БЖД / Тема 9

Тема 9. Производственная вибрация.

Вибрация представляет собой механическое колебательное движение, простейшим видом которого является гармоническое (синусоидальное) колебание.

Основные параметры синусоидального колебания: частота - в герцах; амплитуда смещения - А в м или см; скорость v в м/с; ускорение а в м/с² или в долях ускорения силы тяжести - 9, 81 м/с². Время в течении которого совершается одно полное колебание, называется периодом колебания Т(с). для синусоидальных колебаний скорость (v) и ускорение (а) определяются по формуле: v = 2pf А; а = (2pf)² А, где p = 3,14; f - частота, Гц; А - амплитуда колебаний, м.

За нулевой уровень колебательной скорости принимают величину 5 10 ^-8 м/с, соответствующую среднеквадратичной колебательной скорости при стандартном пороге звукового давления, равном 2 10^-5 Н/м². За нулевой уровень колебательного ускорения принимают величину 3 10^-4 м/с².

Относительные уровни виброскорости и виброускорения выражаются в децибеллах и определяются по формулам:

Lv = 20lg (v /5 × 10^-8); Lа = 20lg (а /3 × 10^-4), (2.11).

По способу передачи принято различать вибрацию локальную, передаваемую через руки (при работе с ручными машинами, органами управления), и общую передаваемую через опорные поверхности или стоящего человека.

По характеру спектра вибрации подразделяют на:

узкополосные, у которых контролируемые параметры в 1/3- октавной полосе частот более чем на 15 дБ превышают значения в соседних 1/3 - октавных полосах;

широкополосные, которые не отвечают указанному требованию.

По частотному составу подразделяются:

низкочастотные с преобладанием максимальных уровней в октавных полосах 8 и 16 Гц (локальная), 1 и 4 Гц (общая);

среднечастотные - 31,5 и 63 Гц (локальная), 8 и 16 Гц (общая);

высокочастотные - 125, 250, 500 и 1000 Гц (локальная), и31, 5 и 63 Гц (общая).

По временным характеристиками локальные вибрации подразделяются на:

постоянные, для которых величина виброскорости изменяется не более чем в 2 раза (на 6 дБ0 за время наблюдения не мене 1 мин;

непостоянные, для которых величина виброскорости изменяется не менее чем в 2 раза (на 6 дБ) за время наблюдения не менее 1 мин.

Непостоянные вибрации подразделяются на:

колеблющиеся во времени, для которых уровень виброскорости непрерывно меняется во времени;

прерывистые, когда контакт оператора с вибрацией в процессе работы прерывается, причем длительность интервалов, в течение которых имеет место контакт, составляет более 1с;

импульсные, состоящие из одного или нескольких вибрационных воздействий (например, ударов), каждый длительностью менее 1 с.

Местная вибрация.

По источнику возникновения локальные вибрации подразделяются на передающиеся от:

ручных машин с двигателями (или ручного механизированного инструмента), органов ручного управления машинами и оборудованием;

ручных инструментов без двигателей (например, рихтовочные молотки разных моделей) и обрабатываемых деталей.

Преимущественно местную вибрацию создают ручные машины ударного, ударно-вращательного и вращательного действия. К виброопасному оборудованию относятся клепальные, рубильные, отбойные молотки, бетономолы, трамбовки, поверхностные и глубинные ручные вибраторы, шлифовальные машины, дрели, горные сверла, бензомоторные и электропилы и др.

В большинстве случаев ручные виброопасные машины генерируют вибрацию, уровни колебательной скорости которой значитльно превышают допустимые нормами величины. Для пневмотрамбовок, гайковертов, горных сверл характерна вибрация с высокими уровнями в области низких частот. Вибрация пневматических рубильных, клепальных молотков, бурильных перфораторов, шлифовальных машин, бензомоторных пил характеризуется как средне- и высокочастотная, пневматических отбойных молотков, бурильных перфораторов, ручных вибраторов для уплотнения бетона как низко- , средне- и высокочастотная.

При работе ручных машин ударного и ударно-вращательного действия возникает так называемая отдача.

Отдача - периодический обратимый импульс, характер которого обусловлен конструкцией ручной машины, физическими свойствами обрабатываемого объекта, степенью осевого усиления, прикладываемого оператором.

К усугубляющим воздействие вибрации ручных машин на организм человека относятся шум высокой интенсивности, неблагоприятные метеорологические условия, пониженное и повышенное атмосферное давление и др.

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

Общая вибрация.

В соответствии с ГОСТ 12.1.012-90 «ССБТ. Вибрационная безопасность. Общие требования безопасности» существуют следующие виды общей вибрации - три категории:

1-транспоттная вибрация;

2-транспортно-технологическая;

3-технологическая.

Технологическая вибрация в свою очередь подразделяется на 4 типа:

3а - на постоянных рабочих местах в производственных помещениях, центральных постах управления и др;

3б - на рабочих местах в служебных помещениях на судах;

3в - на рабочих местах на складах, бытовых и других производственных помещениях;

3г - на рабочих местах в заводоуправлениях, КБ, лабораториях, учебных пунктах, ВЦ, конторских помещениях и др. помещениях умственного труда.

К источникам транспортной вибрации относят: тракторы, сельскохозяйственные машины (в том числе комбайны); автомобили грузовые, в том числе тягачи, скреперы, грейдеры, катки; снегоочистители.

К источникам транспортно-технологической вибрации относят: экскаваторы (в том числе роторные), краны промышленные и строительные, машины для загрузки (завалочные) для мартеновских печей в металлургическом производстве; горные комбайны, шахтные погрузочные машины, самоходные бурильные каретки; путевые машины, бетоноукладчики, напольный производственный транспорт.

К источникам технологической вибрации относят: станки металло- деревообрабатывающие, кузнечно-прессовое оборудование, литейные машины, электрические машины, насосные агрегаты и вентиляторы, оборудование для бурения скважин, буровые станки, машины для животноводства, очистки и сортировки зерна(сушилки), оборудование промышленности стройматериалов, установки химической и нефтехимической промышленности.

1. Действие на организм.

Характер воздействия на организм производственной вибрации определяется уровнями, частотным спектром, физиологическими свойствами тела человека. Местная вибрация малой интенсивности может оказывать благоприятное воздействие на организм человека: восстановить трофические изменения, улучшить функциональное состояние центральной нервной системы, ускорить заживление ран и т.п. При увеличении интенсивности колебаний и длительности их воздействия возникают изменения, приводящие в ряде случаев к развитию профессиональной патологии - вибрационной болезни.

В производственных условиях ручные машины с максимальным уровнем виброскорости в полосах низких частот (до 35 Гц), вызывают вибрационную патологию с преимущественным поражением нервно-мышечного аппарата. При работе с ручными машинами, вибрация которых имеет максимальный уровень энергии в областях спектра 35-250 Гц, наблюдаются преимущественно сосудистые расстройства с наклонностью к спазму периферических сосудов.

К основным проявлениям вибрационной патологии относятся нейрососудистые расстройства рук, сопровождающиеся интенсивными болями после работы и по ночам, снижением всех видов кожной чувствительности, слабостью в кистях рук. Нередко наблюдается так называемый феномен мертвых или белых пальцев. Параллельно развиваются мышечные и кожные изменения, а также расстройства нервной системы по типу неврозов.

Изменение костно-мышечной системы обусловлены как нарушениями нервно-сосудистой регуляции (в том числе и рефлекторного характера), так и непосредственным влиянием хронической микротравмы. При рентгеновских исследованиях в костях и суставах обнаруживаются явления функциональной перестройки в костной ткани: при длительном действии вибрации выявляются кистовидные образования в костях, резорбция бугристости ногтевых фаланг, региональный остеопороз, эностозы, эпикондилиты, явления септического некроза, деформирующего остеоартроза.

Одним из ранних признаков вибрационной патологии у операторов, работающих с ручными машинами, считается изменение кожного анализатора - повышение порогов вибрационной чувствительности. Степень изменения вибрационной чувствительности определяется параметрами вибрации, длительностью воздействия, а также наличием сопутствующих факторов производственной среды (охлаждение рук, мышечная нагрузка).

Наиболее характерными проявлениями вибрационной болезни считают периферические нейрососудистые расстройства верхних конечностей. Эти нарушения отчетливо проявляются в изменении кровенаполнения тканей предплечья, пальцев кисти, а также в изменении реактивности сосудов и общей дистонии.

Низкочастотная общая вибрация вызывает длительную травматизацию межпозвоночных дисков и костной ткани, смещение органов брюшной полости, изменение моторики гладкой мускулатуры желудка и кишечника, возникновение и прогрессирование дегенеративных изменений позвоночника.

У женщин, подвергающихся длительному воздействию общей вибрации отмечается повышенная частота гинекологических заболеваний, самопроизвольных абортов, преждевременных родов; низкочастотная вибрация вызывает у женщин нарушение кровообращения органов малого таза.

Длительное действие общей вибрации может привести к развитию вибрационной болезни. Для ее клинической картины характерны явления периферического вегетативного полиневрита в сочетании с функциональными изменениями ЦНС (астенические и астеноневрические реакции, головокружение, эмоциональная неустойчивость), а при выраженных формах - изменения вестибулярного аппарата.

2. Нормирование.

Для санитарного нормирования и контроля вибраций используются среднеквадратичные значения виброускорения и виброскорости, а также их логарифмические уровни в децибелах. ГОСТ 12.1.012-90.

Общая вибрация нормируется в октавных полосах со среднегеометрическими частотами 1, 2, 4, 8, 16, 32, 63 Гц и в 1/3 октавных полосах со среднегеометрическими частотами 0,8; 1,0; 1,25; 1,6; ...40; 50; 63; 80 Гц.

Локальная вибрация нормируется в октавных полосах со среднегеометрическими частотами 8, 16, 32, 63, 120, 250, 500, 1000 Гц.

3. Методы и средства защиты.

К работе с вибрирующими машинами и виброоборудованием допускаются лица не моложе 18 лет.

Для борьбы с вибрацией машин и оборудования и защиты работающих от вибрации используют различные методы. Борьба с вибрацией в источнике возникновения связана с установлением причин появления механических колебаний и их устранением, например, замена кривошипных механизмов равномерно вращающимися, тщательный подбор зубчатых передач, балансировка вращающихся масс и т.д.

для снижения вибрации широко используют эффект вибродемпфирования - превращения энергии механических колебаний в другие виды энергии, чаще всего в тепловую. С этой целью в конструкции деталей, через которые передается вибрация, применяют материалы с большим внутренним трением, специальные сплавы, пластмассы, резины, вибродемпфирующие покрытия. Для предотвращения общей вибрации используют установку вибрирующих машин и оборудования на самостоятельные виброгасящие фундаменты. Для ослабления передачи вибрации от источников ее возникновения полу, рабочему месту, сиденью и т.д. широко применяют методы виброизоляции. Для этого на пути распространения вибрации вводят дополнительную упругую связь в виде виброизоляторов из резины, пробки, войлока, асбеста, стальных пружин. В качестве средств индивидуальной защиты работающих используют специальную обувь на массивной резиновой подошве. Для защиты рук служат рукавицы, перчатки, вкладыши и прокладки, которые изготавливают из упругодемпфирующих материалов.

Важным для снижения опасного воздействия на организм человека является правильная организация режима труда и отдыха, постоянное медицинское наблюдение за состоянием здоровья, лечебно-профилактические мероприятия, такие как гидропроцедуры (теплые ванночки для рук и ног), массаж рук и ног, витаминизация и др.