Классификация производственных вибраций

1. По способу передачи на человека различают:

1.1. Общую вибрацию, передающуюся через опорные поверхности на тело сидящего или стоящего человека (через "точки контакта");

1.2. Локальную вибрацию, передающуюся через руки человека. ·

2. По источнику возникновения вибраций:

2.1. Локальная вибрация, которая передаётся человеку от ручного механизированного инструмента (с двигателями), органов ручного управления машинами и оборудованием.

2.2. Локальная вибрация, которая передаётся человеку от ручного немеханизированного инструмента (без двигателей), например, через рукоятки молотков или от обрабатываемых деталей (шлифовка вручную). ·

2.3. Общая вибрация 1 категории. Это транспортная вибрация, которая воздействует на человека в самоходных и прицепных машинах иных транспортных средствах при передвижении по местности, агрофонам и дорогам.

Источниками транспортной вибрации являются – трактора, бульдозера, автомобили, комбайны и др.

2.4. Общая вибрация 2 категории. Это транспортно-технологическая вибрацию, которая воздействует на человека на рабочих местах машин, перемещающихся по специально подготовленным поверхностям производственных помещений, промышленных площадок, горных выработок.

К источникам транспортно-технологической вибрации относят: экскаваторы (в том числе роторные), краны промышленные и строительные, машины для загрузки (завалочные) мартеновских печей в металлургическом производстве; горные комбайны, шахтные погрузочные машины, самоходные бурильные каретки, различные путевые машины, бетоноукладчики, напольный производственный транспорт. В эту категорию следует отнести и все то, что движется по рельсам или другим путям (трамвай, поезд, межэтажный лифт). Необходимо использовать основной признак группы: "специально подготовленные поверхности производственных помещений, промышленных площадок, горных выработок". Данное обстоятельство является актуальным при поиске санитарных норм для оценки вибрации в кабине машиниста поезда, лифта, трамвая, мостового или козлового крана.·

2.5. Общая вибрация 3 категории. Это технологическая вибрация, которая воздействует на человека на рабочих местах стационарных машин или передаётся на рабочие места, не имеющие источников вибрации. Основное условие для определения этого вида вибрации: источник неподвижно закреплён на половом настиле, перекрытии, площадке и пр.

Общую вибрацию категории 3 по месту действия подразделяют на следующие типы:

а) Категория 3 а. На постоянных рабочих местах производственных помещений предприятий (стационарно закреплённый источник вибрации находится в том же помещении);

б) Категория 3 б. На рабочих местах складов, столовых, бытовых комнат, дежурных и других производственных помещений, где нет машин, генерирующих вибрацию (стационарно закреплённый источник вибрации находится в соседнем помещении);

в) Категория 3 в. На рабочих местах в помещениях заводоуправления, конструкторских бюро, лабораторий, учебных пунктов, вычислительных центров, здравпунктов, конторских помещениях, рабочих комнатах и других помещениях для работников умственного труда (стационарно закреплённый источник вибрации находится в отдалённых помещениях).

Отметим, что на морских и речных судах вибрация относится к технологической категории, поскольку основной источник вибрации – двигатели судна, закреплены неподвижно к его корпусу.

Если двигатель автомобиля и других транспортных средств работает на холостых оборотах, то в этом случае вибрация на полу кабины и сиденье водителя, машиниста относится к технологической категории 3а. При движении транспортных средств на их водителей, машинистов действует транспортная вибрация.

В этой связи возникает вопрос, какую вибрацию измерять в автомашинах?

Всё зависит от целей и задач исследования. Так, чаще всего в аттестации рабочих мест по условиям труда основная задача замеров вибрации состоит в оценке технического состояния двигатели и всего автомобиля.

Дело в том, что аттестационная процедура проводится в короткие сроки при отсутствии стандартного дорожного покрытия (автодрома). Поэтому условий для корректных замеров транспортной вибрации нет. Одно дело измерять вибрацию в кабине автомобиля на асфальтированной дороге, другое дело – на грунтовке.

С другой стороны, аттестация рабочих мест имеет целью оптимизацию условий труда, которые во многом зависят от технического состояния транспортной единицы. Если её состояние не удовлетворяет требованиям, то по результатам замеров технологической вибрации (на холостых оборотах) есть, кому предъявить претензии – работодателю. Претензии по превышениям транспортной вибрации к работодателю из-за некачественного дорожного полотна не рациональны.

Если целью исследования является изучение неблагоприятного воздействия транспортной вибрации, то замеры проводят при движении автомашины. Эта задача наиболее часто возникает тогда, когда автомобиль передвигается по ограниченному участку (челноком), например, вывоз полезных ископаемых из горнорудного карьера. Другой пример: работа тракториста при пахоте, планировке территории и т.д.

Обсудим ситуацию. В клинике института у водителя А. мощного автомобиля "БЕЛАЗ" обнаружено устойчивое поражение межпозвонковых дисков. Диагноз: профессиональное заболевание, связанное с воздействием общей (транспортной) вибрации.·

Этот человек проработал на вывозе руды из Учалинского карьера 26 лет. В течение этого периода, управляя автомобилем, он спускался в карьер, и поднимался из карьера по пять-шесть раз в смену. Наши исследования – замеры транспортной вибрации (на полу кабины и сиденье) и шума на этом ограниченном пути проводились в начале, середине и в конце маршрута, в тёплый сезон, в дождливую и сухую погоду. Они показали значительное превышение нормативов шумового и вибрационного фактора.

В санитарно-гигиенической характеристике, составленной по результатам аттестации рабочих мест,· было указано, что уровни шума в кабине "БЕЛАЗА" превышают предельно-допустимые, а уровни транспортной вибрации находятся ниже допустимых.

Возникает вопрос: возможна ли такая ситуация? Источник шумовой и вибрационной волны один – двигатель автомобиля, и эти волны должны быть связаны между собой по интенсивности, частоте, амплитуде и т.д. Оказалось, что в санитарном документе использованы результаты замеров технологической вибрации на разных автомобилях. Такая гигиеническая характеристика условий труда работника с подозрением на профессиональное заболевание ошибочна, поскольку не учитывает реальные условия трудовой деятельности водителя, и не отвечает основной задаче - рационально оценить влияние общей вибрации на здоровье работника.

Оценка технического состояния разных автомобилей направлена на выявление неисправной техники, но не на оценку влияния этой техники на работника.

Вопросы о гигиеническом выборе точек замеров вибрации в автомашинах, тракторах, бульдозерах и других машинах зависит от их устройства.

В настоящее время уже нет транспортных средств с усиленно вибрирующими рукоятками, рулями, педалями. Поэтому основными точками для замеров должны быть – на полу и сиденье. И ведущая задача замеров заключена в оценке виброгасящих свойств сиденья, что очень важно для характеристик условий труда водителей, трактористов, машинистов.

2.6. Нормы технологической вибрации коммунальных объектах обоснованны субъективными ощущениями человека и, поэтому представлены допустимыми уровнями [4].

По источнику вибрации, различают две категории.

2.6.1 Технологическая вибрация в жилых помещениях и общественных зданиях от внешних источников: городского рельсового транспорта, автотранспорта, промышленных предприятий и передвижных промышленных установок (при эксплуатации гидравлических и механических прессов, строгальных, вырубных и других металлообрабатывающих механизмов, поршневых компрессоров, бетономешалок, дробилок, строительных машин и др.);

2.6.2. Технологическая вибрация в жилых помещениях и общественных зданиях от внутренних источников: инженерно-технического оборудования зданий и бытовых приборов (лифты, вентиляционные системы, насосные, пылесосы, холодильники, стиральные машины и т.п.), а также встроенных предприятий торговли (холодильное оборудование), предприятий коммунального и бытового обслуживания, котельных и т.д.

2.7. Общую технологическую вибрацию также разделяют на две категории (3г, 3д):

2.7.1. Технологическая вибрация в жилых помещениях, палатах больниц, санаториев;

2.7.2. Технологическая вибрация в административно-управленческих помещениях.

3. По направлению действия, вибрацию подразделяют в соответствии с направлениями осей трёхмерной ортогональной системы координат:

3.1. Локальную вибрацию измеряют по осям ортогональной системы координат X. Y. Z.

Рисунок 7 иллюстрирует направления замеров локальной вибрации в двух случаях: при охвате рукой сферической поверхности (рычаг) и охвате рукоятки инструмента. Ось Х параллельна оси места охвата источника вибрации (рукоятки, ложемента, рулевого колеса, рычага управления, удерживаемого в руках обрабатываемого изделия и т.п.). Ось Y перпендикулярна ладони, ось Z лежит в плоскости, образованной осью Х и направлением подачи или приложения силы (или осью предплечья, когда сила не прикладывается).

Рисунок 7 – Ортогональная система координат при замерах локальной вибрации.

 

Изменение положения, например, рукоятки молотка из горизонтального на угол 45 ⁰ порядок указанных осей не меняет – всё зависит от охвата предмета.

3.2. Общую вибрацию также измеряют по осям ортогональной системы координат X,Y. Z., что показано на рисунке 8. При этом ось Х – это направление от спины к груди (сагиттальная проекция). Ось Y – от правого плеча к левому (фронтальная проекция). Ось Z – перпендикулярна опорным поверхностям тела в местах его контакта с сиденьем или полом.

Рисунок 8 – Ортогональная система координат при положении работника сидя или стоя.

 

Отметим, что:

1. Замеры вибрации рекомендуется проводить по направлению наибольшей энергии (по главному вектору в диаграмме распределения сил), ·

2. Зачастую наибольшую вибрационную энергию несёт вертикальная ось Z. При преобладании колебательной энергии по боковым осям – станок сойдёт с фундамента, а автомобиль - перевернётся,

3. Выполнить замеры вибрации на половом настиле комнаты (помещения) по боковым, горизонтальным (фронтальной и сагиттальной) или иначе – по латеральным осям Х и У, практически невозможно,

4. При замерах общей вибрации принятые оси не сдвигаются относительно пространства (лежачего или стоящего, сидящего человека),

5. При замерах локальной вибрации, оси сдвигаются относительно пространства, но в зависимости от охвата предмета. Так, если горизонтально расположенное рулевое колесо сдвинуть на 30-40 градусов, то и ось Z изменит своё направление от вертикали на эту же величину.

4. По характеру спектра вибрации выделяют:

4.1. Узкополосные вибрации, у которых контролируемые параметры в одной 1/3 октавной полосе частот более чем на 15 дБ превышают значения в соседних 1/3 октавных полосах;

4.2. Широкополосные вибрации - с непрерывным спектром шириной более одной октавы.

5. По частотному составу вибрации выделяют:

5.1. Низкочастотные вибрации (с преобладанием максимальных уровней в октавных полосах частот 1-4 Гц для общих вибраций, 8-16 Гц - для локальных вибраций);

5.2. Среднечастотные вибрации (8-16 Гц - для общих вибраций, 31,5-63 Гц - для локальных вибраций);

5.3. Высокочастотные вибрации (31,5-63 Гц - для общих вибраций, 125-1000 Гц - для локальных вибраций).

6. По временным характеристикам вибрации выделяют:

6.1. Постоянные вибрации, для которых величина нормируемых параметров изменяется не более чем в 2 раза (на 6 дБ) за время наблюдения;

6.2. Непостоянные вибрации, для которых величина нормируемых параметров изменяется не менее чем в 2 раза (на 6 дБ) за время наблюдения не менее 10 мин при измерении с постоянной времени 1 с, в том числе:

6.2.1. Колеблющиеся во времени вибрации, для которых величина нормируемых параметров непрерывно изменяется во времени;

6.2.2. Прерывистые вибрации, когда контакт человека с вибрацией прерывается, причем длительность интервалов, в течение которых имеет место контакт, составляет более 1 с;

6.2.3. Импульсные вибрации, состоящие из одного или нескольких вибрационных воздействий (например, ударов), каждый длительностью менее 1 с.

Как видим, классификация вибраций представляет собой очень сложную систему, в которой очень трудно разобраться.

Первая задача в практике измерений вибрации заключена в определении её вида для выбора нормативов. Для этого можно воспользоваться более простой схемой, которая показана на рисунке 9.

 

 

Рисунок 9 – Краткая классификация производственной вибрации