Vibrácia ako priemyselné nebezpečenstvo je mechanický kmitavý pohyb, prenášaný priamo na ľudské telo alebo jeho jednotlivé časti. Mechanizáciou mnohých druhov prác a používaním pneumatického a elektrického náradia sa jeho význam dramaticky zvýšil a v súčasnosti je choroba z vibrácií na jednom z prvých miest medzi chorobami z povolania.
Z hľadiska nebezpečenstva choroby z vibrácií má najväčší význam vibrácie s frekvenciou 16-250 Hz.
Je zvykom rozlišovať miestny (miestny) a celkové vibrácie: prvý sa prenáša na ruky alebo iné obmedzené oblasti tela, druhý - na celé telo (pobyt na oscilačnej plošine, sedadlá).
Vplyv vibrácií na pracovníkov sa často kombinuje s vplyvom iných priemyselných nebezpečenstiev: hluk, chladiaca mikroklíma, nepohodlná poloha tela.
Vplyv vibrácií na telo. Vibrácie v závislosti od svojich parametrov (frekvencia, amplitúda) môžu mať pozitívny aj negatívny vplyv na jednotlivé tkanivá a organizmus ako celok. S fyzioterapeutickým účelom sa vibrácie používajú na zlepšenie trofizmu, krvného obehu v tkanivách pri liečbe určitých chorôb. Avšak priemyselné vibrácie, ktoré sa prenášajú do zdravých tkanív a orgánov a majú významnú amplitúdu a trvanie pôsobenia, sa ukazujú ako škodlivý ovplyvňujúci faktor.
Vibrácie spôsobujú predovšetkým neurotrofické a hemodynamické poruchy. V cievach malého kalibru (kapiláry, arterioly) vznikajú spasticko-atonické stavy, zvyšuje sa ich priepustnosť, je narušená nervová regulácia. Citlivosť kože na vibrácie, teplotu a bolesť. Pri práci s ručným elektrickým náradím sa môže vyskytnúť príznak „mŕtveho prsta“: strata citlivosti, bielenie prstov, rúk. Robotníci sa po práci a v noci sťažujú na studené ruky, boľavé bolesti v nich. Koža medzi útokmi má mramorový vzhľad, cyanotická. V niektorých prípadoch sa zistí opuch, kožné zmeny na rukách (trhliny, zhrubnutie), hyperhidróza dlaní. Charakteristické sú osteoartikulárne a svalové zmeny. Dystrofické procesy spôsobujú zmenu štruktúry kostí (osteoporóza, nadmerný rast atď.), Atrofia svalov. Možná deformácia zápästia, lakťa, ramenných kĺbov so zhoršenou funkciou pohybového aparátu.
Ochorenie je celkového charakteru, o čom svedčí únava, bolesti hlavy, závraty, podráždenosť. Môžu sa vyskytnúť sťažnosti na bolesť v oblasti srdca a žalúdka, zvýšený smäd: strata hmotnosti, nespavosť. Asteno-vegetatívny syndróm je sprevádzaný kardiovaskulárnymi poruchami: hypotenzia, bradykardia, zmeny EKG. Pri lekárskom vyšetrení sa dajú zistiť zmeny citlivosti kože, chvenie rúk, jazyka a viečok.
Keď sú vystavené všeobecným vibráciám, zmeny v centrálnom nervovom systéme sú výraznejšie: sťažnosti na závraty, hučanie v ušiach, ospalosť, bolesť lýtkových svalov. Objektívne sa zisťujú zmeny na EEG, podmienené a nepodmienené reflexy, zhoršenie pamäti, zhoršená koordinácia pohybov. Zvyšuje sa energetický výdaj a chudnutie. Častejšie ako pri pôsobení lokálnych vibrácií sa zisťujú vestibulárne poruchy. V kombinácii s hlukom vedie vibrácia k strate sluchu. To je charakterizované zhoršením vnímania zvukov nielen vysokých, ale aj nízkych frekvencií. Niekedy sa zistia poruchy zraku: zmena vnímania farieb, hranice zorného poľa, zníženie zrakovej ostrosti. Zo strany kardiovaskulárneho systému existuje nestabilita krvného tlaku, prevaha hypertenzných javov a niekedy prudký pokles krvného tlaku do konca práce. Môžu sa vyskytnúť prípady spazmu koronárnych ciev, rozvoj myokardiálnej dystrofie. Lézie osteoartikulárneho aparátu sú lokalizované hlavne v nohách a chrbtici. Pôsobenie všeobecných vibrácií môže prispievať k poruchám funkčného stavu vnútorné orgány, výskyt bolesti v žalúdku, nedostatok chuti do jedla, nevoľnosť, časté močenie. Patologické zmeny v panvových orgánoch môžu byť sprevádzané impotenciou u mužov, menštruačnými nepravidelnosťami, prolapsom panvových orgánov a zvýšenou gynekologickou morbiditou u žien.
Počiatočné formy ochorenia z vibrácií sa ľahšie zvrátia po dočasnom prerušení kontaktu so zdrojmi vibrácií, zavedení racionálneho pracovného režimu, používaní masáží, vodných procedúr a pod.. V neskorších štádiách ochorenia sa dlhodobo je potrebné ošetrenie a úplné odstránenie vplyvu vibrácií pri práci.
Teoreticky by sa zdalo, že nezáleží na tom, ktorý nástroj spôsobuje vibrácie: za rovnakých okolností hrajú hlavnú úlohu jeho parametre. V zásade je to tak, ale platí to len „za rovnakých okolností“. V skutočnosti povaha povolania určuje niektoré znaky v priebehu choroby, napríklad akýkoľvek lokálny proces sa vyvíja akútnejšie. Takže, ako poznamenávajú japonskí vedci, ochorenia žalúdka sú medzi vodičmi nákladných vozidiel rozšírené. Je tiež známe, že vodiči vyvážacích strojov na miestach ťažby dreva majú príznaky ochorenia spôsobeného vibráciami sprevádzané ischiasom. Piloti, najmä tí, ktorí pracujú vo vrtuľníkoch, často pociťujú stratu zrakovej ostrosti. Ako je uvedené v špeciálne štúdiá, jednorazové a krátkodobé - asi 20-30 minút. vibrácie, zvyšuje čas na riešenie elementárnych úloh, t.j. zhoršuje pozornosť a duševnú činnosť, pričom až 30 % rozhodnutí je chybných.
Výskum odhalil veľmi dôležitý biologický vzorec. Ukazuje sa, že oslabenie pozornosti sa pozoruje iba pri určitých frekvenciách rádovo 10-12 Hz, zatiaľ čo iné frekvencie, vyššie a nižšie, ale s rovnakým zrýchlením, takéto zmeny nespôsobujú. Tento vzorec dáva kľúč k objasneniu vlastností vibračných chorôb spojených s konkrétnou výrobnou činnosťou. Každý stroj alebo jednotka generuje spolu s množstvom vedľajších frekvencií (harmonických) jednu hlavnú frekvenciu pre tento stroj. Táto frekvencia určuje špecifickosť chorôb.
Ak vibrácie s frekvenciou nad 15 Hz (najmä s frekvenciou 60-90 Hz) ovplyvňujú osobu pozdĺž trupu v smere zvislej osi, potom sa zraková ostrosť znižuje, schopnosť sledovať vibračné pohyby objektu je znížená. sa stráca už pri frekvenciách 1-2 Hz a takmer mizne pri 4 Hz. Tento jednoduchý príklad ukazuje, aké nebezpečné sú vibrácie pri preprave: vodiči, piloti, vodiči iných vozidiel už nerozlišujú pohybujúce sa predmety.
Frekvencia vibrácií spôsobených nerovnosťou vozovky a nedokonalosťou pozemnej dopravy leží v rozsahu do 15 Hz, t.j. predstavuje skutočné nebezpečenstvo a môže spôsobiť nehody.
Vibrácie rušia ľudskú reč. Pri frekvenciách medzi 4 a 10 Hz je reč skreslená a niekedy prerušovaná. Na udržanie jasnej a správnej reči je potrebný špeciálny tréning, pretože pri hladine vibrácií 0,3 dB je ťažké udržať zrozumiteľnú reč. Je ľahké pochopiť, ako to ovplyvňuje komunikáciu pilotov a kozmonautov s pozemnými riadiacimi bodmi.
Piloti, vodiči, strojníci majú rovnaké príznaky choroby z vibrácií ako robotníci. Piloti helikoptér majú obzvlášť závažnú chorobu. Počas letu vznikajú nízkofrekvenčné vibrácie, ktoré sú ľudským telom slabo tlmené a pôsobia deštruktívne na celé telo, predovšetkým na nervový systém. Porušenia nervovej a kardiovaskulárnej aktivity u pilotov sa vyskytujú takmer 4-krát častejšie ako u predstaviteľov iných profesií a vibrácie tu zohrávajú významnú úlohu.
Vibrácia je zložitý kmitavý proces, ku ktorému dochádza pri periodickom posune ťažiska telesa alebo sústavy telies z rovnovážnej polohy, ako aj pri periodickej zmene tvaru telesa, ktoré malo v statickej polohe.
Dôvodom budenia vibrácií sú nevyvážené silové účinky, ktoré vznikajú pri prevádzke strojov a agregátov. Zdroje vibrácií - systémy s vratným pohybom (kľukové mechanizmy, ručné dierovače, tesnenia na ľad, vibroramery, zariadenia na balenie tovaru a pod.), ako aj nevyvážené rotujúce hmoty (elektrické a pneumatické brúsky a rezacie stroje, rezné nástroje).
Hlavné parametre vibrácií vyskytujúce sa podľa sínusového zákona sú: frekvencia, amplitúda výchylky, rýchlosť, zrýchlenie, perióda oscilácie (čas, počas ktorého prebehne jedna úplná oscilácia).
V závislosti od kontaktu pracovníka s vibračným zariadením sú miestne(miestne) a všeobecný vibrácie (vibrácie pracovísk). Vibrácie pôsobiace na jednotlivé časti tela pracovníka sú definované ako lokálne. Vibrácie na pracovisku, ktoré pôsobia na celé telo, sú definované ako všeobecné. Vo výrobných podmienkach sa často súčasne stretávame s lokálnou a všeobecnou vibráciou, ktorá je tzv zmiešané vibrácie.
Podľa smeru pôsobenia sa vibrácie delia na vibrácie pôsobiace pozdĺž osí ortogonálneho súradnicového systému X, Y, Z.
Všeobecné vibrácie podľa zdroja ich výskytu sa delia na:
1. Na prepravu, ku ktorej dochádza v dôsledku pohybu automobilov po teréne a po cestách.
2. Dopravné a technologické, ku ktorým dochádza pri prevádzke strojov, ktoré vykonávajú technologickú operáciu v stacionárnej polohe a pri pohybe po špeciálne upravenej časti výrobného zariadenia, priemyselného areálu.
3. Technologické, ktoré vzniká pri prevádzke stacionárnych strojov alebo sa prenáša na pracoviská, ktoré nemajú zdroje vibrácií. Technologické vibračné generátory sú zariadenia: píla, drevoobrábanie, na výrobu technologických triesok, kovoobrábanie, kovanie a lisovanie, ako aj kompresory, čerpacie agregáty, ventilátory a iné inštalácie.
2 Vplyv vibrácií na ľudský organizmus
Ľudské telo sa považuje za kombináciu hmôt s elastickými prvkami, ktoré majú svoje vlastné frekvencie, ktoré pre ramenný pletenec, boky a hlavu vzhľadom na nosnú plochu ("stojacia" poloha) sú 4-6 Hz, hlava vzhľadom na ramená ("sediaca" poloha) - 25-30 Hz. Pre väčšinu vnútorných orgánov ležia prirodzené frekvencie v rozsahu 6-9 Hz. Všeobecné vibrácie s frekvenciou menšou ako 0,7 Hz, definované ako chvenie, aj keď sú nepríjemné, nevedú k chorobe z vibrácií. Dôsledkom takejto vibrácie je morská choroba spôsobená porušením normálnej činnosti vestibulárneho aparátu v dôsledku rezonančných javov.
Ak je frekvencia kmitov pracovísk blízka prirodzeným frekvenciám vnútorných orgánov, je možné mechanické poškodenie alebo dokonca prasknutie. Systematický vplyv všeobecných vibrácií, charakterizovaných vysokou úrovňou rýchlosti vibrácií, vedie k ochoreniu z vibrácií, ktoré je charakterizované porušením fyziologických funkcií tela spojeným s poškodením centrálneho nervového systému. Tieto poruchy spôsobujú bolesti hlavy, závraty, poruchy spánku, zníženú výkonnosť, zlý zdravotný stav a srdcové poruchy.
Amplitúda a frekvencia vibrácií výrazne ovplyvňujú závažnosť ochorenia a pri určitých hodnotách spôsobujú ochorenie z vibrácií (tab. 1).
Tabuľka 1 - Vplyv vibrácií na ľudské telo
|
Amplitúda kmitania vibrácií, mm |
Frekvencia vibrácií, Hz |
Výsledok vplyvu |
|
Rôzne |
Neovplyvňuje telo |
|
|
Nervózne vzrušenie s depresiou |
||
|
Zmeny v centrálnom nervovom systéme, srdci a orgánoch sluchu |
||
|
Možné ochorenie |
||
|
Spôsobuje chorobu z vibrácií |
Charakteristiky vplyvu vibrácií sú určené frekvenčným spektrom a umiestnením v rámci jeho limitov maximálnych úrovní vibračnej energie. Lokálne vibrácie nízkej intenzity môžu priaznivo pôsobiť na ľudský organizmus, obnoviť trofické zmeny, zlepšiť funkčný stav centrálneho nervového systému, urýchliť hojenie rán atď.
So zvyšujúcou sa intenzitou vibrácií a trvaním ich pôsobenia dochádza k zmenám, ktoré v niektorých prípadoch vedú k rozvoju profesionálnej patológie - vibračnej choroby.
Abstrakt na tému:
"VIBRÁCIE A JEJ VPLYV NA ĽUDSKÉ TELO"
Úvod
Vibrácie sú mechanické vibrácie, ktorých najjednoduchšou formou sú harmonické vibrácie.
K vibráciám dochádza pri prevádzke strojov a mechanizmov, ktoré majú nevyvážené a nevyvážené rotačné orgány s vratnými a nárazovými pohybmi. Medzi takéto zariadenia patria kovoobrábacie stroje, kovacie a raziace kladivá, elektrické a pneumatické dierovače, mechanizované nástroje, ako aj pohony, ventilátory, čerpacie agregáty, kompresory. Z fyzikálneho hľadiska nie sú medzi hlukom a vibráciami zásadné rozdiely. Rozdiel spočíva vo vnímaní: vibrácie sú vnímané vestibulárnym aparátom a hmatovými prostriedkami a hluk vnímajú orgány sluchu. Vibrácie mechanických telies s frekvenciou menšou ako 20 Hz sú vnímané ako vibrácie, viac ako 20 Hz - ako vibrácie a zvuk.
Vibrácie sa používajú v stavebných podnikoch na zhutňovanie a kladenie betónovej zmesi, drvenie a triedenie inertných materiálov, vykladanie a prepravu sypkých materiálov atď.
Vplyvom vibrácií v ľudskom tele dochádza k zmene srdcovej činnosti, nervového systému, vazospazmom, zmenám na kĺboch, čo vedie k obmedzeniu ich pohyblivosti. Dlhodobé pôsobenie vibrácií vedie k chorobe z povolania – ochoreniu z vibrácií. Vyjadruje sa v rozpore s mnohými fyziologickými funkciami človeka. Účinná liečba možné len v počiatočnom štádiu ochorenia. Veľmi často sa v tele vyskytujú nezvratné zmeny, ktoré vedú k invalidite.
Ryža. Pravdepodobnosť absencie vibračnej choroby : 1-7 - s trvaním práce 1,2,5,10,15,20 a 25 rokov.
Najjednoduchším oscilačným systémom s jedným stupňom voľnosti je hmota namontovaná na pružine. Tento systém vykonáva harmonické alebo sínusové kmity.
Hlavné parametre charakterizujúce vibrácie sú: amplitúda (najväčšia odchýlka od rovnovážnej polohy) A, m; frekvencia kmitov f, Hz (počet kmitov za sekundu); rýchlosť vibrácií V, m/s; zrýchlenie vibrácií W, m/s 2 ; perióda oscilácie T, sek.
Stupeň vplyvu vibrácií na fyziologické pocity človeka je určený veľkosťou oscilačného zrýchlenia a rýchlosťou oscilácií:
,
m/s, (2.5.26)
,
m/s 2 ,
(2.5.27)
kde f je počet kmitov za 1 s;
A- amplitúda kmitania, m.
Vibrácie sú zaznamenané v blízkosti zariadenia, pri prevádzke pneumatického náradia, keď hriadele strojov nie sú správne vyvážené, pri preprave kvapalín a plynov potrubím, pri technologických procesoch kladenia betónu pomocou vibračných jednotiek.
Vibrácie nesínusového charakteru môžu byť vždy reprezentované ako súčet sínusových zložiek pomocou Fourierovej expanzie.
Na štúdium vibrácií je celý frekvenčný rozsah (rovnako ako pre hluk) rozdelený do základných rozsahov. Geometrické stredné hodnoty frekvencií, pri ktorých sa vibrácia skúma, sú nasledovné: 2, 4, 8, 16, 31, 50, 63, 125, 250, 500, 1000 Hz. Úrovne vibrácií sa nemerajú pri každej jednotlivej frekvencii, ale v niektorých pásmach (intervaloch) oktávových a tretinových oktávových frekvencií. Pre oktávy pomer horných limitov frekvencií k nižším fv / fn \u003d 2 a pre jednu tretinu oktáv. Vzhľadom na to, že absolútne hodnoty parametrov charakterizujúcich vibrácie sa používajú v širokom rozsahu, v praxi sa používa koncept úrovní parametrov rýchlosti vibrácií (V) a zrýchlenia vibrácií (W).
Podľa GOST 12.1.012-90 „Vibrácie, všeobecné bezpečnostné požiadavky“ (SSBT). Logaritmické úrovne rýchlosti vibrácií Lv a zrýchlenia vibrácií Lw sú určené vzorcom:
; 
(2.5.28)
kde V, W-rýchlosť vibrácií, m/sa zrýchlenie vibrácií, m/s²;
V 0 , Wо - prahové hodnoty rýchlosti a zrýchlenia m/s, m/s 2 .
Vibrácie pôsobiace na človeka sú normalizované pre každý smer v každom oktávovom pásme. Frekvencia vibrácií má veľký hygienický význam. Pri práci sú najcharakteristickejšie frekvencie rádovo 35-250 Hz ručné náradie, môže spôsobiť ochorenie vibrácií s vazospazmom.
Frekvencie pod 35 Hz spôsobujú zmeny v nervovosvalovom systéme a kĺboch. Najnebezpečnejšie priemyselné vibrácie sú rovnaké alebo blízke frekvencii vibrácií Ľudské telo alebo jednotlivých orgánov a rovná sa 6-10 Hz (prirodzená frekvencia kmitov rúk a nôh 2-8 Hz, brucha 2-3 Hz, hrudníka 1-12 Hz). Výkyvy s takouto frekvenciou ovplyvňujú psychický stav človeka. Jednou z príčin smrti v Bermudský trojuholník môže ísť o kolísanie vodného prostredia v bezvetrí, kedy je frekvencia kmitov 6-10 Hz. Frekvencia oscilácií malých ciev sa zhoduje s frekvenciou oscilácií prostredia a ľudia si vytvárajú pocit nebezpečenstva a strachu. Námorníci sa snažia opustiť loď. Dlhšie vibrácie môžu viesť k smrti. vibračné omietky nebezpečná akcia na jednotlivé orgány tela a ľudské telo ako celok, narušenie normálneho fungovania nervového systému a orgánov spojených s metabolizmom. Vibrácie môžu spôsobiť poruchy činnosti kardiovaskulárnych a dýchacích orgánov, ochorenia rúk a kĺbov. Nebezpečné sú najmä vibrácie s veľkou amplitúdou, ktoré nepriaznivo pôsobia najmä na osteoartikulárny aparát. Pri nízkej intenzite a krátkodobom pôsobení majú vibrácie dokonca priaznivý účinok. Pri vysokej intenzite a dlhšom pôsobení môže vibrácia viesť k rozvoju choroby z vibrácií z povolania, ktorá za určitých podmienok môže prejsť do „cerebrálnej“ formy (poškodenie centrálneho nervového systému), ktorá je prakticky neliečiteľná.
Podľa GOST 12.1.012-90, DSN 3.3.6.039-95 podľa spôsobu prenosu na osobu sa vibrácie delia na: všeobecné, prenášané cez nosné plochy na ľudské telo; miestne (lokálne), prenášané najmä ľudskou rukou (obr. 2.5.10.).
Ryža. Smer súradníc osí pre všeobecné vibrácie (aab) a miestne (c):
a - pozícia v stoji; b - poloha v sede; Z je vertikálna os kolmá na povrch; X - horizontálna os od chrbta k hrudníku; Os Y - horizontálna od pravého ramena doľava; pri pôsobení lokálnych vibrácií poloha ruky na guľovej a valcovej ploche.
Vibrácie pôsobia pozdĺž osí ortogonálneho súradnicového systému XYZ (pre všeobecné vibrácie Z-vertikálne, kolmé na nosnú plochu; X-horizontálne od chrbta k hrudníku; Y-horizontálne od pravého ramena doľava).
Pri lokálnych vibráciách sa os Xl zhoduje s osou rozpätia, os Zl leží v rovine Xl a smeruje k prívodu alebo pôsobeniu sily. Podľa zdroja vzniku sa všeobecná vibrácia delí na: dopravnú vibráciu, ktorá vzniká pri pohybe automobilov; dopravné a technologické, vznikajúce pri prevádzke strojov vykonávajúcich technologickú operáciu; technologický, ku ktorému dochádza pri prevádzke stacionárnych strojov.
MERANIE A REGULÁCIA VIBRÁCIÍ
V súčasnosti vyrábané meracie zariadenie je založené na použití elektrických metód, ktoré poskytujú vysokú presnosť pri premene mechanických vibrácií na elektrické pomocou magnetoelektrických a piezoelektrických snímačov (prijímače vibrácií: signál je zosilnený, konvertovaný (integrovaný, diferencovaný) a privádzaný do záznamového zariadenia. ).
Zariadenia sa delia na: optické, mechanické, elektrické.
Meranie parametrov vibrácií sa musí vykonávať v súlade so stanovenými normami požiadaviek na meracie prístroje, snímače.
Na meranie vibrácií sa používajú prístroje: vibrometre VM-1, VIP-2, merač hluku a vibrácií ISHV-1 (1-3000 Hz), 00042 (Robotron NDR), 3513, 2512, 2513 (Brühl a Keri-Dánsko), VIP- 4 (15-200 Hz), EDIV (elektrické dištančné zariadenie), riadiace a meracie zariadenia ako VVK-003, VVK-005, hlukomery VShV-003 atď.
Zariadenie na meranie parametrov vibrácií musí spĺňať normu GOST 12.4.012-83 "Vibrácie". Prostriedky merania a kontroly vibrácií na pracoviskách. Technické požiadavky". Merania vibrácií sa vykonávajú na miestach s najväčším nebezpečenstvom vibrácií podľa metodiky výskumu DSN 3.3.6.039-99
Pri meraní lokálnych vibrácií sa merania vykonávajú v mieste kontaktu operátora s povrchom, ktorý vibruje.
Pri meraní celkových vibrácií by sa merací bod mal nachádzať v miestach kontaktu nosnej plochy ľudského tela s vibrujúcou plochou: sedadlo operátora; podlaha pracovného priestoru.
Merania konštantných vibrácií počas pracovnej zmeny sa vykonávajú minimálne 3-krát so zistením priemernej logaritmickej hodnoty.
Všeobecné vibrácie sa normalizujú podľa nasledujúcich oktávových frekvenčných pásiem: 1, 2, 3, 8, 16, 31, 50, 63; lokálne: 8, 16, 31, 50, 63…1000 Hz.
Všeobecné vibrácie pôsobiace na človeka sa normalizujú samostatne v každom oktávovom pásme vo vertikálnom smere (os Z) alebo horizontálnom smere (osi X, Y). Voľba normalizácie sa určuje v závislosti od intenzity: v intenzívnejšom smere.
Hygienické normy technologických vibrácií ovplyvňujúcich obsluhu stacionárnych strojov počas 480 minút (8 hodín) sú uvedené v GOST 12.1.012-90, DSN 3.3.6.-039-99 (tabuľka 2.5.3.-2.5.4.).
Tabuľka
Maximálne prípustné úrovne miestnych vibrácií
Tabuľka 2.5.4.
Maximálne prípustné parametre impulzného lokálneho kmitania
| Rozsah trvania vibračných impulzov | Namerané špičkové úrovne zrýchlenia vibrácií, dB | ||||||||
| 120 | 125 | 130 | 135 | 140 | 154 | 150 | 155 | 160 | |
| Prípustný počet impulzov | |||||||||
| 1-30* | 160000** | 160000** | 50000 | 16000 | 5000 | 1600 | 500 | 160 | 30 |
| 20000** | 20000** | 6250 | 2000 | 625 | 200 | 62 | 20 | 6 | |
| 31-1000* | 160000** | 50000** | 16000 | 5000 | 1600 | 500 | 160 | 50 | - |
| 20000 | 6250 | 2000 | 625 | 200 | 62 | 20 | 6 | - | |
* - Vibračné impulzy 1-30 sa vyskytujú pri použití nemechanizovaného nástroja, 31-1000 - na mechanizovanom nástroji.
** - Hodnota zodpovedá maximálnemu možnému počtu impulzov za osemhodinovú zmenu pri frekvencii 5,6 Hz. V zátvorkách je povolený počet impulzov za hodinu.
Pri dĺžke zmeny 7 hodín sa maximálne prípustné upravené ekvivalentné úrovne lokálnych vibrácií rovnajú hodnotám pre 8-hodinovú zmenu.
Pri trvaní 6 hodín sú tieto indikátory rovnaké pre rýchlosť vibrácií 113 dB (m/s) a zrýchlenie vibrácií je -78 dB (2,3 m/s 2).
Práca v podmienkach miestnych vibrácií, ktoré prekračujú maximálnu povolenú mieru o viac ako 1 dB, je zakázaná.
Ak je čas expozície kratší ako 480 minút a každú hodinu prevádzky nie sú žiadne prestávky, potom pre každé oktávové pásmo je hodnota normalizovaného parametra určená závislosťou:
(2.5.28)
kde t je čas skutočného vystavenia vibráciám (min);
U 480 - prípustná expozícia vibráciám počas doby expozície 480 min.
PROSTRIEDKY A METÓDY OCHRANY PRED VIBRÁCIAMI
Prostriedky na ochranu pred vibráciami sa delia na: kolektívne a individuálne. Hlavné opatrenia na ochranu pred vibráciami možno podmienečne zredukovať na tieto skupiny: technické, organizačné a liečebno-profylaktické.
Technické činnosti zahŕňajú: eliminácia vibrácií pri zdroji a po dráhe ich šírenia. O odstránení alebo znížení vibrácií pri zdroji sa rozhoduje už od štádia návrhu a výroby strojov. Ich konštrukcia zahŕňa riešenia, ktoré poskytujú vibrácie bezpečné pracovné podmienky: výmena rázových procesov za nenárazové, použitie plastových dielov, remeňový pohon namiesto reťazových ozubených kolies, ozubené kolesá s globoidným záberom a rybinovým záberom namiesto čelných ozubených kolies, výber optimálneho prevádzkové režimy, starostlivé vyváženie rotujúcich častí, zvýšenie triedy presnosti ich výroby a čistoty povrchovej úpravy a ďalšie.
Počas prevádzky zariadenia sa dosahujú znížené vibrácie moderným uťahovaním spojovacích prvkov, odstránením vôle, medzier, kvalitným mazaním trecích plôch a správnym nastavením pracovných telies.
V konštrukciách, cez ktoré sa šíria vibrácie, sa vytvárajú medzery, vyplnené vibračnými a zvukotesnými materiálmi; výmena vibračného zariadenia alebo procesu za nevibračné.
Na zníženie vibrácií pozdĺž dráhy šírenia použite: izolácia vibrácií, tlmenie vibrácií, tlmenie vibrácií.
Vibračná izolácia:
V inžinierskej praxi je jedným z účinných opatrení na zníženie vibrácií na ceste ich šírenia od zdroja vibrácií izolácia vibrácií. Izolácia vibrácií je pasívna a aktívna.
Izolácia vibrácií sa nazýva aktívna, ak sa na jej zníženie použije dodatočný zdroj energie.
Pasívna izolácia vibrácií sa používa, ak je potrebné chrániť pracovisko pred vibráciami vibrujúcich strojov alebo na ochranu iných strojov pred vibráciami nevyvážených častí (SSBT GOST 12.4.046-78 "Metódy a prostriedky na ochranu pred vibráciami. Klasifikácia.").
Izolácia vibrácií oslabuje prenos vibrácií zo zdroja na základňu, podlahu, pracovisko atď. odstránením pevných spojení medzi nimi a inštaláciou elastických prvkov (izolátorov vibrácií).
Ryža. Schéma izolácie vibrácií dynamického nevyváženého stroja
Ako izolátory vibrácií sa používajú: oceľové pružiny alebo pružiny, tesnenia vyrobené z gumy, plsti, ako aj gumokovové, pružinovo-plastové a pneumogumové konštrukcie, ktoré využívajú elastické vlastnosti materiálov a vzduchu atď. (Obr.2.5.11.)
Princíp pasívnej izolácie vibrácií je dobre viditeľný na príklade izolácie vibrácií pre nevyvážený stroj hmotnosti M s excentrom hmotnosti m vo vzdialenosti R od osi rotácie (obr. 2.5.12.).
Keď sa hriadeľ stroja otáča uhlovou rýchlosťou ω, vzniká odstredivá sila Fmax \u003d m ω 2 R, pričom zmena v čase (t) je harmonická:
(2.5.29)
Ryža. Pasívny stroj na izoláciu vibrácií
a) a pracovisko b)
Na izoláciu vibrácií stroja sú nainštalované pružinové izolátory vibrácií. Pôsobením sily (2.5.29) sa pružiny deformujú a v pružinách vzniká elastická sila:
,
(2.5.30)
kde K je tuhosť tlmičov;
X-deformácia pružiny pôsobením dynamickej sily
Účinnosť izolácie vibrácií bude tým vyššia, čím menšia dynamická sila sa prenáša na základňu, t.j. menšie (poruchová sila F je vyvážená zotrvačnou silou od hmotnosti M)
Účinnosť pasívnej izolácie vibrácií sa odhaduje pomocou koeficientu prenosu μ, ktorý ukazuje, aký podiel dynamickej sily vybudenej strojom prenášajú tlmiče na základňu:
Ak zanedbáme útlm kmitov izolátorov vibrácií, potom koeficient prenosu vibrácií:
Ryža. Závislosť koeficientu prenosu m na f / f 0:
1 - pri použití oceľových pružinových izolátorov vibrácií
(D®0); 2 - rovnaké, gumené izolátory vibrácií (D = 0,2).
(2.5.32)
kde f je frekvencia vynútených kmitov,
f 0 -frekvencia vlastných kmitov, Hz.
Preto na dosiahnutie malej hodnoty koeficientu prenosu je potrebné, aby frekvencia vlastných kmitov bola výrazne menšia ako frekvencia vynútených kmitov. Pri f \u003d f 0 nastáva rezonancia - prudké zvýšenie intenzity vibrácií stroja na izoláciu vibrácií (pri frekvencii prirodzených vibrácií blízkej frekvencii vynútených vibrácií je použitie izolátorov vibrácií zbytočné), pri f / f 0 > 2, rezonančné vibrácie sú vylúčené a pri f / f 0 \u003d 3-4 sa dosiahne účinnosť prevádzky izolátorov vibrácií.
Pružinové izolátory vibrácií sú široko používané v strojoch a mechanizmoch. Majú vysokú izoláciu vibrácií a životnosť (μ=1/90…1/60). Kvôli malému vnútornému treniu však izolátory vibrácií z oceľových pružín zle rozptyľujú energiu vibrácií, takže tlmenie vibrácií nenastane okamžite, ale počas 15-20 období, čo nie je vždy vhodné pri používaní strojov pracujúcich v krátkodobom režime (žeriavy, rýpadlá , atď.)).
Ryža. Vibračné izolátory:
a - gumovo-kovový typ AKSS s prípustným zaťažením do 4000 N;
b - pružinovo-gumový typ AD s pneumatickým tlmením;
c – Tim ADC;
g - tlmiče pneumošokov;
e - izolátory vibrácií typu APN, silne tlmený plast;
e - izolátory vibrácií typu DK.
Používajú sa najmä pružinové tlmiče izolácia vibrácií pre betónové dlaždice, ventilátory, spaľovacie motory, miešačky betónu atď.
Ryža. Schéma pružinovo-gumových tlmičov: 1, 2, 3-podpora stroja
Ryža. Schémy pružinovo-gumových tlmičov: 1 - guma; 2 - oceľová pružina; 3 - podpora stroja s izoláciou proti vibráciám.
Pružinové tlmiče v kombinácii s hydraulickými tlmičmi (kombinované) sú tiež široko používané na izoláciu vibrácií riadiacich kabín rýpadiel, buldozérov atď.
Na skrátenie doby tlmenia kmitov sa používajú gumené izolátory vibrácií., v ktorom je veľké vnútorné trenie (koeficient nepružného odporu je 0,03-0,25). Schopnosť izolácie vibrácií gumových izolátorov vibrácií je však menšia ako kapacita pružinových (μ = 1/5…1/20).
Pozitívne vlastnosti pružinových a gumových izolátorov vibrácií sú dobre kombinované v kombinovaných izolátoroch vibrácií s použitím pneumatických a hydraulických tlmičov.
Ryža. Vibračná izolácia pre sedadlo operátora
(1- hydraulický tlmič)
Ryža. Schémy izolácie vibrácií vibroaktívnych zariadení: a - referenčná možnosť; b - možnosť zavesenia; c - izolácia vibrácií od vertikálnych a horizontálnych vibrácií.
Posúdenie izolácie vibrácií zariadenia
Jedným zo spôsobov, ako znížiť vibrácie zariadenia, je správna voľba vibračných izolátorov, ktoré môžu byť gumené alebo oceľové vo forme pružín (2.5.19.).
Pomocou výpočtovej schémy na obr. 2.5.19, zvážte príklad výberu oceľových a gumových izolátorov vibrácií.
Pre motor s hmotnosťou Q=15000kg je potrebné určiť počet pružín tlmiča vibrácií. Ako izolátory vibrácií bolo rozhodnuté použiť oceľové pružiny s výškou H 0 =0,264 m, so stredným priemerom D=0,132 m, s priemerom tyče d=0,016 m, s počtom pracovných závitov i=5,5.
Na základe dostupných údajov sme nastavili jarný index 
. Pre výpočet tuhosti jednej pružiny v pozdĺžnom (vertikálnom) smere (K 1 z: ) je potrebné poznať modul pružnosti pre šmyk G. Pre všetky pružinové ocele sa predpokladá G 78453200000 Pa.
Podľa obr.2.5.20: 
Pri výbere izolátorov vibrácií H 0 /D< 2, в нашем случае .
Obr Výber izolátorov vibrácií
Podľa grafu na obr. 2.5.19. nájdeme koeficient (K), ktorý zohľadňuje zvýšenie napätia v stredných bodoch prierezu tyče v dôsledku šmykovej deformácie, ktorý sa rovná 1,18. Na určenie statického zaťaženia P st je potrebné poznať prípustné torzné napätie τ pre pružinovú oceľ. Ak neexistujú žiadne informácie o triede ocele, potom sa τ rovná 392266000 Pa. V našom príklade sa statické zaťaženie bude rovnať:
H
Celkový počet oceľových pružín: 
.
Celková tuhosť pružín izolátorov vibrácií je:
Pre normálnu prevádzku motora je potrebné nainštalovať 4 pružiny izolátora vibrácií s Ho = 0,264 m; D = 0,132 m; d = 0,016 m.
Je potrebné určiť počet gumových izolátorov vibrácií pre odstredivku s hmotnosťou Q = 14240 kg, ktorá vytvára silu 139694,4 N. Vypočítaná hodnota odstredivej sily Pz je 9810N. Vibračné izolátory sú vyrobené vo forme kociek s priečnym rozmerom A (priemer alebo strana štvorca) rovným 0,1 m (základná plocha - F \u003d 0,01 m 2) z gumy triedy 4049, dynamický modul pružnosti Еg - 10787315 Pa . Nameraná frekvencia rušivej sily fo =24Hz. Veľkosť rušivých síl (P k z) sa musí znížiť na 196,2 N. Vzhľadom na to, že dostupné izolátory vibrácií spĺňajú požiadavku 0,25< 0.1 / 0.1 < 1,1, определим жесткость в вертикальном направлении Kz одного резинового виброизолятова (рис.2.5.19):
,
Odhadnime minimálny pomer (a zmin) frekvencie rušivej sily k frekvencii vlastných kmitov objektu izolovaného od vibrácií (obr. 2.5.19.).
Teraz môžeme vypočítať frekvenciu prirodzených vertikálnych oscilácií (fz) izolátora vibrácií pre dané а zmin: 
Hz
Celková maximálna vertikálna tuhosť Kzmax izolátorov vibrácií je:
n/m
Pri zohľadnení tuhosti zistíme požadovaný celkový počet (n p) gumových izolátorov vibrácií (obr. 2.5.19.): 
Horizontálna tuhosť (Kx; Ku) gumového izolátora vibrácií, berúc do úvahy modul pružnosti ( 
Pa) sa rovná:
Preto, aby sa rušivé sily znížili na 196,2 N, je potrebné použiť 5 gumových izolátorov vibrácií v tvare kocky s A≥ 10 cm.
Ryža. Vibračná izolácia ovládacieho stanovišťa:
1 - pneumatický tlmič nárazov; 2- železobetónová doska; 3 - ovládací panel.
Na obr. je uvedená schéma izolácie vibrácií pracoviska operátora s použitím pneumatických tlmičov. Vzduch vo vzduchovom tlmiči je pod tlakom 3-20 kPa a zaťaženie vzduchového tlmiča, vyrobeného vo forme automobilovej komory, je 1000-4000 N.
Frekvencia vlastných kmitov stĺpika izolovaného od vibrácií je v závislosti od zaťaženia v rozmedzí 2 ... 4 Hz, čo poskytuje izoláciu vibrácií s µ = 1/150 pri frekvencii vibrácií 50 Hz.
Ryža. Schematické diagramy pasívnej vibračnej izolácie pracovísk.
1 - pasívna doska na izoláciu vibrácií.
2 - izolátor vibrácií.
3 - oscilačné základne.
5 a 6 - podpery a vešiaky taniera.
Pre pracovisko operátora (obr. 2.5.17.) je pomocou hydraulického tlmiča vybavené sedadlo s izoláciou proti vibráciám, ktoré poskytuje koeficient tlmenia 0,2 ... 0,3 a zníženie vibrácií pri frekvenciách 16 ... 63 Hz dosahuje 8 dB
Ryža. Schéma izolácie vibrácií čerpacej jednotky
Absorpcia vibrácií– pohlcovanie amplitúdy rýchlosti vibrácií elastoviskóznym materiálom. Podstata pohlcovania vibrácií spočíva v nanášaní elasticko-viskózneho materiálu na vibrujúci povrch: plast, porézna guma, nátery pohlcujúce vibrácie a tmely.
Absorpcia vibrácií povlakov je účinná za predpokladu, že dĺžka absorbujúcej vrstvy sa rovná niekoľkým vlnovým dĺžkam ohybových kmitov.
Absorpcia vibrácií je neúčinná pri znižovaní intenzity pozdĺžnych vĺn, ktoré nesú veľkú vibračnú energiu pri vysokých frekvenciách. Výber náterového materiálu je založený na údajoch o vibračnom spektre. V závislosti od hodnoty modulu pružnosti sa nátery pohlcujúce vibrácie delia na tvrdé (E=10 9 Pa) a mäkké (E=10 7 Pa). Pevné nátery pohlcujúce vibrácie sa používajú najmä na zníženie vibrácií nízkych a stredných frekvencií. Mäkké sa používajú na zníženie intenzity vysokofrekvenčných vibrácií. Kompozitné materiály majú vysokú účinnosť pohlcovania vibrácií: "Polyakryl", "Viponit", plošné materiály - vinylopor, polystyrén atď., Ktoré sú lepené na kovové časti zariadenia (plášte) s optimálnou hrúbkou náteru 2 ... 3 hrúbky konštrukcie, ktorá sa má potiahnuť. Takýto povlak je účinný aj pri znižovaní hladiny hluku.
Ryža. Dynamické tlmiče vibrácií: a - schému zapojenia hasiaci prístroj; b – dynamické tlmenie vibrácií dymovodu.
Tlmenie vibrácií
Dynamické tlmiče vibrácií sa najefektívnejšie využívajú na zníženie vibrácií strojov so stabilnou frekvenciou kmitov (čerpadlá, turbogenerátory, elektrárne a pod.) Činnosť tlmiča vibrácií je nasledovná (obr. 2.5.20). Tlmič vibrácií s hmotnosťou m a tuhosťou K! sa pripája k vibračnému mechanizmu, ktorého vibrácie musia byť tlmené (hmotnosť mechanizmu M a tuhosť K). Kmitanie mechanizmu pri pôsobení rušivej sily nastáva podľa harmonického zákona F 0 * sin ωt . Hmotnosť a tuhosť tlmiča vibrácií m a TO! sú zvolené tak, aby sa vlastná frekvencia vibrácií tlmiča vibrácií rovnala ω = ω 0 . Zároveň, v každom okamihu, sila F 1 z tlmiča vibrácií pôsobí proti sile F (tlmič vibrácií vstupuje do rezonančných vibrácií a vibrácie mechanizmu s hmotnosťou M klesajú). Tlmenie vibrácií sa používa na zníženie vibrácií výškových objektov (televízne a rozhlasové antény, komíny, pomníky). Prirodzená frekvencia vibrácií tlmičov vibrácií sa volí tak, aby sa zhodovala s frekvenciou pulzácie zaťaženia vetrom. Nevýhodou použitia dynamických absorbérov je, že znižujú vibrácie len pri jednej frekvencii (2.5.23).
Základňa tlmiaca vibrácie
Vplyv vibrácií z dynamicky nevyvážených strojov na hlavné konštrukcie budov a konštrukcií je možné znížiť nasledujúcim spôsobom: zväčšiť hmotnosť základu, vytvoriť základ na tlmenie vibrácií. Konštrukčne je základ tlmiaci vibrácie vyrobený z ľahkých elastických materiálov vo forme akustických švov po obvode základu vibračného stroja (drviče, vibračné plošiny, mlyny, ventilátory). Obrázky 2.5.24-2.5.27 znázorňujú schémy základov tlmiacich vibrácie.
Ryža. Základňa tlmiaca vibrácie:
1 - vibračná plošina; 2 - základňa (základ); 3 - akustický šev.
Ryža. Inštalácia jednotiek na základoch tlmiacich vibrácie: a - na základoch a na zemi; b - na podlahe.
Ryža. Schéma inštalácie gumovej podložky pod základom vibračnej plošiny.
Ryža. Vibračná platforma na "otvorenom vzduchovom vankúši" » :
1 - vibračná plošina; 2 - ventilátor;
3 - forma s betónom
Zariadenia na ochranu pred vibráciami
Ak technické prostriedky na pracovisku nie je možné dosiahnuť hygienické štandardy, potom je potrebné používať osobné ochranné pracovné prostriedky: rukavice na ochranu proti vibráciám a obuv na ochranu proti vibráciám, chrániče kolien, koberčeky, podbradníky, špeciálne obleky. Antivibračné vlastnosti použitých elastických materiálov sú normalizované v oktávových pásmach 8…2000 Hz a mali by byť v rozmedzí 1…5 dB pri hrúbke vložky 5 mm a 1…6 dB pri hrúbke vložky 10 mm. Lisovacia sila pri hodnotení antivibračných vlastností rukavíc sa pohybuje od 50 do 200 N. Vibračné rukavice musia byť hygienické, nesmú brániť pri vykonávaní technologických operácií, nespôsobovať podráždenie pokožky (GOST 12.4 002-74 „Osobné ochranné zariadenie na vibrácie rúk. Všeobecné technické požiadavky“) .
Obuv odolná voči vibráciám je vyrobená z kože (alebo umelých náhradiek) a je vybavená stielkou z elasticko-plastových materiálov na ochranu pred vibráciami pri frekvenciách nad 11 Hz. Účinnosť topánok na izoláciu vibrácií je normalizovaná pri frekvenciách 16; 31,5; 63 Hz a mala by byť 7 ... 10 dB. Požiadavka na výrobu obuvi odolnej voči vibráciám a metódy stanovenia ochrannej účinnosti sú uvedené v GOST 12.4.024-76 * „Špeciálna obuv odolná voči vibráciám. Všeobecné technické požiadavky“.
K organizačným a preventívnym opatreniam na zníženie škodlivých účinkov vibrácií by mal zahŕňať racionálny spôsob práce a odpočinku a uplatňovanie terapeutických a preventívnych opatrení. Pri práci s nástrojom, ktorý kolíše až do 1200 za minútu, potrebujú pracovníci po každej hodine práce 10-minútovú prestávku; pri práci s nástrojom, ktorý má 4000 a viac kmitov za minútu, je potrebná polhodinová prestávka po každej hodine práce.
Ryža. Topánky tlmiace vibrácie:
a - amplitúda vibrácií podošvy;
b – amplitúda kmitania hornej plochy stielky
1 - celkový pohľad; 2 - stielka tlmiaca vibrácie.
Vyhnite sa vystaveniu vibráciám počas viac ako 65 % pracovného času. Podľa hygienických noriem je zakázané pracovať s pneumatickým náradím pri teplote nižšej ako 16 0 C, vlhkosti 40-60% a rýchlosti vzduchu vyššej ako 0,3 m / s.
Pri práci s vibračným náradím na prevenciu chorôb by hmotnosť náradia držaného v rukách nemala presiahnuť 10 kg a prítlačná sila pracovníkov na vibračné zariadenie by nemala presiahnuť 200 N.
Vibrácie sú jedným z faktorov s vysokou biologickou aktivitou. Vibračná patológia je v súčasnosti na druhom mieste medzi chorobami z povolania.
Klinický obraz vibračnej choroby spôsobenej všeobecnými alebo lokálnymi vibráciami pozostáva z:
neurovaskulárne poruchy;
poškodenie nervovosvalového systému;
muskuloskeletálny aparát;
metabolické zmeny.
Pracovníci s vibráciami majú závraty, poruchy koordinácie pohybu, príznaky kinetózy, vegetatívnu nestabilitu, zrakovú dysfunkciu, zníženú bolesť, hmatovú a vibračnú citlivosť a iné zdravotné abnormality.
Frekvencia a charakteristiky klinických prejavov chorôb spôsobených vystavením vibráciám závisia najmä od:
· spektrálne zloženie vibrácií;
trvanie vplyvu;
individuálne vlastnosti osoby;
smery nárazu vibrácií;
Miesta aplikácie
rezonančné javy;
podmienky vystavenia vibráciám (faktory výrobného prostredia, ktoré zhoršujú škodlivý účinok vibrácie na ľudskom tele).
Závažnosť vplyvu vibrácií je určená predovšetkým frekvenčným spektrom a jeho rozložením v rámci maximálnych energetických hladín.
Vplyv nízkofrekvenčného všeobecného kmitania teda vedie k poškodeniu hlavne nervovosvalového systému a pohybového aparátu. Táto forma vibračnej patológie sa vyskytuje napríklad u formovačov, vŕtačiek a pod. Stredno- a vysokofrekvenčné vibrácie spôsobujú predovšetkým vaskulárne a osteoartikulárne poruchy rôznej závažnosti. Napríklad pri práci s brúskami, ktoré sú zdrojom vysokofrekvenčných vibrácií, sa pozorujú vážne cievne poruchy.
Vysokofrekvenčné vibrácie spôsobujú vazospazmus. V niektorých prípadoch môžu cievne poruchy pri ochorení z vibrácií viesť k postupnému rozvoju chronickej cerebrovaskulárnej insuficiencie.
Patológia pohybového aparátu sa vysvetľuje tým, že celkové vibrácie vedú k priamemu mikrotraumatickému účinku na chrbticu (najmä trhavým vibráciám) v dôsledku zaťaženia medzistavcových platničiek, ktoré sa správajú ako nízkofrekvenčné filtre. Takýto vplyv vedie k rozvoju degeneratívno-dystrofických porúch chrbtice (osteochondróza).
Vplyv všeobecných vibrácií na metabolické procesy v ľudskom tele sa prejavuje v zmene metabolizmu uhľohydrátov, biochemických krvných parametrov, ktoré charakterizujú narušenie metabolizmu bielkovín, enzymatických procesov, ako aj metabolizmu vitamínov a cholesterolu. Vyskytujú sa aj porušenia redoxných procesov, zmeny metabolizmu dusíka atď.
Nízkofrekvenčné vibrácie tiež vedú k zmene zloženia krvi: leukocytóza, erytrocytopénia; k zníženiu hladiny hemoglobínu.
Vplyv lokálnych vibrácií pociťujú najmä ľudia pracujúci s ručným elektrickým náradím. Lokálne vibrácie spôsobujú kŕče ciev ruky, predlaktia, narúšajú zásobovanie končatín krvou, čo prispieva k rozvoju choroby z povolania (napríklad syndróm spojený s bielením prstov). Okrem cievnej patológie sa vyskytujú aj neurotické poruchy a vplyvom lokálnej vibrácie na svalové a kostné tkanivá dochádza k zníženiu citlivosti kože, ukladaniu solí v kĺboch prstov, deformáciám a zníženiu pohyblivosti kĺbov.
Medzi reakciami tela a úrovňou ovplyvňujúcich vibrácií neexistuje lineárny vzťah. Vysvetľuje to fenomén rezonancie ľudského tela, jednotlivých orgánov, ku ktorému dochádza, keď sa prirodzené vibračné frekvencie vnútorných orgánov zhodujú s frekvenciami budenia vonkajších síl.
Rezonančné kmity v ľudských orgánoch môžu nastať, keď sa frekvencia kmitov zvýši nad 0,7 Hz. Rezonančné frekvencie osoby v sede s vertikálnymi vibráciami sú znázornené na obr. 11.5.
Ryža. 11.5. Rezonančné frekvencie častí tela sediaceho človeka
s vertikálnymi vibráciami
Nadmerný svalový a neuro-emocionálny stres, nepriaznivé mikroklimatické podmienky, vysoká intenzita hluku môžu zvýšiť škodlivé účinky vibrácií. Ochladzovanie rúk vedie k zvýšeniu cievnych reakcií a k intenzívnejšiemu rozvoju ochorenia z vibrácií. Pri kombinovanom pôsobení hluku a vibrácií sa pozoruje zvýšenie účinku. Sprievodné faktory teda môžu zvýšiť riziko ochorenia z vibrácií 5-10 krát.
Miery výskytu chorôb z vibrácií medzi hlavnými profesiami ohrozujúcimi vibrácie za posledné roky a priemerné hodnoty latentného (skrytého) obdobia sú uvedené v tabuľke. 11.2.
Tabuľka 11.2
Všeobecné vibrácie s frekvenciou menšou ako 0,7 Hz (kolísanie) nevedú k ochoreniu vibráciami. Dôsledkom tejto vibrácie je morská choroba.
Moderná medicína považuje priemyselné vibrácie za silný stresový faktor, ktorý má negatívny vplyv na psychomotorickú výkonnosť, emocionálnu sféru a duševnú aktivitu človeka, čím zvyšuje pravdepodobnosť rôznych chorôb a nehôd. Dlhodobé vystavenie vibráciám je obzvlášť nebezpečné pre ženské telo.
Tabuľka 11.3. poskytuje informácie o negatívnom vplyve vibrácií na ľudské zdravie
Vibrácie - mechanické vibrácie mechanizmov, strojov alebo v súlade s GOST 12.1.012-78 sú vibrácie klasifikované nasledovne.
Podľa spôsobu prenosu na človeka sa vibrácie delia na všeobecné, prenášané cez nosné plochy na telo sediaceho alebo stojaceho človeka a lokálne, prenášané rukami človeka.
Podľa smeru sa rozlišujú vibrácie pôsobiace pozdĺž osí ortogonálneho súradnicového systému pre všeobecné vibrácie, pôsobiace pozdĺž celého ortogonálneho súradnicového systému pre lokálne vibrácie.
Podľa zdroja výskytu sa vibrácie delia na dopravné (pri pohybe strojov), dopravné a technologické (pri spojení pohybu s technologickým postupom, mri rozhadzovanie hnojív, kosenie alebo mlátenie samohybným kombajnom a pod.) a technologické (pri prevádzke stacionárnych strojov)
Vibrácia je charakterizovaná frekvenciou f, t.j. počet kmitov a sekundu (Hz), amplitúdu A, t.j. posunutie vĺn, alebo výška zdvihu z rovnovážnej polohy (mm), rýchlosť V (m/s) a zrýchlenie. Celý rozsah vibračných frekvencií je tiež rozdelený do oktávových pásiem: 1, 2, 4, 8, 16, 32, 63 125, 250, 500, 1000, 2000 Hz. Absolútne hodnoty parametrov charakterizujúcich vibrácie sa líšia v širokom rozsahu, preto sa používa koncept úrovne parametrov, čo je logaritmický pomer hodnoty parametra k jeho referenčnej alebo prahovej hodnote.
Vplyv vibrácií na ľudské telo
Pri práci vo vibračných podmienkach klesá produktivita práce a zvyšuje sa počet úrazov. Na niektorých pracoviskách v poľnohospodárskej výrobe prekračujú vibrácie normalizované hodnoty, v niektorých prípadoch sa blížia k limitu. Úroveň vibrácií na ovládačoch nie vždy spĺňa normy. Zvyčajne v spektre vibrácií dominujú nízkofrekvenčné vibrácie, ktoré majú negatívny vplyv na organizmus. Niektoré druhy vibrácií nepriaznivo ovplyvňujú nervový a kardiovaskulárny systém, vestibulárny aparát. Najškodlivejšie účinky na ľudské telo majú vibrácie, ktorých frekvencia sa zhoduje s frekvenciou prirodzených vibrácií jednotlivých orgánov, ktorých približné hodnoty sú nasledovné (Hz): žalúdok - 2 ... 3; obličky - 6...8; srdce - 4...6; črevá - 2...4; vestibulárny aparát - 0,5..L.3; oči - 40...100 atď.
Vplyv na svalové reflexy dosahuje 20 Hz; sedadlo traktora zaťažené hmotnosťou operátora má prirodzenú frekvenciu vibrácií 1,5 ... 1,8 Hz a zadné kolesá traktora - 4 Hz. Vibrácie sa prenášajú na ľudské telo v okamihu kontaktu s vibrujúcim predmetom: pri pôsobení na končatiny dochádza k lokálnej vibrácii a na celom tele - všeobecnej. Lokálne vibrácie ovplyvňujú nervovosvalové tkanivá a muskuloskeletálny systém a vedú ku kŕčom periférnych ciev. Pri dlhotrvajúcich a intenzívnych vibráciách sa v niektorých prípadoch vyvinie profesionálna patológia (častejšie je to spôsobené lokálnymi vibráciami): periférne, cerebrálne alebo cerebrálno-periférne vibračné ochorenie. V druhom prípade dochádza k zmenám srdcovej činnosti, k celkovému vzrušeniu alebo naopak k útlmu, únave, bolesti, pocitu chvenia vnútorných orgánov, k nevoľnosti. V týchto prípadoch vibrácie ovplyvňujú aj osteoartikulárny aparát, svaly, periférny obeh, zrak a sluch. Miestne vibrácie spôsobujú kŕče krvných ciev, ktoré sa vyvíjajú z koncových článkov prstov, šíria sa do celej ruky, predlaktia a pokrývajú cievy srdca.
Ľudské telo je považované za kombináciu hmôt s elastickými prvkami. V jednom prípade ide o celý trup so spodnou časťou chrbtice a panvou, v druhom o hornú časť tela v kombinácii s hornou časťou chrbtice naklonenú dopredu. Pre osobu stojacu na vibračnom povrchu sú 2 rezonančné vrcholy pri frekvenciách 5 ... 12 a 17 ... 25 Hz, pre osobu sediacu pri frekvenciách 4 ... 6 Hz. Pre hlavu sú rezonančné frekvencie v oblasti 20…30 Hz. V tomto frekvenčnom rozsahu môže amplitúda vibrácií hlavy trojnásobne prekročiť amplitúdu vibrácií ramena. Vibrácie vnútorných orgánov, hrudníka a brušná dutina detekovať rezonanciu pri frekvenciách 3,0 ... 3,5 Hz.
Maximálna amplitúda kmitov brušnej steny sa pozoruje pri frekvenciách 7...8 Hz. So zvyšovaním frekvencie kmitov je ich amplitúda pri prenose cez ľudské telo oslabená. V stojacej a sediacej polohe sa tieto útlmy na panvových kostiach rovnajú 9 dB na oktávu zmeny frekvencie, na hrudi a hlave - 12 dB, na ramene - 12 ... 14 dB. Tieto údaje neplatia pre rezonančné frekvencie, pod vplyvom ktorých nedochádza k zoslabovaniu, ale k zvýšeniu rýchlosti vibrácií.
Vo výrobných podmienkach ručné stroje, ktorých vibrácie majú maximálnu úroveň energie (maximálna úroveň rýchlosti vibrácií) v nízkofrekvenčných pásmach (do 36 Hz), spôsobujú vibračnú patológiu s prevládajúcou léziou nervovosvalového tkaniva a muskuloskeletálneho systému. . Pri práci s ručnými strojmi, ktorých vibrácie majú maximálnu energetickú hladinu vo vysokofrekvenčnej oblasti spektra (nad 125 Hz), sa vyskytujú najmä cievne poruchy. Pri vystavení nízkofrekvenčným vibráciám sa choroba vyskytuje po 8 ... 10 rokoch a pri vystavení vysokofrekvenčným vibráciám - po 5 rokoch a skôr. Všeobecná vibrácia rôznych parametrov spôsobuje rôzny stupeň závažnosti zmien v nervovom systéme (centrálnom a autonómnom), kardiovaskulárnom systéme a vestibulárnom aparáte.
V závislosti od parametrov (frekvencia, amplitúda) môže vibrácia pozitívne aj negatívne ovplyvňovať jednotlivé tkanivá a telo ako celok. Vibrácie sa využívajú pri liečbe niektorých chorôb, no najčastejšie sa za škodlivý faktor považujú vibrácie (priemyselné). Preto je dôležité poznať hraničné charakteristiky, ktoré oddeľujú pozitívne a negatívne účinky vibrácií na človeka. Na užitočnú hodnotu vibrácií po prvý raz upozornil francúzsky vedec Abbé Saint Pierre, ktorý v roku 1734 navrhol vibračné kreslo na gaučové zemiaky, ktoré zvyšuje svalový tonus a zlepšuje krvný obeh. Na začiatku XX storočia. v Rusku, profesor Vojenskej lekárskej akadémie A.E. Shcherbak dokázal, že mierne vibrácie zlepšujú výživu tkanív a urýchľujú hojenie rán.
Výrobné vibrácie, vyznačujúce sa výraznou amplitúdou a trvaním pôsobenia, spôsobujú u ľudí, ktorí pracujú s vibrujúcim nástrojom, podráždenosť, nespavosť, bolesti hlavy a boľavé bolesti v rukách. Pri dlhšom vystavení vibráciám sa kostné tkanivo obnovuje: na röntgenových snímkach môžete vidieť pruhy, ktoré vyzerajú ako stopy po zlomenine - oblasti najväčšieho stresu, kde kostné tkanivo zmäkne. Zvyšuje sa priepustnosť malých ciev, je narušená nervová regulácia, mení sa citlivosť kože. Pri práci s ručným mechanizovaným nástrojom sa môže vyskytnúť akroasfyxia (príznak mŕtvych prstov) - strata citlivosti, bielenie prstov, rúk. Pri celkovom chvení sa výraznejšie prejavujú zmeny na centrálnom nervovom systéme: objavujú sa závraty, hučanie v ušiach, poruchy pamäti, zhoršená koordinácia pohybov, vestibulárne poruchy, chudnutie.
Základné parametre kmitania: frekvencia a amplitúda kmitov. Bod oscilujúci s určitou frekvenciou a amplitúdou sa pohybuje s plynule sa meniacou rýchlosťou a zrýchlením: maximálne sú v okamihu jeho prechodu cez počiatočnú pokojovú polohu a v krajných polohách klesajú k nule. Preto sa kmitavý pohyb vyznačuje aj rýchlosťou a zrýchlením, ktoré sú derivátmi amplitúdy a frekvencie. Navyše ľudské zmysly nevnímajú okamžitú hodnotu parametrov vibrácií, ale skutočnú hodnotu.
Vibrácie sa často merajú prístrojmi, ktorých stupnice nie sú kalibrované v absolútnych hodnotách rýchlosti a zrýchlenia, ale v relatívnych decibeloch. Preto vibračnými charakteristikami sú aj úroveň rýchlosti kmitania a úroveň zrýchlenia kmitania. Vzhľadom na osobu ako komplexnú dynamickú štruktúru s časovo premenlivými parametrami je možné vyčleniť frekvencie, ktoré spôsobujú prudké zvýšenie amplitúd oscilácií celého tela ako celku, ako aj jeho jednotlivých orgánov. Pri vibráciách pod 2 Hz, pôsobiacich na človeka pozdĺž chrbtice, sa telo hýbe ako celok. Rezonančné frekvencie veľmi nezávisia od individuálnych vlastností ľudí, keďže hlavným subsystémom, ktorý reaguje na vibrácie, sú brušné orgány, vibrujúce v jednej fáze. Rezonancia vnútorných orgánov sa vyskytuje pri frekvencii 3 ... 3,5 Hz a pri 4 ... 8 Hz sú posunuté.
Ak vibrácie pôsobia v horizontálnej rovine pozdĺž osi kolmej na chrbticu, potom rezonančná frekvencia tela je spôsobená ohybom chrbtice a stuhnutosťou bedrových kĺbov. Rezonančná oblasť pre hlavu sediacej osoby zodpovedá 20...30 Hz. V tomto rozsahu môže byť amplitúda zrýchlenia vibrácií hlavy trojnásobkom amplitúdy vibrácií ramien. Kvalita vizuálneho vnímania predmetov sa výrazne zhoršuje pri frekvencii 60 ... 70 Hz, čo zodpovedá rezonancii očných bulbov.
Výskumníci v Japonsku zistili, že povaha povolania určuje niektoré črty pôsobenia vibrácií. Napríklad ochorenia žalúdka sú rozšírené medzi vodičmi nákladných vozidiel, radikulitída medzi vodičmi približovacích vozidiel pri ťažbe dreva a u pilotov, najmä tých, ktorí pracujú vo vrtuľníkoch, je znížená zraková ostrosť. Porušenia nervovej a kardiovaskulárnej aktivity u pilotov sa vyskytujú 4-krát častejšie ako u predstaviteľov iných profesií.
Metódy a prostriedky ochrany proti vibráciám
Na ochranu pred vibráciami sa používajú tieto metódy: zníženie vibračnej aktivity strojov; odladenie z rezonančných frekvencií; tlmenie vibrácií; izolácia vibrácií; tlmenie vibrácií, ako aj osobné ochranné prostriedky. Zníženie vibračnej aktivity strojov (zníženie Fm) sa dosiahne zmenou technologického postupu, použitím strojov s takými kinematickými schémami, v ktorých by boli vylúčené alebo maximálne obmedzené dynamické procesy spôsobené rázmi, zrýchleniami a pod., napr. nitovanie so zváraním; dobré dynamické a statické vyváženie mechanizmov, mazanie a čistota spracovania interagujúcich plôch; použitie kinematických prevodov so zníženou vibračnou aktivitou, napríklad ozubených kolies v tvare V a šikmých kolies namiesto čelných kolies; výmena valivých ložísk za klzné ložiská; použitie konštrukčných materiálov so zvýšeným vnútorným trením.
Odladenie od rezonančných frekvencií spočíva v zmene prevádzkových režimov stroja a podľa toho aj frekvencie rušivej vibračnej sily; prirodzená frekvencia vibrácií stroja zmenou tuhosti systému, napríklad inštaláciou výstuh alebo zmenou hmotnosti systému (napríklad pripevnením prídavných hmôt na stroj).
Tlmenie vibrácií je metóda znižovania vibrácií posilnením trecích procesov v konštrukcii, ktoré odvádzajú vibračnú energiu v dôsledku jej nevratnej premeny na teplo pri deformáciách, ktoré vznikajú v materiáloch, z ktorých je konštrukcia vyrobená. Tlmenie vibrácií sa uskutočňuje nanesením vrstvy elastoviskóznych materiálov s veľkými stratami vnútorným trením na vibrujúce plochy - mäkké povlaky (guma, pena PVC-9, tmel VD 17-59, antivibračný tmel) a tvrdé (plechové plasty , sklenený izolant, hydroizol , hliníkové plechy); použitie povrchového trenia (napríklad dosky priľahlé k sebe, ako pružiny); inštalácia špeciálnych klapiek.
Tlmenie vibrácií (zvýšenie hmotnosti systému) sa vykonáva inštaláciou jednotiek na masívny základ. Tlmenie vibrácií je najúčinnejšie pri stredných a vysokých frekvenciách vibrácií. Táto metóda našla široké uplatnenie pri inštalácii ťažkých zariadení (kladivá, lisy, ventilátory, čerpadlá atď.).
Zvýšenie tuhosti systému, napríklad inštaláciou výstuh. Táto metóda je účinná len vtedy, keď nízke frekvencie vibrácie.
Vibračná izolácia spočíva v znížení prenosu vibrácií zo zdroja na chránený objekt pomocou zariadení umiestnených medzi nimi. Na izoláciu vibrácií sa najčastejšie používajú podpery izolujúce vibrácie, ako sú elastické tesnenia, pružiny alebo ich kombinácia. Účinnosť izolátorov vibrácií sa odhaduje pomocou koeficientu prenosu KP, ktorý sa rovná pomeru amplitúdy posunu vibrácií, rýchlosti vibrácií, zrýchlenia vibrácií chráneného objektu alebo sily, ktorá naň pôsobí, k zodpovedajúcemu parametru zdroja vibrácií. Izolácia vibrácií znižuje vibrácie iba pri prevodovke< 1. Чем меньше КП, тем эффективнее виброизоляция.
Preventívnymi opatreniami na ochranu pred vibráciami je ich zníženie pri zdroji výchovy a na ceste distribúcie, ako aj používanie osobných ochranných pracovných prostriedkov, hygienické a organizačné opatrenia.
Zníženie vibrácií v zdroji výskytu sa dosiahne zmenou technologického postupu pri výrobe dielov z nylonu, gumy, textolitu, včas preventívne opatrenia a mazacie operácie; centrovacie a vyvažovacie časti; redukcia medzier v kĺboch. Prenos vibrácií do základne jednotky alebo konštrukcie budovy je oslabený tienením, ktoré je zároveň prostriedkom boja proti hluku.
Ako nátery pohlcujúce vibrácie sa zvyčajne používajú tmely č. 579, 580, typ BD-17 a najjednoduchšie konštrukcie (vrstvy strešných materiálov lepené bitúmenom alebo syntetickým lepidlom). Ak metódy kolektívnej ochrany nefungujú alebo je iracionálne ich uplatňovať, používajú sa osobné ochranné prostriedky. Ako prostriedok ochrany proti vibráciám pri práci s mechanizovaným nástrojom sa používajú antivibračné rukavice a špeciálna obuv. Antivibračné členkové topánky majú viacvrstvovú gumenú podrážku.
Trvanie práce s vibračným nástrojom by nemalo presiahnuť 2/3 pracovnej zmeny. Operácie sú rozdelené medzi pracovníkov tak, aby trvanie nepretržitého pôsobenia vibrácií vrátane mikropauzy nepresiahlo 15 ... 20 minút. Odporúča sa robiť prestávky 20 minút 1-2 hodiny po začiatku zmeny a 30 minút 2 hodiny po obede.
Počas prestávok by sa mal vykonávať špeciálny súbor gymnastických cvičení a hydroprocedúr - kúpele s teplotou vody 38 ° C, ako aj samomasáž končatín.
Ak vibrácie stroja prekročia prípustnú hodnotu, potom je čas kontaktu osoby pracujúcej s týmto strojom obmedzený.
Na zlepšenie ochranných vlastností tela, pracovnej kapacity a pracovnej aktivity by sa mali používať špeciálne komplexy priemyselnej gymnastiky, vitamínová profylaxia (dvakrát ročne komplex vitamínov C, B, kyselina nikotínová), špeciálna výživa.
