти окремих частин тіла наступні (у Гц):

− очі −22...27

− горло − 6... 12

− грудна клітка − 2...12

− ноги, руки − 2...8

− голова − 8...27

− обличчя та щелепи − 4...27

− поперекова частина хребта − 4... 14

− живіт − 4... 12

Довготривалий вплив на людину запільної вібрації призводить до розладу вестибулярного апарату, центральної та вегетативної нервових систем, захворювання органів травлення а також серцево-судинної системи. Місцева вібрація викликає порушення периферійного кровообігу і нервової системи та м’язово-суглобного апарату. Тривала дія локальних вібрацій часто призводить до вібраційної хвороби з незворотними змінами в цих системах.

Одночасна дія підвищеного шуму та вібрації, охолодження всього організму або кінцівок поглиблюють захворювання. Профілактика впливу вібрацій на організм людини включає ряд заходів технічного, санітарно-гігієнічного та лікувального характеру. Найкращим захистом є дотримання нормативних параметрів інтенсивності вібрації. Середньогеометричні частоти октавних смуг вібрацій стандартизовані і становлять: 1,2,4.8.16,32.63, 125.250,500.1000 Гц.