Производственная вибрация: источники, физические характеристики, виды вибраций, действие на организм человека, нормирование, методы защиты

Вибрация – это механические колебательные движения, непосредственно передаваемые телу человека от оборудования и строительных конструкций, на которых оно установлено.

Вибрация возникает при работе машин и механизмов, имеющих неуравновешенные и несбалансированные вращающиеся органы или органы движения возвратно-поступательного и ударного характера. К таковым относятся металлообрабатывающие станки, ковочные и штамповочные молота, электро- и пневмоперфораторы, механизированный инструмент, а также приводы, вентиляторы, насосные установки, компрессоры и др.

Источниками вибраций на производстве являются передвижные строительные машины, машины для виброуплотнения бетонной смеси, строгальные, шлифовальные, ручной механизированный инструмент и др.

Вибрация характеризуется:

- амплитудой А, м;

- колебательной скоростью υ, м/с;

- ускорением а, м/с2;

- периодом колебаний Т, с;

- частотой колебаний f, Гц.

По способу передачи вибрация подразделяется на

- общую, передающуюся через опорные поверхности на тело стоящего или сидящего человека;

- локальную, передающуюся через руки.

Влияние вибрации на человека зависит от направления ее действия, поэтому вибрация подразделяется на действующую вдоль осей ортогональной системы координат X, Y, Z.

Общая вибрация, особенно на частотах 5…25 Гц, близких к собственным частотам человека (6…9 Гц), оказывает неблагоприятное воздействие на нервную, сердечно-сосудистую систему, вестибулярный аппарат, обмен веществ.

Местная вибрация, вызывая спазм периферических сосудов, вызывает различную степень сосудистых, нервно-мышечных, костно-суставных нарушений в конечностях (онемение, похолодание, боли, костно-мышечные изменения).

Профзаболевание, развивающееся под действием вибраций, называется вибрационной болезнью. Вибрационная болезнь приводит к инвалидности (III, IV стадии), плохо поддается лечению. Действие вибрации усугубляется низкими температурами, также вызывавшими спазм кровеносных сосудов.

Таблица. Влияние вибрации на организм человека

Амплитуда колебаний вибрации, мм Частота вибрации, Гц Результат воздействия

До 0,0 15 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 Возможно заболевание

0,101–0,300 150–250 Вызывает виброболезнь

Нормирование вибраций производится по ГОСТ 12.1.012–90 ССБТ «Вибрация. Общие требования безопасности»: по спектру среднеквадратической колебательной скорости (м/с) (или ускорения, м/с2), ее уровню (дБ), а также по дозе вибрации с учетом частоты и времени.

Отдельно нормируются местные (локальные) (f = 8…1000 Гц), общие вибрации; последние подразделяются на транспортные (f = = 1…63 Гц), транспортно-технологические (f = 2…63 Гц) и технологические (f = 2…63 Гц). Для борьбы с вибрацией в источнике возникновения необходимо ориентироваться на безударную технику и технологию, повышать качество изготовления и монтажа механизмов, совершенствовать качество дорожных покрытий и др.

В тех случаях, когда не удается снизить вибрацию в источнике ее возникновения, необходимо применять методы снижения вибрации на путях распространения: виброгашение, виброизоляцию или вибродемпфирование.

Основным показателем, определяющим качество любого вида виброзащиты, является коэффициент эффективности виброзащиты (коэффициент передачи) µ, представляющий собой отношение скорости (ускорения) защищаемого объекта после устройства виброзащиты (υ0, а0) к значению до введения виброзащиты (υ, а): µ = υ0 / υ = а0 / а, т.е. показывающий, какая доля динамической силы, возбуждаемой машиной F, передается на основание: µ = F0 / F.

Виброгашение связано с введением в колебательную систему реактивных сопротивлений, что достигается увеличением массы или жесткости. С этой целью вентиляторы, насосы устанавливаются на опорные плиты и виброгасящие основания.

Виброизоляция достигается также установкой оборудования без фундаментов и анкерного крепления агрегатов непосредственно на упругих виброизолирующих опорах. Это удешевляет установку оборудования, снижает уровень шума, сопутствующего интенсивным вибрациям. Виброизоляция предусматривается при прокладке воздуховодов вентиляционных систем внутри строительных конструкций и при креплении к последним. Для ограничения распространения колебаний по воздуховодам практикуется их разделение на отдельные участки с помощью гибких вставок.

В качестве виброизоляторов используются резиновые или пластмассовые прокладки, одиночные или составные цилиндрические пружины, комбинированные (пружинно-резиновые) и пневматические виброизоляторы («воздушные подушки»).

Вибродемпфирование. В основу данного метода положено увеличение активных потерь в колебательных системах путем использования вибродемпфирующих покрытий для снижения вибраций, распространяющихся по воздуховодам систем вентиляции, а также газопроводам компрессорных станций. К числу наиболее распространенных вибродемпфирующих покрытий относятся мастичные (мастика ВД, ВПМ, Антивибрит-М) и листовые (пенопласт, войлок, винипор, фольгоизол) материалы.

В качестве профилактических мер против вибрационной болезни устанавливается предельная продолжительность контакта с источником вибрации (не более 2/3 смены, 20…30-минутные перерывы до и после обеда, 10…15-минутные перерывы через каждые 50 минут работы, непрерывная продолжительность воздействия 15…20 минут), тепловые процедуры для конечностей, массаж, гимнастика, обязательные периодические медицинские осмотры.

Температура воздуха должна быть не ниже +16°С, влажность – 40…60%, скорость движения воздуха – 0,3 м/с.

Для индивидуальной защиты применяется спецобувь, защитные рукавицы, а также виброзащиные прокладки или пластины.