2. Механические колебания, источники, виды, их воздействие на человека, методы и средства защиты.

Вибрация - процесс распространения механических колебаний в твердом теле. Это малые механические колебания, возникающие в упругих телах; характеризуется скоростью, ускорением, колеблющейся твердой поверхностью, частотой, т.е. количеством колебаний в единицу времени. Единица частоты периодических колебаний, равная одному колебанию в секунду, обозначается Гц, Hz; для измерения высоких частот употребляются кратные единицы в тысячу, миллион и миллиард раз большие: килогерц, мегагерц и гигагерц. Вибрацию вызывают неуравновешенные силовые воздействия, возникающие при работе различных машин и механизмов.

Источником вибрации являются транспортные и строительные машины, виброплощадки, выбивные решетки, грохоты, виброинструмент (отбойные молотки, перфораторы), электродрели, ручные шлифовальные машины, вентиляторы, металлообрабатывающие станки.

По способу передачи телу человека вибрация делится на общую и локальную:

1) Вибрация локальная – вибрация, передающаяся на руки или отдельные участки тела человека, контактирующие с вибрирующим инструментом или вибрирующими поверхностями технологического оборудования. Нормируется в диапазонах частот с

ƒ_cr = 16, 31,5, 63, 125, 250, 500, 1000 Гц.

2) Вибрация общая - вибрация, передающаяся через опорные поверхности на все тело сидящего ли стоящего человека. Нормируется в диапазонах октавных полос со среднегеометрическими значениями частот 2, 4, 8, 16, 31,5, 63 Гц (для транспортной вибрации дополнительно нормируется вибрация в октавной полосе с ƒ_cr = 1Гц ).

По направлению действия вибрация делится на:

1) вертикальную;

2) горизонтальную, от спины к груди;

3) горизонтальную, от правого плеча к левому плечу.

По временной характеристике вибрация делится на:

1) постоянную – для которой контролируемый параметр за время наблюдения изменяется не более чем в 2 раза (6 дБ);

2) непостоянную – которая изменяется по контролируемым параметрам более чем в 2 раза.

Непостоянные вибрации делятся на

а) колеблющиеся непостоянные вибрации, для которых уровень виброскорости изменяется во времени непрерывно;

б) прерывистые непостоянные вибрации, когда контакт человека с вибрирующей поверхностью прерывается, а длительность интервалов, в течение которых имеет место контакт с вибрацией не превышает 1 с;

в) импульсные непостоянные вибрации, которые состоят из одного или нескольких вибрационных воздействий, каждый длительностью менее 1 с.

Существуют следующие виды вибраций:

Вибрация технологическая – вибрация, воздействующая на человека на рабочих местах стационарных машин и технологического оборудования или передающаяся на рабочие места, не имеющие источников вибрации.

Вибрация транспортная – вибрация, воздействующая на человека на рабочих местах транспортных средств при их движении по местности.

Вибрация транспортно-технологическая – вибрация, воздействующая на человека на рабочих местах машин с ограниченной зоной перемещения при их перемещении по специально подготовленным поверхностям производственных помещений, промышленных площадок.

Вибрации узкополосные – вибрации, у которых уровни виброскорости на отдельных частотах или диапазонах частот более чем на 15 дБ превышают значения в соседних диапазонах.

Вибрации широкополосные – вибрации, у которых отсутствуют выраженные частоты или узкие диапазоны частот, на которых уровни виброскорости превышают более чем на 15 дБ уровни соседних частот.

Действие вибрации на организм человека. Вибрация относится к вредным факторам, обладающим высокой биологической активностью. Действие вибрации на человека зависит от:

• частоты,

• уровня вибрации,

• продолжительности воздействия,

• места приложения вибрации,

• направления оси вибрационного воздействия,

• индивидуальных способностей организма человека воспринимать вибрацию,

• условий возникновения резонанса и др

При воздействии общей вибрации наблюдаются нарушение сердечной деятельности, расстройство нервной системы, спазмы сосудов, изменения в суставах, приводящие к ограничению подвижности. Если частоты колебания рабочих мест совпадают с собственными частотами колебаний внутренних органов человека (6-9 Гц) (явление резонанса), то возможно механическое повреждение данных органов в плоть до разрыва.

При действии на работающего местной вибрации происходит нарушение чувствительности кожи, окостенение сухожилий, потеря упругости кровеносных сосудов и чувствительности нервных волокон, отложение солей в суставах кистей рук и пальцев и другие негативные явления.

Длительное воздействие вибрации приводит к профессиональному заболеванию – вибрационной болезни – профессиональному заболеванию, вызванному длительным воздействием на организм вибрации. Регистрируется у водителей транспорта, операторов транспортно-технологических машин и агрегатов, работающих с ручным виброинструментом (перфораторами, отбойными молотками), формовщиков, бурильщиков, заточников, рихтовщиков.

К факторам производственной среды, усугубляющим вредное воздействие вибраций на организм, относятся чрезмерные мышечные нагрузки, неблагоприятные микроклиматические условия, особенно пониженная температура, повышенная влажность, шум высокой интенсивности, психоэмоциональный стресс. Вибрационная болезнь включена в список профзаболеваний. Диагностируется как правило, у работающих на производстве. Лица, подвергающиеся воздействию вибрации ОС, чаще болеют сердечно-сосудистыми заболеваниями и обычно жалуются на неважное самочувствие.

Гигиеническое нормирование вибрации осуществляется по ГОСТ 12.1.012 – 90 и СН 2.2.4/2.1.8.566-96. Документы устанавливают нормируемые параметры и их допустимые значения, режимы труда лиц виброопасных профессий. Допустимые значения устанавливаются отдельно для общей и локальной вибрации. Устанавливаются допустимые значения виброскорости и виброускорения, их логарифмические уровни. Нормы установлены для продолжительности рабочей смены в 8 часов.

Основные методы защиты от вибрации делятся на группы:

1) снижение вибрации в источнике возникновения;

2) уменьшение параметров вибрации по пути ее распространения от источника.

Для защиты от вибрации применяются следующие методы:

Снижение виброактивности машин – достигается изменением технологического процесса, применением машин, позволяющих исключить или предельно снизить динамические процессы, вызываемые ударами, ускорениями (замена клепки сваркой, ковки и штамповки - прессованием, смазка и чистота обработки взаимодействующих поверхностей и т.д.).

Повышение жесткости системы путем установки ребер жесткости (при низких частотах вибрации).

Вибродемпфирование – метод снижения вибрации путем усиления в конструкции процессов внутреннего трения, рассеивающих колебательную энергию в результате необратимого преобразования ее в теплоту при деформациях, возникающих в материалах, из которых изготовлена конструкция. Вибродемпфирующей способностью обладают пластмассы, дерево, резина.

Виброгашение (динамическое гашение) – метод снижения вибрации путем установки агрегатов на массивный фундамент. Массу фундамента рассчитывают так, чтобы амплитуда колебаний подошвы была в пределах 0.1-0,2 мм, а для особо важных сооружений – 0,005 мм.

Виброизоляция – метод снижения вибрации путем уменьшения передачи колебаний от источника возбуждения защищаемому объекту при помощи устройств, помещаемых между ними (виброизоляторов: пружинные опоры, упругие прокладки из резины, пробки, сочетания этих устройств).

Виброзащитные кабины - средство коллективной защиты человека - оператора от комплексного воздействия вибрации, шума, излучения, химических веществ и т.д.

Виброзащитные сидения - средство коллективной защиты от общей вибрации при работе сидя.

Виброзащитная обувь - средство индивидуальной защиты от вибрации, в виде сапог, полусапог, полуботинок подошва или вкладыш которых выполнены из упругодемпфирующего материала.

Виброзащитные рукавицы – средство индивидуальной защиты от вибрации, рукавицы на ладонной части или в накладке которых закреплен упругодемпфирующий элемент, выполненный из поролона, пенопласта или губчатой резины.