3.4. Рациональные меры улучшения состояния производственной среды по вибрационному фактору

3.4.1. Гигиеническое нормирование условий труда по вибрационными факторами

Вибрация как фактор окружающей среды встречается в различных отраслях народного хозяйства.

В условиях строительной отрасли вибрация используется во многих технологических процессах: при виброуплотнении, формировании, прессовании, вибрационной интенсификации механической обработки материалов, вибрационном бурении, рыхлении, резке горных пород и почв, вибротранспортировании и др.

Вибрацией сопровождается работа передвижных и стационарных механизмов и агрегатов, в основу действия которых положен вращение или обратно поступательное движение.

В том случае, когда части оборудования, колеблющиеся воздействуют непосредственно на тело, вибрация выступает как вредный фактор. Точками ее приложения чаще всего бывают руки и ноги работающих, но в некоторых случаях это может быть область грудной клетки, живота, спины, бедер. Механические колебания могут распространяться по телу, иногда на большое расстояние от точки приложения вибрации и достигать области головы, позвоночника, органов грудной клетки и брюшной полости.

В условиях строительной отрасли имеет место как местная, так и общая вибрации. В первом случае речь идет о вибрации, при соприкосновении с ограниченной участком тела, во втором - имеет место перемещение тела в пространстве ( горизонтальное или вертикальное).

В воздействии этих видов вибрации на организм человека есть определенная разница. Влиянию местной вибрации, как правило, подвергаются те, кто работает с различными пневматическими и электрическими инструментами ударного и вращающегося действия, общей вибрации - работники транспорта, строительных, дорожных и других машин и механизмов, в производстве сборного железобетона и другие. Кроме этого в условиях области встречаются формы комбинированного действия, то есть сочетание общей и местной вибрации.

Колебательные движения состоят из колебаний взаимодействующих между собой частей оборудования, изделий, обрабатываемых и других элементов.

Смешанное комбинированное действие с преобладанием местной вибрации возникает при работе различных ручных машин, когда передача колебаний по телу осуществляется не только на верхние, но и нижние конечности, грудь, спину и другие части тела в зависимости от рабочей позы и конструкции инструмента.

Преимущественно в условиях строительной отрасли местную вибрацию создают машины ударного, ударно-вращающегося и вращающегося действия. К виброопасному оборудованию относятся клепальные, рубильные, отбойные молотки, бурильные перфораторы, бетоноломы, трамбовки, гайковерты, поверхностные и глубинные ручные вибраторы, шлифовальные машины, дрели, сверла и др.

Рубильные молотки пневматические для рубки металла, и разделки твердых скальных пород весят от 4 до 6 кг и работают с частотой 1600-3500 ударов в минуту.

Отбойные молотки пневматические используются при отбойке глины, сланцев, камней, для разрушения при строительстве мерзлого грунта, асфальта, бетонного покрытия и др. Отбойные молотки выпускаются четырех категорий весом от 8 до 12 кг с числом ударов от 1000 до 2000 в 1 мин.

Ручные трамбовки пневматической ударного действия используются для уплотнения земли и бетона при строительстве, для уплотнения траншей, каналов при гидромелиоративных, дорожных и ремонтных работах. Электрические трамбовки, используются для различных строительных и земляных работ имеют вес от 14 до 75 кг.

Электроперфораторы используются для выполнения буровых работ в скальных породах, бетоне, кирпиче имеют вес 34 кг с числом оборотов в минуту - 1050.

Шлифовальные машины пневматические и электрические используются для шлифовальных, полировальных работ.

Промышленность - выпускает малогабаритные ручные пневматические шлифовальные машины с турбинным пневмодвигателем, прямые шлифовальные машины с ротационным пневмодвигателем и электрические шлифовальные машины.

Торцевые шлифовальные машины используются при выполнении различных видов обдирочных, шлифовальных, полировальных работ в условиях отрасли.

Работа выполняется торцом абразивного круга, который вращается. Угловые шлифовальные машины используются для обработки труднодоступных мест.

Гайковерты пневматические и электрические статического и ударного действия используются для сборки резьбовых соединений, откручивания и закручивания болтов и гаек. Особенностью гайковертов статического действия являются реактивный момент, возникающий при внезапном торможении двигателя в конце затяжки, этот рывок передается на руки работающих.

В гайковерте ударного действия последовательные ударно-вращательные импульсы передаются на руки работающих. При работе этих гайковертов резко уменьшается или почти исчезает реактивный момент, но растет вибрация ударно- импульсного характера. Вес гайковертов находится в пределах 10-14 кг.

Ручные вибраторы электрические и пневматические (глубинные и поверхностные) используются для уплотнения бетонной смеси при строительных работах и изготовлению строительных конструкций. Вес их от 10 до 43 кг. Частота колебаний в минуту от 2800 до 14000. Наиболее значительная вибрация возникает при работе поверхностных вибраторов. Она может превышать величины, допустимые санитарными нормами в 5 и более раз. При работе глубинных вибраторов вибрация на гибком валу превышает допустимые нормами величины в 3 и более раз. Вес некоторых виброопасных машин превышает санитарные нормы в 2 и более раз.

Ручные виброопасные машины генерируют вибрацию, уровни колебательной скорости которой значительно (на 10-30 дБ) превышают допустимые нормами величины.

При работе ручных виброопасных машин пиковые значения виброскорости разнообразны. Пневмотрамбовка, гайковерты создают вибрацию с высоким уровнем в области низких частот ( 8-32 Гц).

Максимальные уровни колебательной скорости ручных вибраторов при уплотнении бетона лежат в широкой области низких, средних и время высоких частот (16-125 Гц). Вибрация пневматических рубильных, клепальных молотков, бурильных перфораторов и шлифовальных машин характеризуется как средне- высокочастотная с максимальными уровнями в области частот 32-2000 Гц.

Причинами повышения уровня вибрации при работе виброопасных машин являются:

1. Изменение физико - химических свойств, материалов, которые обрабатываются.

2. Увеличение давления воздуха в сети.

3. Увеличение длины вставного инструмента для рубильных молотков, диаметра заклепки для клепальных, длины буровой штанги и степени ее искажения для перфораторов.

4. Увеличение степени шероховатости поверхностей, износ абразивных кругов, ухудшение центровки для шлифовальных машин.

Таким образом вибрация возрастает от указанных выше причин, а также при износе и неисправности машин.

При работе ручных машин ударно - вращающегося действия возникает вибрация, которая имеет колебания сложной траектории, определяется термином "отдача ".

Отдача - периодически обратный импульсный удар, характер которого обусловливается конструкцией ручной машины, физическими свойствами объекта обработки, степенью осевого усилия, прикладываемого работающим (оператором).

Отдача происходит при взаимодействии внутренних и внешних сил в замкнутой эргатической системе "оператор-ручная машина-вставной инструмент- объект, который обрабатывается".

К факторам, которые усиливают неблагоприятное действие вибрации ручных машин относится шум высокой интенсивности, неблагоприятные метеорологические условия, пониженное или повышенное атмосферное давление и др.

При работе с пневматическими ручными машинами имеет место охлаждение рук отработанным воздухом и холодным металлом корпуса машины.

При работе с рубительными молотками осевое усилие нажима на молоток доходит до 30 кг, отбойными до 40 кг, бурильными до 30 кг.

При работе с этими инструментами работающие в начале рабочего дня осуществляют усилия до 30 кг, а вследствие усталости оно падает до 15-18 кг при выполнении тех же операций. При рубке в горизонтальном положении "молотка", или его устремленности ввысь (потолочное положение) максимальное усилие, способное развивать работник составляет 18-23 кг. При направлении молотка вниз значительные усилия осуществляются совместно мышцами верхних конечностей, туловища и ног.

При бурении твердых пород необходимы совместные усилия (100-120 кг), достигаемые двумя бурильщиками за счет упора или давления на бур ногами, спиной и другими частями тела. Максимальные продолжительные усилия, которые бурильщик может развивать при бурении электросверлами, расположенными над головой - 8 кг. При бурении на уровне груди эти усилия составляют 20-25 кг. При бурении, когда машина находится у ног бурильщика, значительные усилия (до 60 кг) осуществляются с помощью веса тела. Размер усилий при бурении крепких пород вдвое больше, чем при бурении мягких.

Итак, работа с ручными инструментами вращающегося и ударно-вращающегося действия требует от работающих мышечных усилий различного характера, от длительного статического напряжения верхних конечностей и плечевого пояса, к частым мелким движениям, мышц кисти и предплечья, нижних конечностей и всего тела. Оценку местной вибрации выполняют, используя государственный стандарт "Машины ручные. Допустимые уровни вибрации" (ГОСТ 17770-72).

Нормативы распространяются на все виды ручных машин и устанавливают допустимые величины вибрационных характеристик машины или ее частей, обслуживаемых руками в процессе трудовой деятельности.

Соблюдение требований стандарта определяется при контрольных испытаниях на предприятиях, выпускающих машины, а затем при проверке их в условиях эксплуатации.

Согласно стандарту оценке подлежит спектр колебательной скорости в октавных полосах частот, усилия нажатия и вес машины или ее частей, обслуживаемых руками.

Значение колебательной скорости (в м/с) или соответствующие им уровни в децибелах в октавных полосах частот не должны превышать предельно-допустимых величин.

Усилия нажатия, прикладываемые руками работающего к ручной машине не должно превышать 200 Н, а вес, который удерживается - 100 Н (Н - ньютон = 0,102 кг).

Части машин, обслуживаемые руками работающего, должны иметь форму, которая обеспечивает минимальное напряжение мышц, удобное для работы расположение и соответствовать требованиям технической эстетики. Конструкция ручных машин должна исключить возможность охлаждения рук, а поверхность машин в местах контакта с руками должна иметь коэффициент теплопроводности не более 0,5 Вт/м град .

В области строительной индустрии имеет место общая вибрация (вибрация рабочего места). Источниками общей вибрации являются виброплатформы, виброплощадки, формовочные машины и бетоноукладчики.

Вибрация, возникающая при работе бетоноукладчика бывает разной потому зависит от их конструкции и расположения пульта управления, превышение санитарных норм составляет до 10 раз в полосе спектра 32-250 Гц, и передается на пол, сиденья машиниста, рулевое управление.

Вибрация бетоноукладчика с дистанционным управлением не превышает допустимой величины.

При правильной установке формовочных машин и виброплатформы на фундаменты вибрация, передающаяся на рабочие места, не превышает санитарных норм. При неправильной их установке, когда полностью не учитываются все меры по поглощению вибрации, вибрация пола или площадок, на которых стоит формовщик, а иногда и на пульте управления, может в 10 и более раз превышать допустимые величины.

Максимальной вибрации подвергаются формовщики, на заводах поточно- контейнерной технологии, если они руками выполняют разравнивание бетонной смеси, и стоят на поверхности машины при их работе.

Источником общей вибрации являются различные виды экскаваторов, используемые в строительной и других отраслях народного хозяйства. Вибрация, передаваемая на рабочее место машиниста (апериодическая) имеет широкий спектр по распространению основной энергии в полосе частот 16-31 Гц. В этой полосе наблюдается превышение допустимых величин виброскорости в 15 раз. Величины вибрации зависят от типа машины и ее технического состояния. Роторные и шагающие экскаваторы создают менее интенсивную вибрацию, чем экскаватор с прямой лопатой. На изношенных и давно не ремонтируемых машинах уровни вибрации значительно превышают допустимые нормы.

Водители строительных самоходных и других машин подвергаются действия общей и местной вибрации. Источниками вибрации, действующей на водителей самоходных машин, является ходовая часть, привод и двигатель.

На рабочее место водителя передается низкочастотная толчоково-образная вибрация хаотического характера, возникающая во время работы в процессе передвижения машины по неровной местности. Вибрация растет с повышением скорости движения машин по грунтовым дорогам особенно это проявляется в диапазоне скорости движения от 5 до 10 км/час. На транспортных работах самая сильная вибрация бывает при движении по дорогам со скоростью 18-26 км/час. Уровень низкочастотной вибрации в значительной степени определяется конструкцией сидения, его размещением, подрессориванием осей, давлением воздуха в баллонах колес.

Кроме этого на рабочее место водителя и на органы управления передается вибрация, возникающая при работе двигателей и движущихся рабочих органов машины - трансмиссии, транспортеров. Эта вибрация имеет средне-высокочастотный характер и превышает нормативные величины в два- три раза.

Ходовая часть машины создает на рабочем месте водителя предпочтительно низкочастотную вибрацию, возникающую в результате взаимодействия гусениц и колес с неровным рельефом путей и передается через раму на кабину или рабочую площадку. Такой же вибрации подвергаются работники на прицепных агрегатах.

Наибольшие уровни вибрации на рабочих местах тракторов и строительных машин находятся в пределах 2-5 Гц, что угрожает возникновению резонансных явлений, в связи с тем, что это совпадает с собственными колебаниями органов человека (4-8 Гц). Низкочастотная вибрация на сиденье водителя увеличивается по мере удаления его от центра тяжести машин и приближения к задней оси, а также с увеличением давления в камерах колес.

С работой двигателя самоходной машины связана общая высокочастотная вибрация на рабочем месте водителя, а наибольшие уровни ее находятся в пределах октавных полос, со среднегеометрическими частотами 63-125 Гц, реже 31,5 Гц. Высокочастотная вибрация в диапазоне более 125 Гц наблюдается в органах управления (рулевое колесо, рычаги) самоходных и других строительных машин.

Буровые станки канатно - ударного бурения создают общую вибрацию, передающуюся на рабочее место машиниста. Максимальные уровни виброскорости находятся в области частот 8-12 Гц, но в некоторых случаях имеет место превышение санитарных норм для отрасли частот 125-250 Гц.

Оценка степени вредности вибрации ручных машин осуществляется по спектру виброскорости в диапазоне частот 11-800 Гц. Для каждой активной полосы в пределах указанных выше частот устанавливается предельное допустимое значение среднеквадратичной величины виброскорости в м/с, и ее уровни в децибелах.

Вес вибрирующего оборудования или его частей, удерживающихся руками, не должн превышать 10 кг, а усилие нажима - 20кг.

Кроме нормирования вибрационных параметров, необходимой мерой является планово - предупредительные ремонты и контроль вибрационных параметров. Ручные машины, находящиеся в эксплуатации один раз в 6 месяцев должны проверяться на соответствие их вибрационных параметров паспортным данным. Все результаты контрольных замеров вибрации машин, отметки о ремонте и профилактике вносятся в специальный журнал и индивидуальный паспорт машины. Ручные машины следует индивидуально закреплять за работающим, хранить в специальных местах и ​​регулярно смазывать .

С технической точки зрения рациональным мероприятием является создание новых конструкций машин и инструментов вибрация которых не должна выходить за пределы безопасные для человека, а сила нажима должна быть 15-20 кг. Среди других принципов вибрационной защиты принадлежит пользовать различные демпфирующие приспособления. Для вибропоглощения и демпфирования вибрирующих конструкций и отдельных их частей на вибрирующие конструкции и детали наносят слой пружновьязких материалов, имеющих большие внутренние потери. К таким материалам относятся мастика А-1 , А-2 , ТУ МПХ272 -5 , пластик ШВИМ - 18 пенопласт ВД- 17 -58 , ИД -17- 59 и резина.

Снижение уровня вибрации вибропоглощающими покрытиями на низ ¬ ких частотах достигает 8 дБ , на высоких - 12 дБ . Толщина покрытия мастиками превышает в 2-3 раза толщину вибрирующих тонкостенных деталей.

Для уменьшения вибрации, передаваемой от двигателя в кабину машины, используют корпусную (рамную) виброизоляцию. Как виброизоляторы узлов применяют амортизаторы: пружинные, резинометаллические АКСС -4, резиновые прокладки ребристой и дырчатого резины, динамические виброгасители.

Для защиты левой руки от вибрации вставного инструмента используют виброгасячи насадки из губчатой ​​резины, пластмассы в комбинации с пружинными амортизаторами.

Подобные насадки используются и для защиты от вибрации рукоятки шлифовальных машин. Уменьшение вибраций инструментов вращающейся действия можно добиться путем регулярной балансировки.

Для уменьшения вибрации, передаваемой на рабочие места, применяют специальные амортизирующие сиденья, площадки с пассивной пружинной изоляцией, резиновые, поролоновые и другие вибропоглощающие настилы.

Кроме того , необходимо:

○ систематически уравновешивать (статически и динамически) все детали агрегата, движущихся для уменьшения динамических сил, которые возбуждают вибрации; предусмотреть минимальные допуски с целью уменьшения зазоров в соединениях деталей (перекосы, неверное расстояние между центрами и т.д.);

○ применять смазки вибрирующих деталей которые соударяются, вязкими жидкостями;

○ для ослабления вибраций, которые распространяются в соседние помещения, по конструкции здания, агрегаты, создающие вибрации (двигатели , вентиляторы и др.). Устанавливать на самостоятельных фундаментах, виброизолированного от пола и других конструкций зданий или на специально рассчитанных амортизаторах из стальных пружин или упругих материалов.

Расчет фундаментов и виброизоляторних средств на стадии проектирования является кардинальным мерой снижения общей вибрации при установке мощных машин и агрегатов.

К работе с вибрирующими машинами и оборудованием допускаются лица, имеющие 18 лет и получили соответствующую квалификациюи сдавшие технический минимум по технике безопасности. При приеме на работу они должны проходить предварительный медицинский осмотр, а в процессе работы раз в год - периодический осмотр.

Работа с вибрирующим оборудованием, как правило, должен проводиться в отапливаемых помещениях с температурой воздуха не менее 16 ° при влажности 40 ~ 60 % и скорости движения не более 0,3 м / с. При невозможности создать подобные условия ( работа на открытом воздухе , подземные работы и др.). Для периодического обогрева устраивают специальные помещения с температурой воздуха не менее 22 °, относительной влажностью 40-60 % и скорости движения воздуха - 0,3 м / с.

Для индивидуальной защиты используют перчатки , которые гасят вибрацию и специальная обувь. С целью повышения защитных свойств организма и работоспособности разработан специальный комплекс производственной гимнастики, витаминная профилактика и спецпитание, а также рекомендации по гидропроцедурам с температурой воды 38 ° и массажем для верхних конечностей.

Владелец отраслевых объектов, эксплуатирующий на предприятии все виды вибрирующих инструментов и оборудования, должен обеспечить соблюдение действующих санитарных правил и следующие требования:

○ в эксплуатацию допускать только исправные машины;

○ не допускать проведения сверхурочных работ с вибрирующими машинами;

○ к работе с вибрирующими машинами допускать лиц, достигших 18 лет, прошедших предварительный медицинский осмотр, имеющих соответствующую квалификацию и сдавшие технический минимум по правилам безопасного выполнения работ;

○ все работающие, которые будут иметь дело с виброопасных оборудованием, должны проходить предварительный медицинский осмотр и один раз в год медицинский осмотр;

○ работающие должны обеспечиваться средствами индивидуальной защиты от вибрации и шума;

○ предприятие иметь профилакторий, оснащенный физиотерапевтической аппаратурой, для проведения гидропроцедур с целью профилактического лечения рабочих виброопасных профессий;

○ на предприятии должны быть организованы специальные участки по ремонту вибрирующих машин, с обязательным контролем параметров вибраций, генерируемых.