Лекция №7
Безопасность жизнедеятельности
ВИБРАЦИЯ
(к.х.н., доцент В.Ю. Александров)
ПРОИЗВОДСТВЕННАЯ ВИБРАЦИЯ И ЕЕ ВОЗДЕЙСТВИЕ НА ЧЕЛОВЕКА
Основным вредным факторов воздействия на работников авиастроения является вибрация, которая сопровождает многие производственные процессы отрасли.
Под вибрацией понимают возвратно-поступательное движение твердого тела. Это явление широко распространено при работе различных механизмов и машин. Источники вибрации: транспортеры сыпучих грузов, перфораторы, зубчатые передачи, пневмомолотки, двигатели внутреннего сгорания, электромоторы.
Основные параметры вибрации (СИ): частота (Гц, 1/с), амплитуда колебания (м), период колебания (с), виброскорость (м/с), виброускорение (м/с2).
В зависимости от характера контакта работника с вибрирующим оборудованием различают локальную и общую вибрацию.
Локальная вибрация передается в основном через конечности рук и ног. Общая — через опорно-двигательный аппарат. Существует еще и смешанная вибрация, которая воздействует и на конечности, и на весь корпус человека. Локальная вибрация имеет место в основном при работе с вибрирующим ручным инструментом или настольным оборудованием. Общая вибрация преобладает на транспортных машинах, в производственных цехах тяжелого машиностроения, лифтах, где вибрируют полы, стены или основания оборудования.
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 самочувствия, нарушения сердечной деятельности.
Местная вибрация малой интенсивности может благоприятно воздействовать на организм человека, восстанавливать трофические изменения, улучшать функциональное состояние центральной нервной системы, ускорять заживление ран (это явление используется в медицинских процедурах, массаж).
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.
Установление допустимых уровней вибрации направлено на предотвращение вредное воздействия на человека сочетания основных параметров вибрации: частоты ( f, Гц, 1/с) и амплитуды колебания (А,м).
Важное значение для нормирования вибрации имеют:
1. Амплитудой виброперемещения Sa (величина наибольшего отклонения колеблющейся точки от положения равновесия).
2. Амплитудой виброскорости Va=Saω (максимальное значение скорости колеблющейся точки).
3. Амплитудой виброускорения aa=Saω2 (максимальное значение ускорения колеблющейся точки).
Здесь w=2pf– круговая частота.
Прослеживается определенная аналогия нормирования радиационного и вибрационного воздействия на организм. Как и в случае радиации, вибрация имеет определенную область, при низких значениях каждого из параметров амплитуда --- частота, когда не выявлено негативного воздействия на здоровье человека. Как и в случае радиации, эволюция человека и других организмов, происходила при постоянном действии вибрации – ходьба, прыжки, что адаптировала человека к допустимому уровню вибрационных нагрузок, которые даже полезны для организма. Например, длительное прекращение ходьбы вызывает застой жидкости в органах. Врачи многое столетия говорят о пользе ходьбы. Так же как и радиация – радоновые ванные полезны, а употребление радоновых вод ограничена нормативами. 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 нормативные документы, устанавливающие допустимые значения и методы оценки характеристик вибраций, к которым относится специальный ГОСТ ССБТ (Система стандартов безопасности труда).
ПРОИЗВОДСТВЕННАЯ ВИБРАЦИЯ, ВИБРАЦИЯ В
ПОМЕЩЕНИЯХ ЖИЛЫХ И ОБЩЕСТВЕННЫХ ЗДАНИЙ
САНИТАРНЫЕ НОРМЫ
СН 2.2.4/2.1.8.566-96 МИНЗДРАВ РОССИИ
Система нормирования допустимых уровней вибрации имеет достаточно сложный математический аппарат, который дает систему параметров вибрации в виде допустимых величин. Рассмотрим основные из них, не увязая в деталях:
Таблица 13 - Допустимые амплитуды виброперемещений на рабочих местах при проектировочных расчетах строительных конструкций для различных условий воздействия вибрации
| Частота гармонической составляющей, Гц | Амплитуда виброперемещения, м×10-3 (ММ) | ||
| на постоянных рабочих местах стационарных машин в производственных помещениях | в производственных помещениях, не имеющих источников вибрации | в помещениях работников умственного труда и персонала, не занимающегося физическим трудом | |
| 1,4 | 0,57 | 0,2026 | |
| 0,25 | 0,1 | 0,0354 | |
| 0,063 | 0,025 | 0,0090 | |
| 0,0282 | 0,112 | 0,0039 | |
| 31,5 | 0,0141 | 0,0056 | 0,0020 |
| 0,0072 | 0,0028 | 0,0010 |
Анализ граничных показателей таблицы показывает, что увеличение Частоты гармонической составляющей в 30 раз, приводит уменьшению д опустимой амплитуды виброперемещений на рабочих местах в 200 раз.
Гигиенические нормы вибрации установлены для рабочего дня длительностью 8 ч, представлены в табл. 1.2.
Таблица 1.2 Влияние вибрации на организм человека
| Амплитуда колебаний вибрации, мм | Частота вибрации, Гц | Результат воздействия |
| До 0,015 | Различная | Не влияет на организм |
| 0,016-0,050 | 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 | Возможное заболевание |
| 0,101-0,300 | 150-250 | Вызывает виброболезнь |
Санитарные нормы устанавливают предельно допустимые величины вибрации в производственных помещениях предприятий, представлены табл. 1.3.
Таблица 1.3 Допустимые величины вибрации в производственных помещениях предприятий
| Амплитуда колебаний вибрации, мм | Частота вибрации, Гц | Скорость колебательных движений, см/с | Ускорение колебательных движений, см/с2 |
| 0,6-0,4 | ДоЗ | 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 |
* При таких параметрах вибрации даже сверхпрочные клепочные конструкции до полного своего разрушения выдерживают не более 30 минут
Для лучшего понимания показатели таблицы представлены на графике:
Показать файл – нормативы вибрации