Особенности вибрации, влияние на человека, нормирование, защита от вибрации

Вибрация - механические колебания, возникающие в упругих телах и передаются на тело человека.

Человек может чувствовать вибрацию в диапазоне частот от доли герца до 8000 Гц. Вибрация с еще более высокой частотой воспринимается как тепловое ощущение. При повышении частоты колебаний до 16 Гц вибрация сопровождается появлением шума.

Основными характеристиками гигиенической оценки вибрации является среднегеометрические частоты /, Гц, в третьоктавных и октавных полосах и соответствующие им среднеквадратичные значения виброускорения а, м / с2, или виброскорости V, м / с, а также их логарифмические уровни:

Логарифмические уровни виброускорения La, дБ, и виброскорости Lv, дБ, определяют по следующим формулам:

где а - среднее значение виброускорения, м / с2; а0 - опорное значение виброускорения, равной 10 в -6 степени м / с2;

где V - среднее значение виброскорости, м / с; И - опорное значение виброскорости, равное 5-10 в -8 степени м / с.

При оценке вибраций на оператора лучшим параметром является виброускорения.

Вредные последствия вибрации возрастают с увеличением быстроходности машин и механизмов, поскольку энергия колебательного процесса возрастает пропорционально квадрату частоты колебаний (или частоты вращения вала машины).

По способу передачи на человека различают общую и локальную вибрации.

Общая вибрация передается через опорные поверхности (ступни ног или ягодицы) на тело человека, сидит или стоит.

Локальная вибрация передается через руки человека.

Организм человека особенно чувствительным к вертикальным сотрясений, когда человек стоит и колебания распространяются с ног до головы.

По направлению действия вибрация делится в соответствии с направлениями осей ортогональной системы координат (рис. 3.12).

направления кординатних осей общей вибрации

В зависимости от продолжительности, интенсивности действия, частоты, а также условий труда вибрация вызывает устойчивые патологические изменения в нервной системе (нарушение процессов возбуждения и торможения), опорно-двигательном аппарате (деформация суставов, потеря силы мышц) и кровеносной системе (сужение или расширение периферических сосудов).

Особенно опасными для человека являются колебания с частотой 4-8 Гц, совпадающие с собственной частотой колебаний ряда внутренних органов, упруго закреплены на скелете (сердце, печень, почки и др.), И около 30 Гц (частота собственных колебаний тела человека) .

Наиболее вредным для человека является одновременное воздействие вибрации, шума и низкой температуры, а поскольку в производственных условиях шум и вибрация являются спутниками, то их совместное воздействие может привести к профессиональному заболеванию - виброшумов болезни. Эта болезнь тяжело поддается лечению и может стать причиной инвалидности. Особенно опасной эта болезнь является для женщин из-за риска потери репродуктивной функции. Гигиеническое нормирование вибрации проводят в соответствии с ГОСТ 12.1.012-90 отдельно для общей и локальной вибрации.

Нормированный диапазон частот устанавливается:

• для локальной вибрации в виде октавных полос со среднегеометрическими частотами 1; 2; 4, 8; 16; 31,5; 63; 125; 250; 500; 1000 Гц;

• для общей вибрации - октавных и 1/3-октавных полос со среднегеометрическими частотами 0,8; 1,0; 1,25; 1,6; 2,0; ...; 50; 63; 80 Гц.

Нормируемыми параметрам вибраций на оператора на рабочих местах в процессе труда являются: а) одночислови параметры:

• корректируемых по частоте значение контролируемого параметра (0) или его логарифмический уровень (Ь0):

где Uи и LUi - среднее значение контролируемого параметра вибрации (виброскорость или виброускорения) и его логарифмический уровень в i-й частотной полосе; ki и LКи - весовые коэффициенты для i-й частотной полосы для среднеквадратичного значение контролируемого параметра или его логарифмического уровня;

• доза вибрации

где Ũ (t) - корректируемые по частоте значение контролируемого параметра в момент времени м / с2 или м / с; Т - время действия вибрации, с; m - показатель эквивалентности физиологического воздействия вибрации; • эквивалентное корректируемых значения:

б) спектр вибрации.

Норма вибраций на оператора устанавливается для каждого направления действия вибрации продолжительностью 8:00.

Для обеспечения вибрационной безопасности труда введены следующие критерии оценки неблагоприятного воздействия вибрации:

1) критерий "безопасность", который обеспечивает незыблемость здоровья оператора, а также исключает возможность возникновения травмоопасных или аварийных ситуаций вследствие воздействия вибрации. Применяется для транспортной вибрации;

2) критерий "снижение" производительности труда ", обеспечивает поддержку нормативной производительности труда оператора, не уменьшается вследствие развития усталости под воздействием вибрации. Применяется для транспортно-технологической и технологической вибрации;

3) критерий "комфорт", который обеспечивает оператору ощущение комфортности условий труда при полном отсутствии влияния вибрации, который мешает. Применяется для вибрации на рабочих местах работников умственного труда и персонала, не занимается физическим трудом.

Средства защиты от вибрации делятся на коллективные и индивидуальные. Средства коллективной защиты, в свою очередь, бывают: 1) те, что влияют на источник возбуждения: 2) средства защиты от вибрации на путях ее распространения.

К первой группе относятся такие средства защиты: динамическое уравновешивание; антифазна синхронизация, изменение характера возмущающих воздействий; изменение конструктивных элементов источника возбуждения; изменение частоты колебаний. Они используются, как правило, на этапе проектирования или изготовления машины.

Средства защиты от вибрации на путях ее распространения (рис.3.13) могут быть заложены в проекты машин и производственных участков, а могут быть применены на этапе их эксплуатации.

Вибродемпферування. Это процесс уменьшения вибраций защищаемого объекта путем преобразования энергии механических колебаний какой колебательной системы на тепловую энергию.

Увеличение потерь энергии в системе может быть связано с:

• использованием конструктивных материалов с большим внутренним трением;

• нанесением на вибрирующие поверхности слоя пружновьяаких материалов, имеющих большие потери на внутреннее трение;

• применением поверхностного трения (при колебаниях изгиба двух пластин, которые скреплены и плотно прилегают друг к другу);

• переводом механической колебательной энергии в энергию токов Фуко или электромагнитного поля.

Классификация методов и средств защиты от вибрации

Виброизоляция, этот способ защиты заключается в уменьшении передачи колебаний от источника возбуждения защищаемого объекта с помощью устройств, которые располагаются между ними. Виброизоляция осуществляется введением в колебательной системы дополнительного упругой связи, который препятствует передаче вибраций от машины - источники колебаний - к основанию или смежных элементов конструкции; этот упругий связь может также использоваться для ослабления передачи вибрации от основания на человека или на защищаемый агрегат. Эффективность виброизоляции определяют коэффициентом передачи КП, который имеет физический смысл отношения амплитуды виброперемещения, виброскорости, виброускорения защищаемого объекта или действующей на него силы к такой же амплитуды источника возбуждения при гармоничной вибрации, например:

где Fk - возмущающая сила; Fm - возмущающая сила.

Динамическое виброгашения зачастую проводится путем установления агрегатов на фундаменты или оборудованием динамических виброгасителей.

Массу фундамента подбирают таким образом, чтобы амплитуда колебаний подошвы фундамента в любом случае не превышала 0,1-0,2 мм, а по особо важным сооружений - 0,005 мм. Пример устройства фундамента приведены на рис. 3.14.

Установка агрегата на фундаменте

Среди динамических виброгасителей наибольшее распространение в машиностроении получили те, которые снижают уровень вибрации защищаемого объекта за счет воздействия на него реакции виброгасителя. Динамические виброгасители - это дополнительная колебательная система, собственная частота которой настроена на основную частоту колебаний агрегата.

Виброгаситель жестко закрепляется на агрегате, вибрирует, поэтому в нем в любой момент возбуждаются колебания, которые находятся в противофазе с колебаниями агрегата (рис. 3.15).

Схема динамического виброгасителя

К средствам индивидуальной защиты от вибрации относятся средства защиты рук: рукавицы, перчатки, а также виброзащитные прокладки или пластины, которые крепятся к рукам. При работе в условиях общей вибрации используется спецобувь на толстой подошве.

С целью профилактики виброшумов заболевания для работников с оборудованием, вибрирует, рекомендуется специальный режим труда (ограничение времени контакта с виброинструментом, дополнительные перерывы и т.д.).

Контрольные задания и вопросы

1. Что называется шумом и каковы его основные параметры?

2. Как шум влияет на организм человека?

3. Назовите методы нормирования шума.

4. Опишите средства защиты от шума.

5. Какие особенности имеют инфразвуковые колебания? их влияние на человека?

6. Нормирование инфразвука.

7. Защита от инфразвука.

8. Опишите особенности ультразвуковых колебаний и их воздействие на человека.

9. Нормирование ультразвука.

10. Защита от ультразвука.

11. Охарактеризуйте особенности вибрации и ее воздействие на человека.

12. Нормирование вибрации и средства защиты от нее.

 
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   След >