Л11

ЛЕКЦІЯ11 Вібрація

Значний вплив на функціонування системи «людина – машина – на-

вколишнє середовище»  може спричиняти вібрація.  Вона має руйнівну

дію на організм людини, на обладнання, будівлі та споруди, знижує пра-

цездатність працівників, призводить до травматизму, професійних захво-

рювань.

1. Характеристика вібрації та її види

Вібрація – це механічні коливання в області дозвукових і звукових ча-

стот, що генеруються у пружних тілах або тілах, що знаходяться під

дією перемінного фізичного поля,  які сприймаються людиною як по-

штовхи; це процес поширення механічних коливань у твердих тілах.

Механічні коливання тіл з частотою менше 20 Гц сприймаються ор-

ганізмом людини як вібрація, а коливання з частотою від 20 Гц до 8000

Гц – одночасно як вібрація і шум, понад 8000 Гц – як тепло. Джерелом ві-

брації є динамічно неврівноважені деталі машин, механізми та їх робочі

органи, різні виробничі процеси. Залежно від джерела виникнення вібра-

ції поділяються на транспортні, транспортно-технологічні і технологі-

чні. На організм людини вібрація передається лише через тверді тіла. За

способом передачі вона може бути загальною  (передається всьому тілу

через опірні поверхні) і локальною (передається через руки або ноги си-

дячої людини).

Вібрації поділяються також за напрямком дії на вертикальні та горионтальні.

Своєчасне виявлення тієї чи іншої різновидності вібрації дає змогу

виробити найбільш ефективні заходи для нейтралізації її негативної дії у

виробничій системі.

Вібрація характеризується частотою коливань (Гц), амплітудою зсуву

(м), коливальною швидкістю (м/с), коливальним прискоренням (м/с2). За

часовими характеристиками основних показників розрізняють постійну і

непостійну вібрацію.

2. Вплив вібрації на організм людини

Під впливом вібрації в організмі людини спостерігаються зміни серцевої

діяльності, нервової системи, спазми судин, порушення функції суглобів. Три-

вала дія вібрації викликає професійне захворювання – вібраційну хворобу.

Важливе гігієнічне значення має частота вібрації. Частоти порядку 35-250

Гц найбільш характерні при роботі з ручними інструментами і сприяють роз-

витку вібраційної хвороби зі спазмами судин.

Частоти нижче 35 Гц викликають зміни в нервово-м’язовій системі і суг-

лобах.

Найбільш небезпечними є резонансові вібрації,  які співпадають з

власною частотою коливань людського тіла або окремих органів (3-6 Гц).

При співпадінні власної і зовнішньої частот амплітуда коливань внутрі-

шніх органів зростає. Між ними виникає тертя, яке призводить до пору-

шення їх нормальної роботи. Область резонансу для голови в ортостати-

чному положенні при вертикальній вібрації знаходиться в зоні між 20-30

Гц, при горизонтальній – 1,5-2 Гц. Розлад функції зорового аналізатора

спостерігається при частотному діапазоні вібрації в межах 60-90 Гц, що

співпадає з резонансом очних яблук.

Вібраційна патологія займає друге місце після пневмоконікозів серед

професійних захворювань. При дії на організм загальної вібрації у першу

чергу порушується функція ЦНС й аналізаторів (зорового, слухового, ве-

стибулярного і шкіряного). Вібрація є специфічним подразником для вес-

тибулярного аналізатора, зокрема, лінійні прискорення – для отолітового

апарата, а кутові прискорення – для напівкруглих каналів. Під впливом

загальної вібрації спостерігається зниження больової, тактильної і тепло-

вої чутливості, порушення обміну речовин й енергії. У водіїв машин під

впливом низькочастотної вібрації розвиваються паталогічні зміни у попе-

реково-крижовому відділі хребта,  розлади вегетативних функцій, пору-

шень апетиту і сну.

Чималої шкоди здоров’ю працівників в умовах сучасного виробниц-

тва завдає локальна вібрація. Вона викликає у людей спазм судин рук,

блідість пальців і долонь, зниження тактильної чутливості, відкладання

солей у суглобах пальців, деформацію і зменшення рухливості суглобів.

Охолодження і зволоження рук значно підвищує ризик розвитку вібра-

ційної хвороби.

 3. Гігієнічне нормування вібрації

Основний нормативний акт з охорони праці стосовно вібрації є ДСН

3.3.6.039 -99.

Вібрація може вимірюватись за допомогою абсолютних та відносних

параметрів. Абсолютними є віброзміщення та віброприскорення. Основ-

ним відносним параметром вібрації є рівень віброшвидкості.

Оскільки діапазон зміни параметрів вібрацій від порогових значень,

за яких вона не шкідлива, до дійсних (руйнуючих) є великим, то зручно

вимірювати не дійсні значення цих параметрів, а логарифми відношень

дійсних значень їх до порогових. Таку величину назвали логарифмічним

рівнем параметра, який вимірюється у децибелах (дБ).

Нормованими параметрами є середні квадратичні значення віброш-

видкостей, їх логарифмічні рівні або прискорення в октавних смугах час-

тот (для загальної та локальної вібрації) та в 1/3 октавних смугах (для за-

гальної вібрації).

Для вимірювання параметрів вібрації застосовують механічні й елек-

тричні прилади. Найбільш поширеними є вимірювальні комплекси ІШВ-

1, НВА-1, ШВК-1, ВШВ-003. Прилад ІШВ-1 забезпечує вимірювання ві-

брошвидкості від 70 до 160 дБ та віброприскорення від 30 до 130 дБ сто-

совно порогових значень у діапазоні частот відповідно 10-12 500 та 10-

2800 Гц.

Норми для загальної вібрації встановлені з урахуванням джерел ви-

никнення окремо для транспортної, транспортно-технологічної і техноло-

гічної вібрацій (рис. 7). Гігієнічними нормами передбачені допустимі рі-

вні локальних вібрацій на деталях керування машинами. Загальний час

праці в контакті з ручними машинами, котрі викликають вібрацію, не по-

винен перевищувати 2/3 робочої зміни. Допустимий сумарний час дії ло-

кальної вібрації залежно від перевищення її гранично допустимого рівня

наведений у табл. 12.

Одноразовий безперервний вплив вібрації, включаючи мікропаузи, ко-

трі містить дана операція, не повинен перевищувати 15-20 хв. Забороняєть-

ся робота з пневматичними приладами при температурі нижче -160С, висо-

кій відносній вологості і швидкості руху повітря більше 0,3 м/с.

З метою профілактики захворювань при роботі з віброінструментами

маса обладнання,  котре утримується руками, не повинна перевищувати

10 кг, а сила натискання працюючого на вібруюче устаткування не пови-

нна перевищувати 200 Н.

4. Заходи і засоби захисту від вібрації

Заходи захисту від вібрації поділяються на колективні та індивідуа-

льні. Засоби індивідуального віброзахисту – це спеціальне взуття на віб-

ропоглинаючій платформі,  віброзахисні рукавиці,  наколінники, нагруд-

ники, пояси, спеціальні костюми.

Колективні методи захисту спрямовані на зниження параметрів віб-

рації джерелом збудження і на шляхах її поширення. Вони у свою чергу

поділяються на організаційні, технічні і лікувально-профілактичні.

Організаційні методи віброзахисту –  застосування технологічних

процесів з низькими рівнями вібрації і шуму; впровадження дистанційно-

го керування, що виключає постійне перебування працюючого у зоні не-

безпечних рівнів вібрації; дотримання раціональних режимів праці й від-

починку;  огороджувальні засоби,  які перешкоджають проникненню

людини до зони дії вібрації, тощо.

Технічні методи віброзахисту – це система заходів і засобів з покра-

щення роботи машин, зменшення рівня вібрації технологічних процесів,

застосування додаткових пристроїв  (віброізоляція,  вібропоглинання та

віброгасіння).

Віброізоляція забезпечує зниження рівня вібрації використанням між

джерелом вібрації та працюючим ізолюючих засобів – пружин, ресор, пне-

вматичних та гумових подушок, прокладок, віброізолюючих опор, констру-

ктивних розривів, заміна ударних навантажень на безударні.

Вібропоглинання використовується з метою трансформації енергії

механічних коливань в інші види енергії, переважно в теплову, а також

застосування антифазової синхронізації двох або кількох джерел збу-

дження.

Віброгасіння – це зниження рівня вібрації машин та механізмів за-

стосуванням додаткових пристроїв. Віброгасіння може бути статичним

(спеціальні фундаменти для верстатів, моторів, пневматичні та пружинні

підвіски в автомобілях) і динамічним (агрегати з дискретним збурюючим

впливом, віброгасіння маятникового, пружинного, плаваючого та камер-

ного типів).

Лікувально-профілактичні заходи віброзахисту –  своєчасне прове-

дення медичних оглядів працівників, що зайняті на роботах з вібродійни-

ми установками,  контроль за гігієнічними параметрами у виробничих,приміщеннях тощо.