3. Вибрация

Вибрация - механические, чаще всего синусоидальные колебания, возникающие в машинах и аппаратах. Процесс вибрации широко используется в различных технологических процессах - прессовании, просеивании, уплотнении и др. Шумом и вибрацией сопровождается работа при вращательном, возвратно-поступательном движении (зубчатые передачи, подшипниковые узлы, соединительные муфты и т.п).

Причиной вибрации являются неуравновешенные силовые воздействия. Вибрация находит полезное применение в медицине (вибромассаж) и в технике (вибраторы).

Все виды техники, имеющие движущиеся узлы, создают механические колебания. Увеличение быстродействия и мощности техники приводит к резкому повышению уровня вибрации. В механизмах с вращающимися частями почти всегда возникает вибрация, т.к. уравновесить все элементы механизмов практически невозможно. Вибрация машин может приводить к нарушению функционирования техники и даже к серьезным авариям.

Если внешние силы воздействуют на человека с частотами, близкими к частотам колебательных процессов в организме, возникает явление резонанса с резким увеличением амплитуды колебаний как всего тела, так и отдельных органов, что может привести к травмам позвоночника и костной ткани, нарушениям зрения, а у женщин возможны преждевременные роды. Для тела человека в положении сидя резонанс наступает при частоте 4-6Гц, для головы 20-30 Гц.

В зависимости от характера контакта тела рабочего с оборудованием различают общую и локальную (местную) вибрации:

1. локальная (местная) - передается через руки работающего. Ей подвергаются при работе с механизированными электрическими и пневматическими инструментами. Локальная вибрация вызывает спазмы сосудов, которые начинаются с концевых фаланг пальцев и распространяется на всю кисть, предплечье, захватывает сосуды сердца.

2. Общая (вибрация рабочих мест, передается через опорные поверхности на тело сидящего или стоящего человека) - вызывает сотрясение всего организма.

Общая вибрация делится на категории:

Категория 1 – транспортная вибрация, воздействующая на оператора на рабочих местах самоходных и прицепных машин и транспортных средств при их движении по местности; при этом оператор может активно регулировать воздействие вибрации.

Категория 2 – транспортно-технологическая вибрация, воздействующая на человека-оператора на рабочих местах машин с ограниченной подвижность при перемещении их по специально подготовленным поверхностям производственных помещений, при этом оператор иногда может регулировать действие вибрации.

Категория 3а – технологическая вибрация, воздействующая на оператора на рабочих местах стационарных машин или передающаяся на рабочие места, не имеющие источников вибрации.

Категория 3б – вибрация на рабочих местах работников умственного труда и персонала, не занимающегося физическим трудом. К ней относятся рабочие места на промышленных кранах, у станков метало- и деревообрабатывающих, кузнечно-прессового оборудования, литейных машин и другого стационарного оборудования.

Иногда работающий может одновременно подвергаться общей и местной вибрации (комбинированная вибрация).

Длительное воздействие вибрации ведет к возникновению профессионального заболевания - вибрационной болезни, в развитии которой различают 4 стадии:

1. начальная стадия - характеризуется слабо выраженной болью в руках, снижением порога вибрационной чувствительности, спазмом капилляров, болями в мышцах плечевого пояса.

2. вторая стадия - усиливаются боли в верхних конечностях, наблюдается расстройство чувствительности, снижается температура и синеет кожа кистей рук, появляется потливость. При прекращении действия вибрации на 1 и 2 стадии лечение эффективно, а изменения обратимы.

3. третья и четвертая стадии - характеризуются интенсивными болями в руках, резким снижением температуры кистей рук, появляются нарушения в деятельности нервной, эндокринной, сердечно-сосудистой системы вплоть до спазмов сосудов головного мозга и сердца. У больных наблюдаются головокружения, головные и загрудинные боли. Все изменения имеют стойкий характер и необратимы.

Вибрация опасна не только для здоровья человека, но и для технологического оборудования, строительных конструкций.

Распространяясь по конструкции, вибрации могут вызвать ее необратимые деформации, быстрый износ вращающихся частей оборудования вследствие дисбаланса.

Методы защиты от шума и вибрации

Основными методами являются:

• устранение причин шума и вибрации или существенное их ослабление в источнике образования;

• изоляция источников шума и вибрации от окружающей среды средствами звуко- и виброизоляции, звуко- и вибропоглощения.

Звукопоглощение - способность материала или конструкции поглощать энергию звуковых волн, которая в узких каналах и порах материала трансформируется в другие виды энергии, в основном тепловую.

Звукоизоляция - создание специальных строительных устройств - преград (в виде стен, перегородок, кожухов), препятствующих распространению шума из одного помещения в другое или в одном и том же помещении.

Существует – 2 вида вибропоглощения:

• вибродемпфирование - уменьшение уровня вибрации защищаемого объекта, достигаемое превращением энергии механических колебаний в др. виды энергии, чаще всего в тепловую;

• виброгашение - снижение уровня вибрации защищаемого объекта, достигаемое введением в колебательную систему дополнительных реактивных сопротивлений.

Виброизоляция — снижение уровня вибрации защищаемого объекта, достигаемое уменьшением передачи колебаний от их источника.

Бывает активной, пассивной:

• применение средств, снижающих шум и вибрацию на пути их распространения;

• акустическая обработка (уменьшение отражений от стен, перекрытий);

• архитектурно-планировочные решения с рациональным размещением технологического оборудования, машин, механизмов;

• организационно-технические мероприятия (малошумные технологические процессы, оснащение машин дистанционным управлением, рациональный режим труда и отдыха работающих);

• применения средств индивидуальной защиты;

• профилактические мероприятия медицинского характера.

Нормирование шума и вибрации производится по ГОСТ 12.1.003-88 и ГОСТ 12.1.012-78 и санитарным нормам СН 3223-85 и СН 626-66.