21. Вибрация

Вибрация — механическое колебательное движение системы с упругими связями.

Источники вибраций: различное производственное оборудование.

Причина появления вибрации: неуравновешенное силовое воздействие.

Вибрация, воздействуя на живой организм, трансформируется в энергию биохимических и биоэлектрических процессов, формируя ответную реакцию организма. В отличие от звука, вибрация воспринимается различными органами и частями тела.

Вредное влияние вибраций на организм человека (вибрационная чувствительность) заключается в их локальном раздражающем и повреждающем воздействии на ткани и содержащиеся в них рецепторы. При частоте колебаний от I до 10 Гц предельные ускорения, равные 10 мм/с, являются неощутимыми, 40 мм/с — слабо ощутимыми, 400 мм/с — сильно ощутимыми и 1000 мм/с — вредными. Низкочастотные колебания с ускорением 4000 мм/с — непереносимые.

Вредные воздействия:

- повреждения различных органов и тканей;

- влияние на центр. нервную систему;

- влияние на органы слуха и зрения;

- повышение утомляемости.

Основные характеристики вибрации:

1. Колебательная скорость: V, м/с.

2. Частота колебаний:f, Гц.

3. Среднеквадратичное значение колебательной скорости в октавных полосах частот: V_c, м/с.

4. Среднеквадратичное значение виброускорения в октавных полосах частот: а_с, м/с².

5. Логарифмический уровень виброскорости L_v и виброускорения L_а при расчетах и нормировании, дБ:

, (6)

, (7)

где V₀ - пороговое значение колебательной скорости (V₀ = 5-10^-8 м/с);

а₀ - пороговое значение виброускорения (а₀ = 10^-6 м/с²).

Классификация:

1. По способу передачи вибрации на человека (в зависимости от характера контакта с источниками вибрации):

- общая (передается через опорные поверхности на тело сидящего или стоящего человека) Общая вибрация в практике гигиенического нормирования обозначается как вибрация рабочих мест.

- локальная (на ноги или руки). e.g. вибрация, воздействующая на ноги сидящего человека и на предплечья, контактирующие с вибрирующими поверхностями рабочих органов машин.

2. По источнику возникновения:

- транспортная (категория 1), воздействующая на оператора на рабочих местах транспортных средств при их движении; при этом оператор может активно, в известных пределах, регулировать воздействия вибрации;

- трансп.-технологич-я (категория 2), воздействующая на человека-оператора на рабочих местах машин с ограниченной подвижностью при перемещении их по специально подготовленным поверхностям производственных помещений; при этом оператор может лишь иногда регулировать воздействие вибрации;

- технологическая (категория 3), воздействующая на человека на рабочих местах стационарных машин или передающаяся на рабочие места, не имеющие источников вибрации.

Общую вибрацию категории 3 по месту действия подразделяют на следующие типы:

- 3а - на постоянных рабочих местах производственных помещений предприятий;

- 36 - на рабочих местах на складах, в столовых, бытовых, дежурных и других производственных помещений, где нет машин, генерирующих вибрацию;

- Зв - на рабочих местах в помещениях заводоуправления, конструкторских бюро, лабораторий, учебных пунктов, вычислительных центров, здравпунктов, конторских помещениях, рабочих комнатах и других помещениях для работников умственного труда.

3. По характеру спектра вибрация подразделяется на узкополосную и широкополосную.

4. По частотному составу

- на низкочастотную с преобладанием максимальных уровней в октавных полосах 8 и 16 Гц,

- среднечастотную - 31,5 и 63 Гц, высокочастотную - 125, 250, 500,1 000 Гц - для локальной вибрации; для вибрации рабочих мест - соответственно 1 и 4 Гц, 8 и 16 Гц; 31,5 и 63 Гц.

5. По временным характеристикам:

- постоянная вибрация, для которой величина виброскорости изменяется не более чем в 2 раза (на 6 дБ) за время наблюдения не менее 1 мин;

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

Нормирование вибрации

I направление - санитарно-гигиеническое (при гигиенической оценке вибраций нормируемыми параметрами являются средние квадратичные значения виброскорости V (и их логарифмические уровни L_V) или виброускорения для локальных вибраций в октавных полосах частот, а для общей вибрации - в октавных или треть октавных полосах. Допускается интегральная оценка вибрации во всем частотном диапазоне нормируемого параметра, а также по дозе вибрации D_с учетом времени воздействия).

II направление - техническое (защита оборудования).

Методы снижения вибрации и шума

1. Снижение вибрации в источнике ее возникновения совершенствование конструкции (обеспечиваемое системой технических, технологических и организационных решений и мероприятий по созданию машин и оборудования с низкой вибрационной активностью, e.g. достигается заменой возвратно-поступательного движения в узлах работающих механизмов равномерным вращательным).

2. Конструктивные методы (виброгашение, виброденфирование, расчёт фундамента, системы амортизаторов или виброизоляторов).

3. Организационные меры. Организация режима труда и отдыха, система организации труда и профилактических мероприятий на предприятиях, ослабляющих неблагоприятное воздействие вибрации на человека-оператора (e.g. защита временем - сокращение времени воздействия отрицательных действий шумов, построения рационального режима труда и отдыха, предусматривающего кратковременные перерывы в течение рабочего дня для восстановления функции слуха в тихих помещениях).

4. Использование средств индивидуальной защиты (защита опорных поверх-тей).

5. Звукопоглощение и виброизоляция (Воздушные шумы ослабляются установкой па машинах специальных кожухов или размещением генерирующего шум оборудования в помещениях с массивными стенами без щелей л отверстий. Для исключения резонансных явлений кожухи следует облицовывать материалами с большим внутренним трением. В производственных условиях широко применяются средства звукопоглощения. Для помещений малого объема (400-500 м³) рекомендуется общая облицовка стен и перекрытий. В помещениях большого объема эффективны звукопоглощающие барьеры и объемные поглотители, подвешиваемые над шумными агрегатами, которые увеличивают звукопоглощение почти в 2 раза по сравнению с покрытием звукопоглощающими материалами потолков и стен).

6. При высоких тонах шумов эффективно демпфирование, при котором вибрирующая поверхность покрывается материалом с большим внутренним трением (резина, пробка, битум, войлок и др.).

7. Установка глушителей шума и вибрации, экранов, виброизоляторов.

8. Рациональное размещение работающего оборудования и цехов

9. Вынесение шумящих агрегатов и устройств от мест работы и проживания людей, зонирование.

10. Применение средств индивидуальной защиты – антифоны (для защиты от шума: беруши, наушники; для защиты от вибрации — виброгасящие рукавицы).

При небольшой интенсивности и длительности воздействия вибрация может быть полезна, уменьшает утомляемость, повышает обмен веществ, увеличивает мышечную силу.