Вібрація, вплив на працюючого, методи захисту

Вібрація як чинник шкідливості у виробничій діяльності зустрічається в багатьох технологічних процесах. Причиною виникнення вібрації може бути незрівноважність і незбалансованість частин механізмів, що обертаються чи здійснюють зворотно-поступальний рух.

Негативна дія вібрації відчувається тоді, коли не збігається цетр ваги тіла та осі обертання, коли деформуються деталі внаслідок нерівномірного їх нагрівання, зносу або незадовільного технічного догляду за з’єднувальними муфтами, підшипниками, обоймами і т. ін.

Вібрація – це коливальні процеси, що відбуваються у механічних системах. Найпростішою формою вібрації є гармонійні синусоїдні коливальні рухи.

Сила впливу вібрації і характер її дії на організм людини залежить від кількості поглинутої енергії, найбільш адекватним виразом якої є віброшвидкість. При вібрації виникають хвильові рухи з перемінним стискуванням або розтягуванням тканини людини чи частин її тіла. Людина краще переносить горизонтальні ніж вертикальні коливання вздовж осі тіла.

 

Вібрація викликає в організмі людини реакцію аналогічну багатократному струсу мозку і є причиною функціонального розладу різних систем та органів.

Тіло людини можна розглядати як сполучення мас з пружними елементами. Під впливом коливань деяких частот на організм людини може виникати таке явище, як резонанс внутрішніх органів, вони починають поводитись як звичайні маятники. Для більшості внутрішніх органів власні частоти лежать в діапазоні 6-9Гц, а в межах частот 25-30Гц – резонанс голови відносно плечей. Систематична і тривала дія вібрації в резонансній чи близькій до неї зоні може бути причиною вібраційної хвороби.

Особливості дії вібрації визначаються частотними спектрами і максимальними рівнями енергії коливання.

Місцева вібрація має найбільшу питому вагу серед професійних вібраційних хвороб.

Місцева вібрація в діапазоні низьких частот викликає вібраційну патологію з переважним ураженням нервово-м’язового, опорно-рухового апарату. Локальна вібрація широкого спектра (35-125 Гц) викликає судинні, нервово-м’язові, кістково-суглобні та інші порушення різного ступеня. Погіршується постачання кінцівок кров’ю, порушується чутливість шкіри, відбувається закостеніння сухожилків, м’язів, виникає сильний біль, відкладаються солі в суглобах рук і пальців, що призводить до деформації і зменшення їх рухливості.

Низькочастотні вібрації призводить до захворювання через 8-10 років роботи з вібраційним обладнанням, а високочастотні вібрації – через 5 і менше років.

Процес захворювання прискорюється в холодний та уповільнюється в теплий період року.

Під дією загальної вібрації виникають зміни у центральній і вегетативній нервовій системах, серцево-судинній системі, обмінних процесах, вестибулярному апараті, виникають спазми церебральних і периферійних судин. Унаслідок дії загальної вібрації на центральну нервову систему може розвиватися церебральна форма вібраційної хвороби. У бетонувальників виникає вона вже при стажі роботи менше трьох років. Ця хвороба порушує фізіологічні функції організму й проявляється у вигляді головного болю, запаморочення, нудоти, що настають без видимих причин.

Важливу роль у розвитку вібраційної хвороби відіграють супутні чинники: мікро травматизація, переохолодження, великі статичні м’язові навантаження та ін.

Ефективне лікування вібраційної хвороби може бути лише на ранніх стадіях захворювання. В особливо тяжких випадках в організмі настають незворотні зміни, що призводять до інвалідності та часткової чи повної втрати працездатності.

До найбільш дійових заходів захисту людини від вібрації технічними методами належить:

- створення нових конструкцій машин, обладнання та інструментів, вібрація яких не виходить за безпечні межі, а зусилля натискання не перевищує 15-20 кг;

- усунення безпосереднього контакту людини з вібруючим обладнанням шляхом впровадження дистанційного управління, промислових роботів, автоматизації і зміни технологічних операцій;

- зменшення параметрів вібрації на шляху її поширення від джерела коливальної сили (зменшення динамічних процесів, що спричиняються ударними або різкими прискореннями);

- усунення дисбалансу мас, що обертаються, шляхом їх збалансування;

- вібропоглинання, вібродемпфування, віброізоляція, віброгасіння.

Вібропоглинання та вібродемпфування вібруючих конструкцій здійснюється за рахунок збільшення втрат енергії в коливальних системах, що досягається перетворенням механічної коливальної енергії в інші види.

Для вібродемпфування використовують конструктивні матеріали, що мають велике внутрішнє тертя. На конструкції, що вібрують, наносять шар пружнов’язких матеріалів, які мають велике внутрішнє тертя (мастики, пластикат, пінопласт та ін.). Товщина покриття вібродемпфуючими матеріалами має перевищувати товщину віброізолюючих тонкостінних деталей у 2-3 рази.

Віброізоляція — це єдиний засіб зменшення вібрації, що передається на руки від ручного механізованого інструмента. Для цього в коливальну систему вводять пружний елемент, коефіцієнт жорсткості якого зменшується, коли збільшується сила натиску. Пружні елементи, що вводяться в систему (амортизатори) можуть бути пружинними, гумовими та іншими, розміри їх визначаються розрахунками.

Зниження шкідливої дії вібрації досягається віброгасінням шляхом установки агрегатів на самостійні фундаменти, параметри яких добирають розрахунком, влаштуванням ребер жорсткості і т ін.

Велике значення має заміна і вдосконалення технологічних операцій: використання зварювання, клеєних з’єднань, електроемульсійної, електрохімічної обробки матеріалів що значно знижують або повністю виключають контакт людини з вібруючим обладнанням.