Краткие сведения о вибрации

Вибрацией называют механические колебания упругих тел, проявляющихся в их перемещении в пространстве или в изменении их формы. Источниками вибрации являются различные технологические процессы, механизмы, машины и их рабочие органы.

Воздействие вибрации на человека классифицируется:

- по способу передачи вибрации на организм человека;

- по направлению действия вибрации;

- по временной характеристике вибрации.

По способу передачи на человека различают общую и локальную вибрацию. Вибрации, воздействующая на отдельные части организма работающего, определяется как локальная. Вибрация рабочего места, воздействующая на весь организм, определяется как общая. В производственных условиях часто встречается одновременно локальная и общая вибрация, которая называется смешанной.

По направлению действия вибрацию подразделяют в соответствии с направлением осей ортогональной системы координат. Вибрационная нагрузка на человека нормируется для каждого направления действия вибрации. Направления действия общей и локальной вибрации показаны на рисунке 1.

Рисунок 1 – Направление действия вибрации

По временной характеристике различаются: постоянная вибрация, для которой спектральный или коррекционный по частоте контролируемый параметр за время наблюдения изменяется не более чем в 2 раза (на 6 дБ); непостоянная вибрация, для которой эти параметры за время наблюдения изменяются более чем в 2 раза.

1.1 Показатели вибрационной нагрузки и нормирование вибрации

Показателями вибрационной нагрузки на оператора являются виброускорение, виброскорость, диапазон частот, время воздействия вибрации. К нормируемым показателям вибрационной нагрузки при производственном контроле относятся средние квадратические значения виброскорости, виброускорения, а также логарифмические уровни в децибелах.

Виброскорость находится по формуле:

V = 2 ×π × f × a, (1)

где V – виброскорость, м/с;

π – число равно 3,14;

f – частота колебаний, Гц;

a – амплитуда колебаний, м.

Виброускорение можно определить по формуле:

W = 4 × π² × f² × a, (2)

где W – виброускорение, м / с².

Логарифмические уровни виброскорости, дБ, определяются по формуле:

L = 20 × lg , (3)

где V – среднеквадратическое значение виброскорости, м / с;

V₀ - пороговое значение виброскорости равное 5×10 ^{-8 м / с.}

Согласно ГОСТ 12.1.012-90 / СТ СЭВ 1932-79 / ССБТ «Вибрация. Общие требования безопасности» рекомендуется проводить гигиеническую оценку вибрации, воздействующую на человека в производственных условиях следующими методами: частотным (интегральной оценкой по частоте нормируемого параметра), дозой вибрации.

При частотном анализе к нормируемым параметрам относятся среднеквадратические значения виброскорости и их логарифмические уровни или виброускорения для локальной вибрации в октавных полосах.

Вибрацию, воздействующую на человека, нормируют отдельно для каждого направления, учитывая, кроме того, при общей вибрации ее категорию, а при локальной - время фактического воздействия.

Для локальной вибрации нормы вибрационной нагрузки на оператора обеспечивает отсутствие вибрационной болезни, что соответствует критерию «безопасность». Для общей вибрации нормы вибрационной нагрузки на оператора установлены для категорий вибрации и соответствующих им критериям оценки по таблице А 1 приложения.

Критерий «безопасность» означает ненарушение здоровья оператора, оцениваемого по объективным показателям с учетом риска возникновения предусмотренных медицинской классификацией профессиональной болезни и патологии, а также исключающий возможность возникновения травмоопасных и аварийных ситуаций из-за воздействия вибрации.

Критерий «Граница снижения производительности труда» означает поддержание нормативной производительности труда оператора, не снижающейся из-за развития усталости под воздействием вибрации.

Критерий «комфорт» означает создание условий труда, обеспечивающих оператору ощущение комфортности при полном отсутствии мешающего действия вибрации.

1.2 Воздействие вибрации на организм человека

Вибрация оказывает отрицательное воздействие на организм человека и может привести к нарушению деятельности различных функций организма, заболеванию центральной нервной системы, появлению головной боли, поражению органов слуха и т.п. Вредное влияние вибрации оказывается при достижении определенных пределов амплитуды и частоты. Сильно ощущение вибрации наблюдается при частотах от 3 до 100 Гц и при амплитудах от 0,6 до 0,003 мм и являются вредными.

Наиболее вредные частоты:

- для всего тела 6 Гц;

- для внутренних органов 8 Гц;

- для головы 25 Гц;

- для центральной нервной системы 250 Гц.

При амплитудах колебания менее 0,02 мм и частотах более 15 Гц основное влияние оказывает виброскорость.

1.3 Методы вибрационной защиты

Для обеспечения вибрационной безопасности труда разработан комплекс мероприятий и средств защиты. Основными составляющими этого комплекса являются технические методы и средства борьбы с вибрацией в источнике ее возникновения и на путях ее распространения к рабочему месту, а также организационные мероприятия.

Технические методы и средства борьбы с вибрацией главным образом направлены на изменение ее интенсивности, воздействующей на человека. При этом критерием эффективности служит степень достижения нормативов вибрации, установленных для рабочих мест.

По организационному признаку методы виброзащиты подразделяются на коллективную и индивидуальную виброзащиту.

По отношению к источнику возбуждения вибрации методы коллективной защиты подразделяются на методы, снижающие параметры вибрации:

- воздействием на источник возбуждения;

- на путях ее распространения от источника возбуждения.

По виду реализации методы, снижающие передачу вибрации при контакте оператора с вибрирующим объектом, предусматривают:

- использование дополнительных устройств, встраиваемых в конструкцию машины и в строительные конструкции (виброизоляция, динамическое виброгашение);

- изменение конструктивных элементов машин и строительных конструкций;

- использование демпфирующих покрытий;

- антифазную синхронизацию двух или нескольких источников возбуждения вибрации.