Вибрация, её действие на организм человека и гигиеническое нормирование

звуковой шум вибрация организм В последние десятилетия в связи с внедрением вибрационной техники в различные отрасли народного хозяйства значительно увеличился контингент работников, подвергающихся в процессе труда воздействию вибрации.

Вибрация — это сложный колебательный процесс, возникающий при периодическом смещении центра тяжести какого-либо тела от положения равновесия, а также при периодическом из;

Анализ производственной вибрации представляет большие трудности, так как колебания машин и другого оборудования не являются простыми гармоническими колебаниями; им свойственна апериодичность или квазипериодичность, часто они носят импульсный или толчкообразный характер.

Основными параметрами, характеризующими вибрацию, действующую по синусоидальному закону, являются: амплитуда смещения —наибольшее отклонение колеблющейся точки от положения равновесия А, м; колебательная скорость — максимальное из значении скорости колеблющейся точки V, м/с; колебательное ускорение — максимальное из значений ускорений колеблющейся точки Q, м/с2; частота f, Гц.

При частоте больше 16…20 Гц вибрация сопровождается шумом.

Человек начинает ощущать вибрацию при колебательной скорости примерно равной 1?10−4 м/с, а при скорости 1 м/с возникают болевые ощущения.

В зависимости от способа передачи вибрации телу человека различают локальную (местную) вибрацию, передающуюся через руки человека, и общую, передающуюся на тело сидящего или стоящего человека через опорные поверхности тела. В реальных условиях часто имеет место сочетание этих вибраций.

Влияние вибрации на человека зависит и от направления ее действия. Поэтому вибрация подразделяется на действующую вдоль осей ортогональной системы координат X, Y, Z (для общей вибрации), где Z — вертикальная ось, а X и Y — горизонтальные оси (рис. 18, а, б);действующую вдоль осей ортогональной системы координат Хр, YР, Zp (для локальной вибрации), где ось Хр совпадает с осью мест охвата источника вибрации, а ось Zp лежит в плоскости, образованной осью Хр и направлением подачи или приложения силы, или осью предплечья (рис. 19, а, б).

Общая вибрация в зависимости от источника ее возникновения может быть трех категорий:

• 1. транспортная вибрация, воздействующая на операторов (водителей) подвижных машин и транспортных средств при их движении по местности, агрофонам и дорогам (в том числе при их строительстве);
• 2. транспортно-технологическая вибрация, воздействующая на операторов машин с ограниченным перемещением только по специально подготовленным поверхностям производственных помещений, промышленных площадок и горных выработок (экскаваторов, грузоподъемных кранов, горных машин, путевых машин, бетоноукладчиков и др.);
• 3. технологическая вибрация, воздействующая на операторов стационарных машин или передающаяся на рабочие места, не имеющие источников вибрации (станки, электрические машины, насосы, вентиляторы, буровые установки и т. п.). В зависимости от характеристики рабочих мест эта категория подразделяется на группы 3а, 3б, 3 В, 3 г. Степень и характер воздействия вибрации на организм человека зависят от вида вибрации, её параметров и направления воздействия.

Рис. 18. Направление координатных осей при действии общей вибрации: а — положение стоя, б — положение сидя; ось Z — вертикальная, перпендикулярная опорной поверхности; ось X — горизонтальная от спины к груди; ось Y — горизонтальная от правого плеча к левому

Тело человека можно рассматривать как сочетание масс с упругими элементами. Весьма опасными являются колебания рабочих мест, имеющие частоту, резонансную с колебаниями отдельных органов или частей тела человека. Для большинства внутренних органов собственные частоты лежат в области 6…9 Гц. Для стоящего на вибрирующей поверхности человека имеется два резонансных пика на частотах 5… 12 и 17…25 Гц, для сидящего — на частотах 4…6 Гц.

В определенных условиях вибрация оказывает благоприятное действие на организм человека и применяется в медицине для улучшения функционального состояния нервной системы, ускорения заживления ран, улучшения кровообращения, лечения радикулитов и т. п. Однако в производственных условиях длительное воздействие вибрации приводит к различным нарушениям здоровья человека и в конечном счете — к «вибрационной болезни».

Наиболее распространены заболевания, вызванные локальной вибрацией. При работе с ручными машинами, вибрация которых наиболее интенсивна в высокочастотной области спектра (выше 125 Гц), возникают в основном сосудистые расстройства, сопровождающиеся спазмом периферических сосудов. Локальная вибрация, имеющая широкий частотный спектр, часто с наличием ударов (клепка, срубка, бурение), вызывает различную степень сосудистых, нервно-мышечных, костно-суставных и других нарушений.

Общая вибрация оказывает неблагоприятное воздействие на нервную систему, наступают изменения в сердечно-сосудистой системе, вестибулярном аппарате, нарушается обмен веществ. При совместном воздействии общей и местной вибрации (у водителей тяжелых машин, экскаваторщиков, бульдозеристов и др.) к поражению нервной системы присоединяются вегетативно-сосудистые, вестибулярные и другие расстройства.

Таким образом, вибрационная болезнь связана в основном с нарушением деятельности различных отделов нервной системы. Способствуют возникновению заболевания такие сопутствующие факторы, как охлаждение, большие статические мышечные усилия, пониженное атмосферное давление, производственный шум.

Стандарт рекомендует гигиеническую оценку вибрации, воздействующей на человека в производственных условиях, производить одним из следующих методов:

частотным (спектральным) анализом нормируемого параметра;

интегральной оценкой по частоте нормируемого параметра;

дозой вибрации.

В зависимости от принятого метода оценки стандарт регламентирует разные параметры вибрации.

При частотном (спектральном) анализе нормируемыми параметрами являются средние квадратичные значения виброскорости V (и их логарифмические уровни Lv) или виброускорения а для локальной вибрации в октавных полосах частот, а для общей вибрации в октавных или1/3 полосах частот.

При использовании метода интегральной оценки вибрации по частоте нормируемым параметром является корректированное значение контролируемого параметра U (виброскорости или виброускорения), измеряемое с помощью специальных фильтров или вычисляемое по формулам.

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