4.1. Джерела класифікація характеристика вібрації.
Джерела, класифікація і характеристики вібрації. Гігієнічне нормування вібрацій. Методи контролю параметрів вібрацій. Типові заходи та засоби колективного та індивідуального захисту від вібрацій.
Під вібрацією розуміють механічні коливання твердого тіла. Найпростішим видом таких коливань є гармонійні коливання, за яких відбувається почергове наростання та спадання в часі (за синусоїдальним законом) значень рухомої точки чи механічної системи.
За способом передачі на тіло людини розрізняють загальну та місцеву (локальну) вібрацію. Загальна вібрація передається на тіло людини, яка сидить або стоїть, переважно, через опорні поверхні - сидіння, підлогу. Локальна вібрація передається через руки працюючих при контакті з ручним механізованим інструментом, органами керування машинами та обладнанням, деталями, які обробляються і т. ін. Можлива також одночасна дія загальної та локальної вібрації. Наприклад, при роботі на дорожньо-будівельних машинах на руки передається локальна вібрація від органів керування, а на все тіло - від машини через сидіння.
Залежно від джерела виникнення загальна вібрація поділяється на: транспортну, яка діє на операторів (водіїв) транспортних засобів (автомобілі, трактори);
Рис. 2.24. Класифікація виробничої вібрації
транспортно-технологічну, яка діє на операторів машини з обмеженою рухливістю та таких, що рухаються тільки по спеціально підготовлених поверхнях виробничих приміщень, промислових майданчиків та гірничих виробок (екскаватори, промислові та будівельні крани, автонавантажувачі, авто - та електрокари); технологічну, яка діє на операторів стаціонарних машин або передається на робочі місця, що не мають джерел вібрації (метало - і дерево-оброблювальні верстати, ковальсько-пресувальне устаткування, насосні станції, бурові вишки).
Загальну технологічну вібрацію за місцем дії поділяють на такі типи:
- на постійних робочих місцях виробничих приміщень підприємств;
- на робочих місцях складів, їдалень, побутових, чергових та інших виробничих приміщень, де немає джерел вібрації;
- на робочих місцях заводоуправлінь, конструкторських бюро, лабораторій, обчислювальних центрів, медпунктів, конторських приміщень, робочих кімнат та інших приміщень для працівників розумової праці.
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 (наприклад, рихтувальні молотки) та деталей, які обробляються.
За часовими характеристиками загальні та локальні вібрації поділяються на: постійні, для яких величина віброприскорення чи віброшвидкості змінюється менше, ніж у два рази (менше 6 дБ) за робочу зміну; непостійні, для яких вище-перераховані параметри вібрації змінюються не менше, ніж у два рази (б дБ і більше) за робочу зміну. В свою чергу, непостійні вібрації поділяються на:
- переривчасті, коли контакт з вібрацією в процесі роботи переривається, причому довжина інтервалів, під час яких має місце контакт,
становить понад 1 с;
- коливні, рівні яких безперервно змінюються в часі;
- імпульсні, що складаються з одного або кількох вібраційних впливів (наприклад, ударів), кожен довжиною менше ніж 1 с, при частоті їх дії менше ніж 5,6 Гц.
Під час дії вібрації на організм людини спостерігаються зміни в діяльності серцевої та нервової систем, спазм судин, зміни у суглобах, що призводить до обмеження їх рухомості. Якщо спостерігається нетривала дія вібрації, то працівник передчасно втомлюється, при цьому продуктивність його пращ знижується. Тривала дія вібрації може спричинити професійне захворювання - вібраційну хворобу. Під час розвитку цієї хвороби з'являється оніміння, відчуття повзання мурашок, біль у суглобах тощо. Слід зазначити, що ефективне лікування вібраційної хвороби можливе лише на ранній стадії п
розвитку. Особливо небезпечна вібрація робочих місць з частотою, яка є резонансною з частотою коливання окремих органів чи частин тіла людини, що може призвести до їх механічного ушкодження. Для більшості внутрішніх органів людини частота власних коливань становить 6-12 Гц. Ступінь та характер впливу вібрації на організм людини залежить від виду та параметрів, а також від напрямку її дії. Тому вібрація поділяється залежно від осей ортогональної системи координат X, У, £, уздовж яких вона діє (рис. 2.25). Особливо чутливий організм людини до вертикальної загальної вібрації (уздовж осі £), коли коливання передаються від ніг до голови через усе тіло.
Рис. 2.25. Напрямок координатних осей при дії загальної (а, б) та локальної (в) вібрації: а - положення стоячи; б - положення сидячи.
Шум,ультразвук,інфразвук
Шум – це будь-який небажаний звук, якій наносить шкоду здоров’ю людини, знижує його працездатність, а також може сприяти отриманню травми в наслідок зниження сприйняття попереджувальних сигналів. З фізичної точки зору – це хвильові коливання пружного середовища, що поширюються з певної швидкістю в газоподібній, рідкій або твердій фазі.
Основні характеристики шуму:
- частота (f, Гц), це число коливань середовища за одну секунду.
- звуковий тиск, вимірюваний у паскалях (р, Па)
Звуковий тиск - це різниця між миттєвим значенням повного тиску у середовищі при наявності звуку та середнім тиском в цьому середовищі при відсутності звуку..
- рівень шуму (звукового тиску), Lр, дБ;
- інтенсивність (сила) звуку I, Вт/м2.
Інтенсивність звуку - це кількість енергії перенесеної звуковою хвилею через одиничну площадку, перпендикулярну до звукової хвилі.
- звукова потужність W, Вт. Звукова потужність є головною характеристикою будь-якого джерела шуму. Вона визначається як загальна кількість енергії, що випромінюється джерелом в навколишнє середовище, за одиницю часу.
Спектр шуму - залежність рівнів інтенсивності від частоти. Оскільки сприйняття звуку людиною різниця за частотою, для вимірів шуму, що відповідає його суб’єктивному сприйняттю вводять поняття коректованого рівня звукового тиску. Корекція здійснюється за допомогою поправок, які додаються у частотних смугах. Стандартні значення корекції в частотних смугах. Значення загального рівня шуму з урахуванням вказаної корекції по частотним смугам називають рівнем звуку (дБА).
Класифікація шуму за характером часового впливу:
- постійний, у яких рівень звуку протягом робочого дня змінюється не більше ніж на 5 дБА;
- непостійний (переривчастий, з коливанням у часі та імпульсний). При переривчастому шумі рівень звуку може різко падати до фонового рівня, а довжина інтервалів, коли рівень залишається постійним і перевищує фоновий рівень, досягає 1 с та більше. При шумі з коливаннями у часі рівень звуку безперервно змінюється у часі. До імпульсних відносять шуми у вигляді окремих звукових сигналів тривалістю менше 1 с кожний, що сприймаються людським вухом як окремі удари.
Дія шуму на людину:
- специфічна (на органи слуху);
- неспецифічна (на нервову систему).
Негативний вплив шуму на продуктивність праці та здоров'я людини загальновідомий. Під час роботи в умовах шуму продуктивність ручної праці може знизитися до 60%, а кількість помилок, що трапляються при розрахунках, зростає більше ніж на 50%. Під час дії шуму людина витрачає на 10-30% більше енергії, ніж в нормальних умовах.
При тривалій роботі в умовах шуму перш за все уражається:
- нервова система;
- серцево-судинна система;
- органи травлення;
- зменшується виділення шлункового соку, що сприяє захворювання гастритом.
Вплив шуму на організм людини індивідуальний. У деяких людей погіршення слуху настає через декілька місяців, а у інших воно не настає через декілька років роботи в шумі. Встановлено, що для 30% людей шум є причиною передчасного старіння.
На організм людини шум може шкідливо впливати через слух. За певних обставин може знижувати його аж до глухоти. Шум зумовлює роздратованість, послаблення пам’яті, пригнічений настрій, порушення сну, зменшення продуктивності праці, підвищення тиску крові, порушення роботи шлунково-кишкового тракту.
Вухо людини сприймає звукові коливання в межах 16-20000 Гц. Нижче 16 і вище 20000 Гц розташовані області нечутних для людини відповідно інфра- та ультразвуків.
Інфразвук - є невідчутна для людини ділянкою коливань. Верхньою його межею вважають частоти 16-25Гц. Нижня межа не визначена. Коливання інфразвукових частот виникають у деякому виробництві й на транспорті. Вони утворюються під час роботи компресорів, двигунів внутрішнього згоряння, великих вентиляторів, руху локомотивів та автомобілів.
Для інфразвуку характерне мале поглинання, тому його хвилі можуть поширюватися на дуже великі відстані.
Шкідливий вплив інфразвуку на організм людини:
1) вплив на вестибулярний апарат;
2) зниження уваги та працездатності;
3) запаморочення;
4) з'являється почуття страху;
5) коливання певної частоти можуть призвести до розриву тканини.
Ультразвук - високочастотні коливання. Ультразвуковий діапазон частот поділяється на низькочастотний (1000 – 10000Гц), коли хвилі поширюються повітряними і контактними шляхами та високочастотний (10000 – 1´109Гц), коли хвилі передаються тільки контактними шляхами.
Ультразвук широко застосовують в техніці для диспергування рідин, очищення частин, зварювання пластмас, дефектоскопії металів, очищення газів від шкідливих домішок тощо.
Шкідливий вплив ультразвуку на організм людини:
1) функціональне порушення нервової системи;
2) головний біль;
3) зміни кров'яного тиску, властивостей крові;
4) підвищення втомленості;
5) втрата слухової чутливості.
\Граничні величини шуму на робочих місцях нормують відповідно до ДСН 3.3.6-037-99 «Санітарні норми виробничого шуму, ультразвуку та інфразвуку»
Рівень звукового тиску шуму, дБ |
Вплив на людину |
30-35 |
звичний для людини і не турбує її |
40-70 |
створює значне навантаження на нервову систему, погіршує самопочуття, за тривалого впливу – може стати причиною деяких хвороб |
понад 75 |
може призвести до різкої втрати слуху |
100-110 |
має гнітючу дію, неможливе мовне спілкування |
120-130 |
больова межа |
понад 140 |
можливий розрив барабанних перетинок |
понад 160 |
смерть |
Методи захисту від шуму та вібрації:
- зменшення шуму і вібрації у джерелах їх утворення;
- використання засобів звуко- і віброізоляції;
- звуко- і вібропоглинання;
- архітектурно-планувальні рішення, що передбачають раціональне розміщення устаткування, машин і механізмів;
- застосування засобів індивідуального захисту.