Производственная вибрация. Нормирование и защита.

4.6.1. Воздействие вибрации на организм человека и сооружения

Вибрации - колебательные движения упругих тел, конструк­ций, сооружений около положения равновесия. Воздействие виб­раций на человека классифицируются:

• по способу передачи вибрации на человека;

• по направлению действия вибрации;

• по времени действия.

1) По способу передачи на человека различают общую и локаль­ную вибрацию.

1.1. Общая вибрация передается через опорные поверхности на тело сидящего или стоящего человека.

Общая вибрация по источнику ее возникновения подразделя­ется на категории:

1 тип (безопасность) - транспортная, воздействующая на операторов подвижных самоходных и прицепных машин - тракто­ры, сельскохозяй-ственные и промышленные машины, автомо­били, строительно-дорожные машины;

2 тип (граница снижения производительности труда) - транспортно-технологическая, воздействующая на операторов ма­шин с ограниченной скоростью перемещения - экскаваторы, краны, бетоноукладчики, напольный производственный транспорт;

3 тип «а» (граница снижения производительности труда) - техно­логическая, воздействующая на операторов стационарных машин и оборудования или передающаяся на рабочие места, не имеющие источников вибрации – стан-ки, кузнечно-прессовое оборудование, насосные агрегаты, вентиляторы, буровые станки, установки нефте- газодобывающей, перера­батывающей и др. отраслей промышленности;

3 тип «б» (комфорт) - вибрации на рабочих местах работников умственного труда и персонала, не занимающегося физиче­ским трудом, - диспетчерские, заводоуправления, конструк­торские бюро, лаборатории, вычислительные цент-

ры, учебные помещения, конторские помещения, здравпункты и др.

1.2. Локальная вибрация передается через руки человека. К ней можно отнести воздействие на ноги сидящего человека и на предплечья, контактирующие с вибрирующими поверхностями.

2) По направлению действия вибрацию подразделяют в соответствии с направлением ортогональной системы координат (см. рис. 4.19).

3) По временной характеристике различаются: постоянная виб­рация, для которой контролируемый параметр за время действия изменяется не более чем в 2 раза; непостоянная вибра­ция, для которой эти параметры за время наблюдения изменяют­ся более чем в 2 раза.

При действии вибрации на человека оцениваются виброско­рость (вибро-ускорение), диапазон частот и время воздействия вибрации.

Частотный диапазон воспринимаемых вибраций от 1 до 1000Гц. Колебания с частотой ниже 20 Гц воспринимаются орга­низмом только как вибрации, а с частотой выше 20 Гц - одновре­менно как вибрация и шум.

 

Рис.4.19. Направление координатных осей при действии общей и локальной вибрации

 

 

Общая вибрация вызывает изменения в сердечно-сосудистой и центральной нервной системах, появление болей в отдельных органах. Локальные вибрации влияют на центральную нервную систему, повышая кровяное давление, вызывают сужение капил­ляров в кончиках пальцев, приводят к потере их чувствительно­сти. Под воздействием вибрации ухудшается зрительное воспри­ятие, особенно при частотах (25-40) и (60-90) Гц. Вертикальная вибрация особенно неблагоприятна для работающих в сидячем положении, горизон-тальная - для работающих стоя. Действие вибрации на человека становится опасным, когда частота колеба­ний рабочего места приближается к частоте собственных колеба­ний органов тела человека: (4-6) Гц - колебания головы относи­тельно тела в положении стоя, (20-30) Гц - в положении сидя; 4-8 Гц - брюшной полости; 6-9 Гц - большинства внутренних ор­ганов; 0,7 Гц - «качка» вызывает морскую болезнь.

При косвенном (визуальном) воздействии вибрации на человека оказы-вается психологическое действие. Например, вызыва­ют неприятные ощущения колеблющиеся предметы (люстры, транспаранты, вентиляционные короба), подвешенные к различ­ным конструкциям.

Вибрация разрушающе действует на строения и сооружения, нарушает показания измерительных и регулирующих приборов, снижает надежность работы машин и приборов, в отдельных слу­чаях вызывает брак продукции и т.п. Санитарные нормы требуют снижения параметров вибрации до допустимых величин.

 

4.6.2. Гигиенические характеристики и нормирование вибрации

Гигиеническое нормирование вибрации, действующей на чело­века, служит для обеспечения вибробезопасных условий труда. Ввиду сложности оценки влияния вибрации на системы организма человека и отсутствия единых норми-руемых параметров воздейст­вия вибрации основой для гигиенического норми-рования вибрации служат объективные физиологические реакции человека на вибра­цию определенной интенсивности, а также субъективные оценки неблагоприятного воздействия вибрации на рабочих различных профессий. При современном уровне развития техники не всегда удается снизить вибрацию до абсолютно безвредного уровня. По­этому при нормировании исходят из того, что работа возможна не в наилучших, а в приемлемых усло-виях, т.е. когда вредное воздей­ствие вибрации не проявляется или проявляется незначительно, не приводя к профессиональным заболеваниям.

В настоящее время классификацию, гигиенические нормы вибрации, требования к вибрационным характеристикам произ­водственного обору-дования и транспортных средств определяют ГОСТ 12.1.012-90 «ССБТ. Вибрационная безопасность. Общие требования» и СН 2.2.4/2.1.8.566-96.

Основными характеристиками оценки вредности производст­венной вибра-ции являются амплитуда колебаний, частота, ско­рость и ускорение.

Частота колебаний - это количество полных колебаний за единицу времени. Она измеряется в герцах (Гц), один герц равен одному колебанию в секунду. Частота колебаний — величина, обратно пропорциональная периоду колебаний. Период колебаний — это отрезок времени, в течение которого происходит полный колебательный цикл.

Амплитуда колебаний - это наибольшее смещение колеблю­щейся точки от нейтрального положения. Измеряется амплитуда колебаний в миллиметрах.

Скорость вибрации - это первая производная смещения во времени, м/с.

V = 2π•f•A, (4.1)

где f - частота вибрации, Гц; А - амплитуда вибрации, м.

Ускорение вибрации - это вторая производная смещения во времени, измеряется по формуле, м/с²

a = 4 π ² •f ² • A, (4.2)

Гигиенической характеристикой вибрации является логариф­мический уровень вибрационной скорости и вибрационного ус­корения, дБ

L _V = 20 lg , (4.3)

L_a = 20 lg , (4.4)

 

где V_o и а₀ - действующие эффективные значения скорости и ус­корения:

V₀ = 5 • 10⁻⁵ мм/с, а₀ = 0,3 мм/с².

Вибрация нормируется для каждого установленного направ­ления в каждой октавной полосе частот (табл.4.7) Для общей и локальной вибрации норми-руемыми параметрами являются сред­неквадратичные значения вибрационной скорости в октавных по­лосах частот. Гигиенические нормы вибрации устано-влены исхо­дя из того, что рабочие подвержены воздействию вибрации в течение смены продолжительностью 8 часов.

При воздействии вибрации, превышающей установленные нормативы, про-должительность вибрации на человека в течение рабочей смены рекомен-дуется уменьшить в соответствии с дан­ными, приведенными в табл. 4.8.

Допустимые значения амплитуды, скорости и уровня вибра­ционной ско-рости на постоянных рабочих местах даны в табл. 4.9, для локальной виб-рации (передающейся от ручных машин на руки работающих) - в табл. 4.10.

Нормируются также и вибрационные характеристики машин, вибрация ко-торых на встроенном рабочем месте или местах охва­та руками превышает (по абсолютному значению) 20% от соот­ветствующей гигиенической нормы или динамические нагрузки которых, передаваемые основанию, превышают 50 Н.

Вибрационные характеристики машин - это объективные тех­нические показатели вибраций, генерируемые машинами при регламентируемых режимах их работы или условиях испытаний. Вибрационные характеристики предназначаются для оценки виб­рационных свойств машин, контроля их качества, сравнения их между собой, определения необходимости их применения, выбо­ра и расчета средств вибрационной защиты на путях распростра­нения вибрации от машины к человеку, расчета строительных конструкций и оснований для установки машин при проектиро­вании промышленных предприятий.

 

 

Таблица 4.7