23. Вібрація. Дія на організм людини. Класифікація виробничої вібрації. Нормування. Захист від вібрації. Вібрація
Людина в сучасному суспільстві постійно стикається з вібраційними явищами: на виробництві, в транспорті, в побуті. Джерелами вібрації є різноманітні машини, технологічне устаткування і транспортні засоби. Зростання числа машин, підвищення їх потужності, збільшення інтенсивності і швидкості транспортних потоків приводить до того, що дія вібрації на людину зростає. Звідси витікає необхідність обмеження цієї дії шляхом вдосконалення нормативних актів і засобів захисту від вібрації.
Вібрація відноситься до шкідливих чинників, яка має високу біологічну активність. Дія вібрації на людину може приводити, з одного боку, до зниження продуктивності праці і якості роботи, а з іншого боку, до виникнення захворювань (серед професійних захворювань вібраційна патологія стоїть на другому місці після пилової).
За способом передачі на людину розрізняють: загальну вібрацію, що передається через опорні поверхні на тіло людини, що стоїть або сидить; локальну вібрацію, що передається через руки людини або окремі ділянки тіла, які контактують з вібруючим інструментом, а також через ноги сидячої людини. Загальну вібрацію розглядають в частотному діапазоні, що охоплюється октавними смугами з середньогеометрічними частотами 1...63 Гц, та локальну — 8... 1000 Гц. По напряму дії загальну вібрацію розділяють на вертикальну, направлену перпендикулярно опорній поверхні; горизонтальну, таку, що діє в площині паралельній опорної поверхні.
Дія на організм людини
Вібрація оказує на організм людини різнопланову дію залежно від спектру, напряму, місця і тривалісті дії вібрації, а також від індивідуальних особливостей людини. Наприклад, вібрація з частотами нижче 1 Гц викликає заколисування (морську хворобу), а слабка гармонійна вібрація з частотою 1...2 Гц викликає сонливий стан. Частоти вібрації і відповідні шкідливі дії на людину представлені в таблиці.
На малюнку приведена модель тіла людини, що складається з мас, пружин і демпферів. У такій моделі окремі частини тіла характеризуються власними частотами коливань. При збігу частоти збудження системи з її власною частотою виникає явище резонансу, при якому амплітуда коливань різко зростає. Так резонанс органів черевної полості спостерігається при частотах 4...8 Гц, голова опиняється в резонансі на частоті 25 Гц, а очні яблука — на частоті 50 Гц. У останньому випадку, при резонансі очей, суб'єктивні почуття такі, неначе очі покриті пеленою.
Органи що входять в резонанс нерідко викликають хворобливі відчуття, пов’язані, зокрема, з розтяганням зв’язок, що підтримують вібруючий орган.
Дія вібрації на людину так широка і має такі негативні наслідки, що це послужило підставою для виділення близько ста років тому вібраційної хвороби в якості самостійного захворювання. Симптоми вібраційної хвороби багатообразні і виявляються в порушенні роботи серцево-судиної і нервової систем, поразці м'язових тканин і суглобів, порушенні функцій опорно-рухового апарату.
Коливання сидячої людини на частотах 8...10 Гц визначаються в основному диссипативними силами, так що велика частина вібрації поглинається тілом людини. Це стає причиною широкого розповсюдження захворювань хребта. Так у водіїв-професіоналів автомобілів, трактористів, пілотів літаків грижі міжхребетних дисків зустрічаються у декілька разів частіше, ніж у осіб сидячих професій, що не піддаються вібрації.
При роботі з ручними машинами на тіло людини через руки передається локальна вібрація. Локальна вібрація може викликати в організмі людини ефекти загального характеру типу головного болю, нудоти і т. і., але головне вона впливає на процес кровообігу в пальцях рук і на нервові закінчення. Це у свою чергу викликає веління пальців, втрату їх чутливості, оніміння, відчуття колення. Ці явища посилюються на холоді, але на перших порах відносно швидко проходять. При тривалій дії вібрації патологія може стати необоротною і приводить до необхідності зміни професії. У особливо запущених випадках може мати місце навіть гангрена. Терміни появи симптомів вібраційної хвороби залежать від рівня і часу дії вібрації на протязі робочого дня. Так у формувальників, бурильників, рихтовщиків захворювання починає розвиватися через 8... 12 років роботи.
Дія ручних машин на людину залежить від багатьох чинників: типу машини (ударні машини небезпечніші, ніж машини обертального типу), твердості оброблюваного матеріалу, напряму вібрації, сили обхвату інструменту. Шкідлива дія вібрації посилюється при м'язовому навантаженні, несприятливих умовах мікроклімату (знижена температура і підвищена вологість), психо-эмоціональній напруженості.
З проблемою вібрації ми стикаємося і в побуті, коли, наприклад, житловий будинок розташовується поблизу залізниці, автошляху або в його підвальних приміщеннях розміщується яке-небудь технологічне устаткування. При цьому основну негативну дію на людину задає не сама по собі вібрація, а пов'язаний з нею так званий структурний шум. Він виникає в результаті розповсюдження вібрації по конструкції будівлі і може бути для людини сильним дратівливим чинником, особливо в нічний час.