3. Вібрація. Нормування, дія на організм.

Вібрація це механічні коливання пружних тіл або коливальні рухи механік-них систем.

Для людини вібрація є видом механічного впли­ву, який має негативні нас-лідки для організму.

Причиною появи вібрації є неврівноважені сили та ударні процеси в дію-чих механізмах. Створення високопродуктивних потужних машин і швид-кісних транспортних засобів при одночасному знижен­ні їх матеріалоємності неминуче призводить до збільшення інтенсив­ності і розширення спектру вібраційних та віброакустичних полів.

Цьому сприяє також широке використання в промисловості і будів­ництві високоефективних механізмів вібраційної та віброударної дії. Дія вібрації може приводити до трансформування внутрішньої струк­тури і поверхневих шарів матеріалів, зміни умов тертя і зносу на кон­тактних поверхнях деталей машин, нагрівання конструкцій. Через вібрацію збільшуються динамічні на-вантаження в елементах кон­струкцій, стиках і сполученнях, знижується не-суча здатність деталей, ініціюються тріщини, виникає руйнування обладнан-ня. Усе це приводить до зниження строку служби устаткування, зростання імовірності аварійних ситуацій і зростання економічних витрат.

Вважають, що 80% аварій в машинах і механізмах здійснюється внаслідок вібрації. Крім того, коливання конструкцій часто є джерелом небажаного шуму. Захист від вібрації є складною і багатоплановою в науково-тех­ніч-ному та важливою у соціально-економічному відношеннях пробле­мою на-шого суспільства.

Дія вібрації визначається:

1. Інтенсивністю коливань.

2. Їх спектральним скла­дом.

3. Тривалістю впливу.

4. Напрямком дії.

Показниками інтенсивності є:

1. Середньоквадратичні або амплітудні значення віброприскорення.

2. Віброшвидкості.

3. Віброзміщення.

Класифікація вібрацій. Згідно ДСН 3.3.6.039-99 «Державні санітарні норми виробничої загальної та локальної вібрації. Терміни та визначення.» за способом передачі на тіло людини розрізняють:

1. Загальну вібрацію - вібрація яка передаеться на тіло людини через опор-ні поверхні тіла.

2. Локальну вібрацію - вібрація, яка передається через руки працюючих при контакті з ручним механізованим інструментом, органами керування машинами і обладнанням, деталями, які обробляються, обладнання, яке вібрує.

Обладнання, що вібрує це обладнання, під час роботи з яким виникає віб-рація, рівень якої становить не менше 20 % від гігієнічного норматива.

Загальну вібрацію поділяють:

1. За джерелом її виникнення на категорії:

Категорія 1 - транспортна вібрація. Діє на людину на робочих місцях са-мохідних та причіпних машин, транспортних засобів під час руху по місце-вості. Прикладом таких машин є трактори, сільськогосподарські та промис-лові, самохідні сільськогосподарські машини, у тому числі комбайни; авто-мобілі вантажні, в тому числі тягачі, скрепери, грейдери, котки.

Категорія 2 - транспортно-технологічна вібрація. Діє на людину на ро-бочих місцях машин з обмеженою рухливістю та таких, що рухаються тіль-ки по спеціально підготовленим поверхням виробничих приміщень, промис-лових майданчиків. Прикладом таких машин є екскаватори, в тому числі ро-торні, крани промислові та будівельні, транспорт виробничих приміщень.

Категорія 3 - технологічна вібрація. Діє на людину на робочих місцях стаціонарних машин чи передається на робочі місця, які не мають джерел вібрації. Прикладом таких машин є верстати та метало-деревообробне, пре-сувальноко-вальське обладнання, електричні машини, стаціонарні електрик-ні установки, насосні агрегати та вентилятори, машини для тваринництва, очищення та сортування зерна.

2. За місцем дії:

- тип «а» - на постійних робочих місцях виробничих приміщень підпри-ємств;

- тип «б» - на робочих місцях складів, їдалень, побутових, чергових та ін-ших виробничих приміщень, де немає джерел вібрації;

- тип «в» - на робочих місцях заводоуправлінь, конструкторських бюро, лабораторій, учбових пунктів, обчислювальних центрів, медпунктів, контор-ських приміщень, робочих кімнат та інших приміщень для працівників ро-зумової праці.

3. За часовими характеристиками на:

- постійні - величина віброприскорення або віброшвидкості змінюється менше ніж у 2 рази (менше 6 дБ) за робочу зміну;

- непостійні - величина віброприскорення або віброшвидкості змінюється не менше ніж у 2 рази (6 дБ і більше) за робочу зміну.

4. За напрямком дії:

- діючу у вертикальному (перпендикулярному опорним поверхням тіла) напрямку - вісь Z_о;

• горизонтальному повздовжньому (спина - груди) напрямку - вісь Х_о;

• та горизонтальному поперечному (плече- плече) напрямку - вісь Y_о.

Напрямки координатних осей наведені у додатку №1, ДСН 3.3.6.039-99 «Державні санітарні норми виробничої загальної та локальної вібрації. Тер-міни та визначення.»

Напрямки координатних осей при дії загальної вібрації.

Локальну вібрацію поділяють:

1. За джерелом виникнення:

- що передається від ручних машин або ручного механізованого інстру-менту, органів керування машинами та устаткуванням;

- що передається від ручних інструментів без двигунів (рихтувальні молотки) та деталей, які оброблюються.

2. За часовими характеристиками на:

- постійні - величина віброприскорення або віброшвидкості змінюється менше ніж у 2 рази (менше 6 дБ) за робочу зміну;

- непостійні - величина віброприскорення або віброшвидкості змінюється не менше ніж у 2 рази (6 дБ і більше) за робочу зміну.

3. За напрямком дії:

• діючої вздовж осі Х_л, - паралельна осі місця захвату джерела вібрації (дер-жака, кермового колеса, важелів керування, які тримають у руках);

• діючу вздовж осі Z_л - паралельна передпліччю руки працюючого;

• діючу вздовж осі Y_л, - перпендикулярна по відноше-нню до осей Х_л та Z_л.

Напрямки координатних осей наведені у додатку №1, ДСН 3.3.6.039-99 «Державні санітарні норми виробничої загальної та локальної вібрації. Термі-ни та визначення.»

Напрямки координатних осей при дії локальної вібрації.

А) При охопленні циліндричних та близьких до них поверхонь.

Б) При охопленні сферичних поверхонь.

Непостійні вібрації поділяють на:

- коливні - рівні яких безперервно змінюються в часі;

- переривчасті - коли контакт з вібрацією в процесі роботи перерива-ється, причому довжина інтервалів, під час яких має місце контакт, стано-вить більше 1с;

- імпульсні - що складаються з одного або кількох вібраційних впливів, кожен довжиною менше ніж 1с, при частоті їх дії менше ніж 5,6 Гц (нап-риклад, ударів).

Вплив вібрації на людину. Залежить від її спектрального складу, нап-рямку дії, прикладення, тривалості впливу, а також від індивіду­альних осо-бливостей людини.

При оцінці вібраційного впливу потрібно враховувати, що коли­вальні про-цеси притаманні живому організму. В основі серцевої діяль­ності і кровообігу та біострумів мозку лежать ритмічні коливання. Внутрішні органи людини можна розглядати як коливальні системи з пружними зв'язками. Частоти їх власних коливань лежать у діапазоні 3...6 Гц. Частоти власних коливань плечового пояса, стегон і голови щодо опорної поверхні (положення стоячи) складають 4...6 Гц, голови щодо пліч (положення сидячи) 25...ЗО Гц.

При впливі на людину зовнішніх коливань (хитавиці, струсів, вібрації) відбувається їхня взаємодія з внутрішніми хвильовими про­цесами, виник-нення резонансних явищ. Так, зовнішні коливання частотою менш 0,7 Гц утворюють хитавицю і порушують у людини нормальну діяльність вестиму-лярного апарата.

Інфразвукові коливання (менш 16 Гц), впливаючи на людину, пригнічують центральну нер­вову систему, викликаючи почуття тривоги, страху. За певної інтен­сивності на частоті 6...7 Гц інфразвукові коливання, втягуючи у резо­нанс внутрішні органи і систему кровообігу, здатні викликати травми, розри-ви артерій.

Вібрація, що діє на людину, має широкий діапазон - від десятих часток до декількох тисяч Гц. Характерними рисами шкідливого впливу вібрації на людину є можливі зміни у функціональному стані: підвищена втома, збіль-шення часу моторної реакції, порушення вестибулярної реакції.

Медичними дослідженнями встановлено, що вібрація є подразником пери-феричних нервових закінчень, розташо­ваних на ділянках тіла людини, що сприймають зовнішні коливання. У результаті впливу вібрації виникають нервово-су­динні розлади, ураження кістково-суглобної й інших систем орга-ніз­му. Терміни виникнень змін у кістках у працівників вібраційних професій коливається в межах від 6 - 8 місяців до 2 - 5 років.

Шкідливість вібрації збільшується при одночасному впливі на людину таких факторів, як знижена температура, підвищені рівні шуму, запиленість повітря, тривала статична напруга м'язів. Сучасна медицина розглядає ви-робничу вібрацію як значний стрес-фактор, що має негативний вплив на психомоторну працездатність, емоційну сферу і розумову діяльність люди-ни, що підвищує ймовір­ність виникнення різних захворювань і нещасних випадків. Особливо небезпечний тривалий вплив вібрації для жіночого ор-ганізму. Цей широкий комплекс патологічних відхилень, викликаний впли-вом вібрації на організм людини, кваліфікується як віброзахворювання.

Вібраційна хвороба може тривалий час протікати компенсовано. Хворі збе-рігають працездатність, не звертаються за лікарською допомогою.

Параметри виробничої вібрації, що нормується, та методи її гігієніч-ної оцінки. Гігієнічна оцінка вібрації, яка діє на людину у виробничих умовах, здійснюється за допомогою методів:

1. Частотного (спектрального) аналізу її параметрів.

2. Інтегральної оцінки за спектром частот параметрів, що норму­ються.

3. Дози вібрації.

При дії постійної локальної та загальної вібрації параметром, що норму-ється, є середньоквадратичне значення віброшвидкості та віброприскорення або їх логарифмічні рівні в діапа­зоні октавних смуг із середньогеомет-ричними частотами:

- для локальної вібрації - 8,0; 16,0; 31,5; 63,0; 125,0; 250,0; 500,0; 1000,0 Гц;

- для загальної вібрації - 1,0; 2,0; 4,0; 8,0; 16,0; 31,5; 63,0 Гц або в діапазоні 1/3 октавних смуг 0,8; 1,0; 1,25; 1,6; 2,0; 2,5; 3,15; 4,0; 5,0; 6,3; 8,0; 10,0; 12,5; 16,0; 20,0; 25,0; 31,5; 40,0; 50,0; 63,0; 80,0 Гц.

Віброшвидкість (V) це кінематичний параметр, що дорівнює швидкості переміщення точки, яка коливається з певною частотою.

Віброприскорення (а) це кінематичний параметр, що дорівнює прискорен-ню переміщення точки, яка коливається з певною частотою.

Середнє квадратичне значення (коливної величини) це квадратний корінь із середнього арифметичного або середнього інтегрального значення квадра-та коливної величини в певному інтервалі часу.

При дії непостійної вібрації (крім імпульсної) параметром, що нормуєть-ся, є вібраційне навантаження (еквівалентний коректований рівень, доза віб-рації), одержане робітником протягом зміни та зафіксоване спеціальним приладом.

Еквівалентний коректований рівень вібрації (L_{кор.екв.}) це інтегральний показник вібраційного «навантаження» на працюючого за робочу зміну, що відповідає рівню (L) постійної вібрації, яка має таку ж саму енергію при дії протягом зміни 8 год.

При дії імпульсної вібрації з піковим рівнем віброприскорення від 120 до 160 дБ, параметром, що нормується, є кількість вібраційних імпульсів за зміну (годину), в залежності від тривалості імпульсу, таблиця №4 «Гранично достимі параметри імпульсної локальної вібрації», ДСН 3.3.6.039-99 «Дер-жавні санітарні норми виробничої загальної та локальної вібрації. Терміни та визначення».

Пікове значення коливної величини це найбільше абсолютне значення ко-ливної величини в певному інтервалі часу.

Методи контролю вібрацій. Контроль за відповідністю параметрів віб-рації вимогам діючих санітарних норм здійснюється на стадії проектування, виготовлення і експлуатації облад­нання. Результати контролю є підставою для розробки комплексних заходів про­філактики несприятливого впливу виробни-чої вібрації на працюючих.

На виробництві контроль вібрації здійснюється при проведенні дослід-жень з гігієнічної атестації робочих місць та при проведенні планового кон-тролю за станом умов праці:

- локальна вібрація - повинна контролюватись не менше двох разів на рік, а також після планового ремонту інстру-ментів;

- загальна вібрація - повинна контролюватись один раз на рік.

Контроль вібрації ручних інструментів може здійснюватись в умовах, що імі-тують виробничі, з використанням спеці­альних стендів.

Захист організму людини від впливу вібрації. Заходи, по захисту від дії віб-рації розділяють на: технічні, організаційні, лікувально-профілактичні. Мо-жуть бути колективні і індивідуальні.

До технічних заходів відносять: зниження вібрації в джерелі її виникнен-ня, зниження діючої вібрації на шляху распространения від джерела виник-нення.

До організаційних заходів відносять: організаційно-технічні. організаційне – режимні.

До лікувально-профілактичних заходів відносять: медичний контроль, лікувальні процедури.

Тема № 9. «Загальні поняття про виробничі небез-пеки, причини їх виникнення та запобігання наслід-ками».