Производственная вибрация и ее воздействие на человека


В соответствии с ГОСТ 24346-80 (СТ СЭВ 1926-79) «Вибрация. Термины и определения» под вибрацией понимается движение точки или механической системы, при котором происходит поочередное возрастание и убывание во времени значений по крайней мере одной координаты. Причиной возбуждения вибраций являются возникающие при работе машин и агрегатов неуравновешенные силовые воздействия. Источники вибраций - возвратно-поступательно движущиеся системы (кривошипно-шатунные механизмы, ручные перфораторы, пломбиры, вибротрамбовки, приборы для упаковки товаров и пр.), а также неуравновешенные вращающиеся массы (электрические и пневматические шлифовальные и режущие машины, режущие инструменты). Иногда вибрацию создают удары взаимодействующих деталей в зубчатых зацеплениях, подшипниковых узлах и других механизмах. Наличие дисбаланса приводит к появлению неуравновешенных сил, вызывающих вибрацию. Причиной дисбаланса может быть неоднородность материала вращающегося тела, несовпадение центра массы тела и оси вращения, деформация деталей от неравномерного нагрева при горячих и холодных посадках и т. д.
Основными параметрами вибрации, происходящей по синусоидальному закону, являются: частота, амплитуда смещения, скорость, ускорение, период колебания (время, в течение которого совершается одно полное колебание).
В производственных условиях почти не встречается вибрации в виде простых гармонических колебаний. При работе машин и оборудования обычно возникает сложное колебательное движение, которое является апериодическим или квазипериодическим, имеющим импульсный или толчкообразный характер.
В зависимости от контакта работника с вибрирующим оборудованием различают местную (локальную) и общую вибрацию (вибрацию рабочих мест). Вибрация, воздействующая на отдельные части организма работающего, определяется как местная. Вибрация рабочего места, воздействующая на весь организм, определяется как общая. В производственных условиях часто встречается одновременно местная и общая вибрация, которая называется смешанной вибрацией.
Смешанное воздействие с преобладанием местной вибрации возникает при работе ряда ручных машин, когда колебательные движения инструмента, машины передаются телу не только через верхние, но и через нижние конечности, грудь, спину, что зависит от рабочей позы и конструкции инструмента. Например, при работе с пневмомолотком для скрепления деталей деревянной тары.
Общая вибрация преобладает, например, при работе водителей на подъемнотранспортных и погрузочно-разгрузочных машинах.
Воздействие вибрации на организм человека.
Тело человека рассматривается как сочетание масс с упругими элементами, имеющими собственные частоты, которые для плечевого пояса, бедер и головы относительно опорной поверхности (положение «стоя») составляют 4-6 Гц, головы относительно плеч (положение «сидя») - 25-30 Гц. Для большинства внутренних органов собственные частоты лежат в диапазоне 6-9 Гц. Общая вибрация с частотой менее 0,7 Гц, определяемая как качка, хотя и неприятна, но не приводит к вибрационной болезни. Следствием такой вибрации является морская болезнь, вызванная нарушением нормальной деятельности вестибулярного аппарата по причине резонансных явлений.
При частоте колебаний рабочих мест, близкой к собственным частотам внутренних органов, возможны механические повреждения или даже разрывы. Систематическое воздействие общих вибраций, характеризующихся высоким уровнем виброскорости, приводит к вибрационной болезни, которая характеризуется нарушениями физиологических функций организма, связанными с поражением центральной нервной системы. Эти нарушения вызывают головные боли, головокружения, нарушения сна, снижение работоспособности, ухудшение сердечной деятельности.
Особенности воздействия вибрации определяются частотным спектром и расположением в его пределах максимальных уровней энергии колебаний. Местная вибрация малой интенсивности может благоприятно воздействовать на организм человека, восстанавливать трофические изменения, улучшать функциональное состояние центральной нервной системы, ускорять 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.
Ручные машины, вибрация которых имеет максимальные уровни энергии в низких частотах (до 35 Гц), вызывают вибрационную патологию с преимущественным поражением нервно-мышечного и опорно-двигательного аппарата. При работе с ручными машинами, вибрация которых имеет максимальный уровень энергии в высокочастотной области спектра (выше 125 Гц), возникают сосудистые расстройства с наклонностью к спазму периферических сосудов. При воздействии вибрации низкой частоты заболевание возникает через 8-10 лет (формовщики, бурильщики), при воздействии высокочастотной вибрации - через 5 и менее лет (шлифовщики, рихтовщики).
Допустимые уровни вибрации.
Различают гигиеническое и техническое нормирование вибраций. Гигиенические ограничивают параметры вибрации рабочих мест и поверхности контакта с руками работающих, исходя из физиологических требований, исключающих возможность возникновения вибрационной болезни. Технические ограничивают параметры вибрации не только с учетом указанных требований, но и исходя из достижимого на сегодняшний день для данного типа оборудования уровня вибрации. Разработаны законодательные документы, устанавливающие допустимые значения и методы оценки характеристик вибраций, к которым относятся ГОСТ 12.1.012-78*. Система стандартов безопасности труда. Вибрация, общие требования безопасности и ГОСТ 17770-72' (СТ СЭВ 715-77). Машины ручные. Допустимые уровни вибрации. Оценка степени вредности вибрации ручных машин производится по спектру виброскорости в диапазоне частот 11-2800 Гц. Для каждой октавной полосы в пределах указанных частот устанавливают предельно допустимые значения среднеквадратичной величины виброскорости и ее уровни относительно порогового значения, равного 5 • 10"8 м/с.
Масса вибрирующего оборудования или его частей, удерживаемых руками, не должна превышать 10 кг, а усилие нажима - 20 кг.
Общая вибрация нормируется с учетом свойств источника ее возникновения и делится на вибрацию: транспортную, которая возникает в результате движения машин по местности и дорогам; транспортно-технологическую, которая возникает при работе машин, выполняющих технологическую операцию в стационарном положении, а также при перемещении по специально подготовленной части производственного помещения, промышленной площадке или на оптовых базах; технологическую, которая возникает при работе стационарных машин или передается на рабочие места, не имеющие источников вибраций (например, от работы холодильных, фасовочно-упаковочных машин).
Высокие требования предъявляют при нормировании технологических вибраций в помещениях для умственного труда (дирекция, диспетчерская, бухгалтерия и т. п.). Гигиенические нормы вибрации установлены для рабочего дня длительностью 8 ч.
Анализ последствий воздействия вибраций, встречающихся на предприятиях, свидетельствует об отрицательном влиянии их на физиологические функции организма работающих. Длительно и интенсивно воздействуя на человека, она приводит к нарушению деятельности нервной системы, головокружениям и головной боли, расстройствам зрения, онемению и отечности пальцев рук, заболеванию суставов, снижению чувствительности и другим патологическим изменениям.
Эти изменения могут прогрессировать и привести к вибрационной болезни и полной потере трудоспособности.
Амплитуда и частота вибрации существенно влияют на тяжесть заболевания и при определенных величинах вызывают вибрационную болезнь:
Влияние вибрации на организм человека

Амплитуда колебаний вибрации, мм

Частота вибрации, Гц

Результат воздействия

До 0,0 15

Различная

Не влияет на организм

0,0160-0,050

40-50

Нервное возбуждение с депрессией

0,051-0,100

40-50

Изменение в центральной нервной системе, сердце и органах слуха

0,101-0,300

50-150

Возможно заболевание

0,101-0,300

150-250

Вызывает виброболезнь


Санитарные нормы устанавливают предельно допустимые величины вибрации в производственных помещениях предприятий.
Приведенные нормы одинаковы для горизонтальных и вертикальных вибраций. Непрерывность их воздействия не должно превышать 10-15% рабочего времени. Амплитуда колебаний, скорость и ускорение колебательных движений могут быть увеличены не более чем в три раза.
Допустимые величины вибрации в производственных помещениях

Амплитуда колебаний вибрации, мм

Частота вибрации, Гц

Скорость колебательных движений, см/с

Ускорение колебательных движений, см/с2

0,6-0,4

До З

1,12-0,76

22-14

0,4-0,15

3-5

0,76-0,46

14-15

0,15-0,05

5-8

0,46-0,25

15-13

0,05-0,03

8-15

0,25-0,28

13-27

0,03-0,009

15-30

0,28-0,17

27-32

0,009-0,007

30-50

0,17-0,22

32-70

0,007-0,005

50-75

0,22-0,23

70-112

0,005-0,003

75-100

0,23-0,19

112-120

1,5- 2

45-55

1,5-2,5

25-40


Методы снижения уровня вибраций машин и оборудования.
Причинами вибрации могут быть неправильная установка и эксплуатация машин и оборудования, неравномерный износ отдельных узлов.
Вибродемпфирование производится с помощью использования композиционных материалов: сталь - алюминий, сталь - медь, а также пластмасс, древесины или резины. Широкое распространение получили вибродемпфирующие покрытия, которые в зависимости от величины динамического модуля упругости подразделяются на жесткие и мягкие. Первые эффективны в области низких частот, вторые - высоких.
Наиболее эффективны покрытия из вязкоупругих материалов, к которым относятся твердая пластмасса, рубероид, изол, битуминизированный войлок со слоем фольги. Коэффициент потерь таких слоистых покрытий составляет 0,15-0,40.
К мягким вибродемпфирующим покрытиям относятся мягкие пластмассы, резины, пенопласт и др. Коэффициент потерь таких покрытий составляет 0,05-0,5.
Эффективный способ виброгашения - установка динамических виброгасителей, уменьшающих уровень вибраций защищаемого объекта. Недостатком такого способа гашения колебаний является то, что он эффективен только при определенной частоте, соответствующей резонансной частоте колебаний агрегата.
К техническим мероприятиям, снижающим виброизоляцию, относится создание новых конструкций инструментов и машин, вибрация которых не должна выходить за пределы безопасной для человека, а усилие, прикладываемое руками работающего к ручной машине, должно быть пределах 15-20 кг. В таких конструкциях снижение вибрации достигается за счет увеличения жесткости системы с помощью введения ребер жесткости.
Виброизоляция обеспечивает снижение вибрации за счет уменьшения передачи колебаний от агрегата к защищаемому объекту путем установки между ними дополнительных устройств.
Важным условием уменьшения или ослабления вибрации является жесткое соединение машин и аппаратов с их опорными основаниями, балансировка движущихся частей машин. Правильное размещение и установка оборудования снижает действие
Вибрацию измеряют виброметры. Наиболее распространенным является ручной виброграф ВР-1, измеряющий вибрации неэлектрическим методом. С помощью этого вибрографа измеряют колебания с амплитудой от 0,5 до 5 мм и частотой от 5 до 100 Гц.
Существуют приборы с превращением механических колебаний в электрические, приемной частью которых являются специальные датчики, а регистрирующей - осциллографы.
Гигиенические и лечебно-профилактические мероприятия при вибрации.
В соответствии с положением о режиме труда работников виброопасных профессий общее время контакта с вибрирующими машинами, вибрация которых соответствует санитарным нормам, не должно превышать 2/3 длительности рабочего дня. Операции должны распределяться между работниками так, чтобы продолжительность непрерывного воздействия вибрации, включая микропаузы, не превышала 15-20 мин. Рекомендуется при этом два регламентированных перерыва (для активного отдыха, проведения производственной гимнастики по специальному комплексу, гидропроцедур): 20 мин (через 1-2
ч              после начала смены) и 30 мин - через 2 ч после обеденного перерыва.
К работе с вибрирующими машинами и оборудованием допускаются лица не моложе 18 лет, получившие соответствующую квалификацию, сдавшие технический минимум по правилам безопасности и прошедшие медицинский осмотр.
Снижению уровня отрицательного воздействия вибрации на здоровье способствует применение индивидуальных средств защиты от вибрации (гасящие вибрацию перчатки, рукавицы и специальная обувь). В настоящее время требования к защитным рукавицам и обуви с применением упругодемпфирующих материалов регламентированы в специальных ГОСТах. Они содержат нормативы эффективности гашения вибрации, толщину упру- годеформирующего материала, в них указывается назначение и область применения и другие требования к индивидуальным средствам защиты.
Для повышения защитных свойств организма, работоспособности и трудовой активности следует использовать специальные комплексы производственной гимнастики, витаминопрофилактику (2 раза в год комплекс витаминов В, С, никотиновая кислота), спецпитание. Целесообразно также проводить в середине или в конце рабочего дня 5-10минутные гидропроцедуры, сочетающие ванночки при температуре воды 38°С и самомассаж верхних конечностей.
<< | >>
Источник: Гриценко В.С.. Безопасность жизнедеятельности: Учебное пособие. 2004

Еще по теме Производственная вибрация и ее воздействие на человека:

  1. Губарева Л.И., Мизирева О.М., Чурилова Т.М.. Экология человека: практикум для вузов, 2010
  2. Новиков Ю. В.. Экология, окружающая среда и человек: Учеб, пособие для вузов, средних школ и колледжей, 2005
  3. Е.В. Веницианов и др.. Экологический мониторинг: шаг за шагом, 2003
  4. Николай Стариков. Кто добил Россию? Мифы и правда о Гражданской войне., 2006
  5. Гальперин М. В.. Экологические основы природопользования, 2003
  6. Е.Ю. Ногтева, И.Д. Лушников. РАЗВИТИЕ ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ КУЛЬТУРЫУЧАЩИХСЯ, 2004
  7. Савельев А.Е.. Культура Древней Греции: Учеб, пособие. — М.: Высшая школа., 2008
  8. Сергеев М. Г.. Основы экологии: Учеб. пособие. Ч. 2., 2007
  9. Николайкин Н. И.. Экология: Учеб. для вузов, 2004
  10. Момджян К.Х.. Введение в социальную философию, 1997
  11. Исаев Б., Баранов Н.. Современная российская политика: Учебное пособие. Для бакалавров, 2012
  12. Елена В. Федорова. Императорский Рим в лицах, 1995
  13. В.Н. Ла вриненко, проф. В.П. Ратников. Философия: Учебник для вузов, 2010