Vibrationer som en industriell fara är en mekanisk oscillerande rörelse som överförs direkt till människokroppen eller dess enskilda delar. På grund av mekaniseringen av många typer av arbete och användningen av pneumatiska och elektriska verktyg har dess betydelse ökat dramatiskt, och för närvarande upptar vibrationssjukdomar en av de första platserna bland yrkessjukdomar.
Med hänsyn till faran för vibrationssjukdom är vibration med en frekvens på 16-250 Hz av största vikt.
Det är vanligt att särskilja lokal (lokal) och total vibration: den första överförs till händerna eller andra begränsade områden på kroppen, den andra - till hela kroppen (att stanna på en oscillerande plattform, säten).
Effekten av vibrationer på arbetare kombineras ofta med påverkan av andra industriella faror: buller, kylande mikroklimat, obekväm kroppsställning.
Effekten av vibrationer på kroppen. Vibration, beroende på dess parametrar (frekvens, amplitud), kan ha både positiva och negativa effekter på enskilda vävnader och kroppen som helhet. Med ett fysioterapeutiskt syfte används vibrationer för att förbättra trofism, blodcirkulationen i vävnader vid behandling av vissa sjukdomar. Industriella vibrationer, som överförs till friska vävnader och organ och har en betydande amplitud och verkningslängd, visar sig dock vara en skadlig påverkande faktor.
Vibrationer orsakar främst neurotrofiska och hemodynamiska störningar. I kärl av liten kaliber (kapillärer, arterioler) uppstår spastisk-atoniska tillstånd, deras permeabilitet ökar och nervregleringen störs. Vibrationer, temperatur och smärtkänslighet i huden förändras. När du arbetar med ett handhållet elverktyg kan ett "dött finger"-symptom uppstå: förlust av känslighet, blekning av fingrar, händer. Arbetare klagar över kyliga händer, värkande smärtor i dem efter jobbet och på natten. Huden mellan attackerna har ett marmorutseende, cyanotisk. I vissa fall hittas svullnad, hudförändringar på händerna (sprickor, förgrovning), hyperhidros i handflatorna. Osteoartikulära och muskulära förändringar är karakteristiska. Dystrofiska processer orsakar en förändring av benstrukturen (benskörhet, överväxt, etc.), muskelatrofi. Eventuell deformation av handled, armbåge, axelleder med nedsatt muskuloskeletala funktion.
Sjukdomen är av allmän karaktär, vilket framgår av trötthet, huvudvärk, yrsel och irritabilitet. Det kan finnas klagomål om smärta i regionen av hjärtat och magen, ökad törst: viktminskning, sömnlöshet. Asteno-vegetativt syndrom åtföljs av kardiovaskulära störningar: hypotoni, bradykardi, EKG-förändringar. Vid en läkarundersökning kan förändringar i hudens känslighet, darrningar i händer, tunga och ögonlock upptäckas.
När de utsätts för allmänna vibrationer är förändringar i centrala nervsystemet mer uttalade: klagomål av yrsel, tinnitus, dåsighet, smärta i vadmusklerna. Objektivt upptäcks förändringar i EEG, betingade och obetingade reflexer, minnesstörning, försämrad koordination av rörelser. Det finns en ökning av energiförbrukningen och viktminskning. Oftare än under verkan av lokal vibration upptäcks vestibulära störningar. I kombination med buller leder vibrationer till hörselnedsättning. Detta kännetecknas av en försämring av uppfattningen av ljud, inte bara höga utan också låga frekvenser. Ibland upptäcks synstörningar: en förändring i färguppfattning, synfältets gränser, en minskning av synskärpan. Från sidan av det kardiovaskulära systemet det finns instabilitet i blodtrycket, dominans av hypertensiva fenomen, och ibland ett kraftigt blodtrycksfall i slutet av arbetet. Det kan finnas fall av spasmer i kranskärlen, utveckling av myokarddystrofi. Lesioner i den artikulära apparaten är huvudsakligen lokaliserade i benen och ryggraden. Verkan av allmänna vibrationer kan bidra till störningar i funktionstillståndet inre organ, uppkomsten av smärta i magen, brist på aptit, illamående, frekvent urinering. Patologiska förändringar i bäckenorganen kan åtföljas av impotens hos män, menstruationsrubbningar, framfall av bäckenorganen och ökad gynekologisk sjuklighet hos kvinnor.
De initiala formerna av vibrationssjukdom vänds lättare efter ett tillfälligt upphörande av kontakten med vibrationskällor, införandet av en rationell arbetsregim, användningen av massage, vattenprocedurer etc. I sjukdomens senare skeden, på lång sikt behandling och fullständig eliminering av effekten av vibrationer under arbetet är nödvändiga.
Teoretiskt verkar det som om det inte spelar någon roll vilket instrument som orsakar vibrationer: allt annat lika spelar dess parametrar huvudrollen. I princip är detta fallet, men detta är bara sant "ceteris paribus". I verkligheten bestämmer yrkets natur vissa egenskaper under sjukdomsförloppet, till exempel utvecklas varje lokal process mer akut. Så, som japanska forskare noterar, är magsjukdomar utbredda bland lastbilschaufförer. Det är också känt att lunnare vid avverkningsplatser har symptom på vibrationssjukdom åtföljd av ischias. Piloter, särskilt de som arbetar i helikoptrar, upplever ofta förlust av synskärpa. Som visas i specialstudier, singel och kortsiktigt - cirka 20-30 minuter. vibration, ökar tiden för att lösa elementära uppgifter, d.v.s. försämrar uppmärksamhet och mental aktivitet, medan upp till 30 % av besluten är felaktiga.
Forskningen avslöjade ett mycket viktigt biologiskt mönster. Det visar sig att försvagningen av uppmärksamheten endast observeras vid vissa frekvenser i storleksordningen 10-12 Hz, medan andra frekvenser, högre och lägre, men med samma acceleration, inte orsakar sådana förändringar. Detta mönster ger nyckeln till att klargöra egenskaperna hos vibrationssjukdomar förknippade med en viss produktionsaktivitet. Varje maskin eller enhet genererar, tillsammans med en massa sidofrekvenser (övertoner), en huvudfrekvens för denna maskin. Denna frekvens bestämmer specificiteten hos sjukdomar.
Om en vibration med en frekvens över 15 Hz (särskilt med en frekvens på 60-90 Hz) påverkar en person längs hans bål i riktning mot den vertikala axeln, minskar synskärpan, förmågan att följa ett föremåls vibrationsrörelser är förloras redan vid frekvenser på 1-2 Hz och försvinner nästan vid 4 Hz. Detta enkla exempel visar hur farlig transportvibration är: förare, piloter, förare av andra fordon skiljer inte längre på rörliga föremål.
Frekvensen av vibrationer som orsakas av vägens ojämnhet och ofullkomligheten vid landtransport ligger i intervallet upp till 15 Hz, dvs. utgör en verklig fara och kan orsaka olyckor.
Vibrationer stör mänskligt tal. Vid frekvenser mellan 4 och 10 Hz är talet förvrängt och ibland avbrutet. För att upprätthålla tydligt och korrekt tal krävs särskild träning, eftersom begripligt tal är svårt att hålla på en vibrationsnivå på 0,3 dB. Det är lätt att förstå hur detta påverkar kommunikationen mellan piloter och kosmonauter med markkontrollpunkter.
Piloter, förare, maskinister utvecklar samma tecken på vibrationssjukdom som arbetare. Helikopterpiloter har en särskilt allvarlig sjukdom. Under flygning uppstår lågfrekventa vibrationer som dämpas dåligt av människokroppen och har en destruktiv effekt på hela kroppen, främst på nervsystemet. Brott mot nervös och kardiovaskulär aktivitet hos piloter förekommer nästan 4 gånger oftare än hos företrädare för andra yrken, och vibrationer spelar en betydande roll här.
Vibration är en komplex oscillerande process som uppstår när tyngdpunkten för en kropp eller ett system av kroppar periodiskt skiftar från jämviktspositionen, såväl som när kroppens form, som den hade i ett statiskt läge, periodiskt ändras.
Orsaken till exciteringen av vibrationer är de obalanserade krafteffekter som uppstår under drift av maskiner och enheter. Vibrationskällor är fram- och återgående rörliga system (vevmekanismer, manuella stansare, istätningar, vibratorer, anordningar för packning av varor etc.), samt obalanserade roterande massor (elektriska och pneumatiska slipmaskiner och skärmaskiner, skärverktyg).
Huvudparametrarna för vibrationer som uppstår enligt en sinusformad lag är: frekvens, förskjutningsamplitud, hastighet, acceleration, oscillationsperiod (den tid under vilken en fullständig svängning äger rum).
Beroende på arbetarens kontakt med vibrerande utrustning, finns det lokal(lokal) och allmän vibration (vibration av arbetsplatser). Vibrationer som påverkar enskilda delar av en arbetares kropp definieras som lokal. Vibrationen på arbetsplatsen, som påverkar hela kroppen, definieras som generell. Under produktionsförhållanden påträffas ofta lokala och allmänna vibrationer samtidigt, vilket kallas blandad vibration.
I enlighet med verkansriktningen är vibrationen uppdelad i vibrationen som verkar längs axlarna för det ortogonala koordinatsystemet X, Y, Z.
Den allmänna vibrationen enligt källan till dess förekomst är uppdelad i:
1. På transporten, som uppstår som ett resultat av bilars rörelse på terrängen och vägarna.
2. Transport och teknisk, som sker under drift av maskiner som utför en teknisk operation i ett stationärt läge och vid förflyttning längs en speciellt förberedd del av en produktionsanläggning, industriplats.
3. Teknologisk, som uppstår under drift av stationära maskiner eller överförs till arbetsplatser som inte har vibrationskällor. Teknologiska vibrationsgeneratorer är utrustning: sågverk, träbearbetning, för tillverkning av tekniska flis, metallbearbetning, smide och pressning, samt kompressorer, pumpenheter, fläktar och andra installationer.
2 Vibrationers inverkan på människokroppen
Människokroppen betraktas som en kombination av massor med elastiska element som har sina egna frekvenser, vilka för axelgördel, höfter och huvud i förhållande till den stödjande ytan ("stående" positionen) är 4-6 Hz, huvudet i förhållande till axlar ("sittande" position) - 25-30 Hz. För de flesta inre organ ligger naturliga frekvenser i intervallet 6-9 Hz. Allmän vibration med en frekvens på mindre än 0,7 Hz, definierad som pitching, även om den är obehaglig, leder inte till vibrationssjuka. Konsekvensen av sådan vibration är sjösjuka, orsakad av en kränkning av den normala aktiviteten hos den vestibulära apparaten på grund av resonansfenomen.
Om svängningsfrekvensen på arbetsplatser ligger nära de inre organens naturliga frekvenser är mekaniska skador eller till och med bristningar möjliga. Den systematiska effekten av allmänna vibrationer, kännetecknad av en hög nivå av vibrationshastighet, leder till en vibrationssjukdom, som kännetecknas av kränkningar av kroppens fysiologiska funktioner i samband med skador på det centrala nervsystemet. Dessa störningar orsakar huvudvärk, yrsel, sömnstörningar, nedsatt prestationsförmåga, dålig hälsa och hjärtsjukdomar.
Amplituden och frekvensen av vibrationer påverkar signifikant sjukdomens svårighetsgrad och orsakar, vid vissa värden, vibrationssjukdom (tabell 1).
Tabell 1 - Effekt av vibrationer på människokroppen
|
Vibrationsoscillationsamplitud, mm |
Vibrationsfrekvens, Hz |
Effektivt resultat |
|
Olika |
Påverkar inte kroppen |
|
|
Nervös spänning med depression |
||
|
Förändring i centrala nervsystemet, hjärtat och hörselorganen |
||
|
Möjlig sjukdom |
||
|
Orsakar vibrationssjuka |
Funktioner för vibrationspåverkan bestäms av frekvensspektrumet och platsen inom dess gränser för de maximala nivåerna av vibrationsenergi. Lokala vibrationer med låg intensitet kan ha en gynnsam effekt på människokroppen, återställa trofiska förändringar, förbättra det centrala nervsystemets funktionella tillstånd, påskynda sårläkning etc.
Med en ökning av intensiteten av vibrationer och varaktigheten av deras påverkan uppstår förändringar, vilket i vissa fall leder till utvecklingen av en yrkespatologi - en vibrationssjukdom.
Sammanfattning om ämnet:
"VIBRATION OCH DESS PÅVERKAN PÅ DEN MÄNNISKA KROPPEN"
Introduktion
Vibration är en mekanisk vibration, vars enklaste form är harmoniska vibrationer.
Vibrationer uppstår under drift av maskiner och mekanismer som har obalanserade och obalanserade roterande organ med fram- och återgående rörelser. Sådan utrustning inkluderar metallbearbetningsmaskiner, smides- och stanshammare, elektriska och pneumatiska stansare, mekaniserade verktyg, såväl som drivenheter, fläktar, pumpenheter, kompressorer. Ur fysisk synvinkel finns det inga grundläggande skillnader mellan buller och vibrationer. Skillnaden ligger i uppfattningen: vibration uppfattas av den vestibulära apparaten och beröringsmedel, och buller uppfattas av hörselorganen. Vibrationer av mekaniska kroppar med en frekvens på mindre än 20 Hz uppfattas som vibrationer, mer än 20 Hz - som vibrationer och ljud.
Vibration används inom byggindustrin för att komprimera och lägga betongblandning, krossa och sortera inerta material, lossa och transportera bulkmaterial etc.
Under påverkan av vibrationer i människokroppen sker en förändring i hjärtaktivitet, nervsystemet, vasospasm, förändringar i lederna, vilket leder till en begränsning av deras rörlighet. Långvarig exponering för vibrationer leder till en arbetssjukdom - vibrationssjukdom. Det uttrycks i strid med många fysiologiska funktioner hos en person. Effektiv behandling endast möjligt i ett tidigt skede av sjukdomen. Mycket ofta inträffar irreversibla förändringar i kroppen, vilket leder till funktionshinder.
Ris. Sannolikheten för frånvaron av vibrationssjukdom : 1-7 - med arbetets varaktighet 1,2,5,10,15,20 respektive 25 år.
Det enklaste oscillerande systemet med en frihetsgrad är en massa monterad på en fjäder. Detta system utför harmoniska eller sinusformade svängningar.
De viktigaste parametrarna som kännetecknar vibrationer är: amplitud (största avvikelsen från jämviktspositionen) A, m; oscillationsfrekvens f, Hz (antal svängningar per sekund); vibrationshastighet V, m/s; vibrationsacceleration W, m/s 2 ; svängningsperiod T, sek.
Graden av påverkan av vibrationer på en persons fysiologiska förnimmelser bestäms av storleken på den oscillerande accelerationen och hastigheten på oscillationerna:
,
m/s,(2.5.26)
,
m/s 2 ,
(2.5.27)
där f är antalet svängningar i 1 s;
A- oscillationsamplitud, m.
Vibrationer noteras nära utrustningen, under driften av pneumatiska verktyg, när axlarna på maskiner inte är korrekt balanserade, vid transport av vätskor och gaser genom rörledningar, under tekniska processer för att lägga betong med hjälp av vibrationsenheter.
Vibrationer av icke-sinusformad karaktär kan alltid representeras som summan av sinusformade komponenter med hjälp av en Fourierexpansion.
För att studera vibrationer är hela frekvensområdet (liksom för buller) uppdelat i basområden. De geometriska medelvärdena för de frekvenser vid vilka vibrationen undersöks är följande: 2, 4, 8, 16, 31, 50, 63, 125, 250, 500, 1000 Hz. Vibrationsnivåer mäts inte vid varje enskild frekvens, utan i vissa band (intervall) av oktav- och en tredjedels oktavfrekvenser. För oktaver, förhållandet mellan de övre gränserna för frekvenser och de nedre fv / fn \u003d 2, och för en tredjedel oktaver. Med tanke på att de absoluta värdena för parametrarna som kännetecknar vibrationen används inom ett brett spektrum, använder de i praktiken konceptet med nivåerna för parametrarna vibrationshastighet (V) och vibrationsacceleration (W).
Enligt GOST 12.1.012-90 "Vibration, allmänna säkerhetskrav" (SSBT). De logaritmiska nivåerna för vibrationshastigheten Lv och vibrationsaccelerationen Lw bestäms av formeln:
; 
(2.5.28)
där V, W-vibrationshastighet, m/s och vibrationsacceleration, m/s²;
V 0 , Wо - tröskelvärden för hastighet och acceleration m/s, m/s 2 .
Vibrationen som påverkar en person normaliseras för varje riktning i varje oktavband. Vibrationsfrekvensen är av stor hygienisk betydelse. Frekvenser i storleksordningen 35-250 Hz är de mest karakteristiska när man arbetar med handverktyg, kan orsaka vibrationssjukdom med vasospasm.
Frekvenser under 35 Hz orsakar förändringar i det neuromuskulära systemet och lederna. De farligaste industriella vibrationerna är lika med eller nära vibrationsfrekvensen människokropp eller individuella organ och lika med 6-10 Hz (naturlig frekvens av svängningar i armar och ben 2-8 Hz, mage 2-3 Hz, bröst 1-12 Hz). Fluktuationer med en sådan frekvens påverkar en persons psykologiska tillstånd. En av dödsorsakerna i Bermuda Triangeln kan vara fluktuationer i vattenmiljön vid lugnt väder, då svängningsfrekvensen är 6-10 Hz. Svängningsfrekvensen för små fartyg sammanfaller med frekvensen av miljösvängningar, och människor utvecklar en känsla av fara och rädsla. Sjömän försöker lämna fartyget. Långvariga vibrationer kan leda till döden. vibrationer återger farlig åtgärd på enskilda organ i kroppen och människokroppen som helhet, vilket stör den normala funktionen hos nervsystemet och organ som är förknippade med metabolism. Vibrationer kan orsaka störningar i kardiovaskulära och andningsorgans aktivitet, sjukdomar i händer och leder. Vibrationer med stor amplitud är särskilt farliga, som huvudsakligen har en negativ effekt på den osteoartikulära apparaten. Med låg intensitet och kortvarig exponering har vibrationer till och med en gynnsam effekt. Med hög intensitet och långvarig verkan kan vibrationer leda till utveckling av en yrkesmässig vibrationssjukdom, som under vissa förhållanden kan övergå i en "cerebral" form (skada på centrala nervsystemet), som är praktiskt taget obotlig.
Enligt GOST 12.1.012-90, DSN 3.3.6.039-95 enligt metoden för överföring till en person, är vibration uppdelad i: allmänt, överförs genom stödytorna till människokroppen; lokal (lokal), överförs huvudsakligen genom mänskliga händer (fig. 2.5.10.).
Ris. Riktningen för koordinaterna för axlarna för allmän vibration (a och b) och lokal (c):
a - stående position; b - sittande läge; Z är den vertikala axeln vinkelrät mot ytan; X - horisontell axel från rygg till bröst; Y-axel - horisontell från höger axel till vänster; under inverkan av lokal vibration, handens position på en sfärisk och cylindrisk yta.
Vibration verkar längs axlarna för XYZ ortogonala koordinatsystem (för allmän vibration Z-vertikal, vinkelrätt mot den stödjande ytan; X-horisontell från ryggen till bröstet, Y-horisontell från höger axel till vänster).
Vid lokal vibration sammanfaller Xl-axeln med spännaxeln, Zl-axeln ligger i Xl-planet och är riktad mot tillförsel eller applicering av kraft. Enligt källan till dess förekomst är den allmänna vibrationen uppdelad i: transportvibrationer, som uppstår under bilars rörelse; transport och teknologi, som uppstår under driften av maskiner som utför en teknisk operation; tekniska, som uppstår under driften av stationära maskiner.
VIBRATIONSMÄTNING OCH REGLERING
Den för närvarande producerade mätutrustningen är baserad på användningen av elektriska metoder som ger hög noggrannhet vid omvandling av mekaniska vibrationer till elektriska med hjälp av magnetoelektriska och piezoelektriska sensorer (vibrationsmottagare: signalen förstärks, omvandlas (integrerad, differentierad) och matas till inspelningsenheten ).
Enheter är indelade i: optisk, mekanisk, elektrisk.
Mätningen av vibrationsparametrar måste utföras i enlighet med de fastställda standarderna för krav på mätinstrument, sensorer.
För att mäta vibrationer används enheter: vibrometrar VM-1, VIP-2, ISHV-1 brus- och vibrationsmätare (1-3000 Hz), 00042 (Robotron GDR), 3513, 2512, 2513 (Brühl och Keri-Danmark), VIP-4 (15-200 Hz), EDIV (elektrisk avståndsenhet), styr- och mätutrustning som VVK-003, VVK-005, bullermätare VShV-003, etc.
Utrustning för mätning av vibrationsparametrar måste överensstämma med GOST 12.4.012-83 "Vibration". Mätning och kontroll av vibrationer på arbetsplatser. Tekniska krav". Vibrationsmätningar utförs vid de mest vibrationsfarliga punkterna enligt forskningsmetodik DSN 3.3.6.039-99
Vid mätning av lokal vibration görs mätningar vid operatörens kontaktpunkt med ytan som vibrerar.
Vid mätning av den totala vibrationen bör mätpunkten vara placerad vid kontaktpunkterna för människokroppens stödyta med den vibrerande ytan: förarsätet; arbetsområde golv.
Mätningar av konstant vibration under arbetsskiftet utförs minst 3 gånger med att hitta det logaritmiska medelvärdet.
Allmän vibration normaliseras enligt följande oktavfrekvensband: 1, 2, 3, 8, 16, 31, 50, 63; lokalt: 8, 16, 31, 50, 63…1000 Hz.
Den allmänna vibrationen som påverkar en person normaliseras separat i varje oktavband i vertikal riktning (Z-axel) eller horisontell riktning (X, Y-axlar). Valet av normalisering bestäms beroende på intensiteten: i en mer intensiv riktning.
Hygieniska standarder för tekniska vibrationer som påverkar operatörer av stationära maskiner i 480 minuter (8 timmar) ges i GOST 12.1.012-90, DSN 3.3.6.-039-99 (tabell 2.5.3.-2.5.4.).
Tabell
Maximalt tillåtna nivåer av lokal vibration
Tabell 2.5.4.
Maximalt tillåtna parametrar för lokala impulsvibrationer
| Vibrationspulsens varaktighetsområde | Uppmätta toppnivåer av vibrationsacceleration, dB | ||||||||
| 120 | 125 | 130 | 135 | 140 | 154 | 150 | 155 | 160 | |
| Tillåtet antal pulser | |||||||||
| 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 | - | |
* - Vibrationsimpulser 1-30 uppstår vid användning av ett icke-mekaniserat verktyg, 31-1000 - på ett mekaniserat verktyg.
** - Värdet motsvarar maximalt möjliga antal impulser för ett åttatimmarsskift vid en frekvens på 5,6 Hz. Inom parentes står det tillåtna antalet impulser per timme.
Med en skifttid på 7 timmar är de maximalt tillåtna justerade ekvivalentnivåerna av lokala vibrationer lika med värdena för en 8-timmars skifttid.
Med en längd på 6 timmar är dessa indikatorer lika för vibrationshastigheten på 113 dB (m/s), och vibrationsaccelerationen är -78 dB (2,3 m/s 2).
Arbete under förhållanden med lokala vibrationer, som överstiger den maximalt tillåtna hastigheten med mer än 1 dB, är förbjudet.
Om exponeringstiden är mindre än 480 minuter och det inte finns några pauser varje timmes drift, bestäms värdet för den normaliserade parametern för varje oktavband av beroendet:
(2.5.28)
där t är tiden för faktisk exponering för vibrationer (min);
U 480 - tillåten vibrationsexponering under exponeringstid 480 min.
MEDEL OCH METODER FÖR SKYDD MOT VIBRATION
Vibrationsskyddsmedel är uppdelade i: kollektiva och individuella. De viktigaste åtgärderna för att skydda mot vibrationer kan villkorligt reduceras till följande grupper: tekniska, organisatoriska och behandlings-och-profylaktiska.
Tekniska aktiviteter inkluderar: eliminering av vibrationer vid källan och längs vägen för deras utbredning. Eliminering eller minskning av vibrationer vid källan bestäms med början från konstruktions- och tillverkningsstadiet av maskiner. Deras design inkluderar lösningar som ger vibrationssäkra arbetsförhållanden: byte av slagprocesser med slagfria processer, användning av plastdelar, remdrift istället för kedjeväxlar, växlar med globoid- och fiskbensingrepp istället för cylindriska kugghjul, val av optimala driftlägen, noggrann balansering av roterande delar, höjning av noggrannhetsklassen för deras tillverkning och renhet av ytbehandling med mera.
Under driften av utrustningen uppnås minskade vibrationer genom modern åtdragning av fästelement, eliminering av glapp, luckor, högkvalitativ smörjning av gnidningsytor och korrekt justering av arbetskroppar.
I strukturer genom vilka vibrationer utbreder sig, skapas luckor, fyllda med vibrationer och ljudisolerade material; ersätta en vibrerande utrustning eller process med en icke-vibrerande.
För att minska vibrationer längs utbredningsbanan, tillämpa: vibrationsisolering, vibrationsdämpning, vibrationsdämpning.
Vibrationsisolering:
I teknisk praxis är vibrationsisolering en av de effektiva åtgärderna för att minska vibrationer på vägen till dess utbredning från vibrationskällan. Vibrationsisolering är passiv och aktiv.
Vibrationsisolering kallas aktiv om en extra energikälla används för att minska den.
Passiv vibrationsisolering används om det är nödvändigt att skydda arbetsplats från vibrationer från vibrerande maskiner eller för att skydda andra maskiner från vibrationer från obalanserade delar (SSBT GOST 12.4.046-78 "Metoder och medel för vibrationsskydd. Klassificering.").
Vibrationsisolering försvagar överföringen av vibrationer från källan till basen, golvet, arbetsplatsen etc. genom att eliminera stela anslutningar mellan dem och installera elastiska element (vibrationsisolatorer).
Ris. Schema för vibrationsisolering av en dynamisk obalanserad maskin
Följande används som vibrationsisolatorer: stålfjädrar eller fjädrar, packningar av gummi, filt, samt gummi-metall, fjäderplast och pneumo-gummi strukturer som använder de elastiska egenskaperna hos material och luft, etc. (Bild 2.5.11.)
Principen för passiv vibrationsisolering framgår tydligt av exemplet med vibrationsisolering för en obalanserad maskin med massan M med en excentrisk massa m på ett avstånd R från rotationsaxeln (Fig. 2.5.12.).
När maskinaxeln roterar med en vinkelhastighet ω, uppstår en centrifugalkraft Fmax \u003d m ω 2 R, förändringen i vilken tid (t) är harmonisk:
(2.5.29)
Ris. Passiv vibrationsisoleringsmaskin
(a) och arbetsplats (b)
För vibrationsisolering av maskinen är fjädervibrationsisolatorer installerade. Under kraftpåverkan (2.5.29) deformeras fjädrarna och en elastisk kraft uppstår i fjädrarna:
,
(2.5.30)
där K är styvheten hos stötdämparna;
X-deformation av en fjäder under inverkan av en dynamisk kraft
Effektiviteten av vibrationsisolering blir ju högre, ju mindre den dynamiska kraften överförs till basen, dvs. desto mindre (störningskraften F balanseras av tröghetskraften från massan M)
Effektiviteten av passiv vibrationsisolering utvärderas av överföringskoefficienten μ, som visar vilken andel av den dynamiska kraften som exciteras av maskinen som överförs av stötdämparna till basen:
Om vi försummar dämpningen av svängningar av vibrationsisolatorer, då är vibrationsöverföringskoefficienten:
Ris. Beroendet av överföringskoefficienten m på f/f 0:
1 - vid användning av vibrationsisolatorer av stålfjäder
(D®0); 2 - samma, gummivibrationsisolatorer (D = 0,2).
(2.5.32)
där f är frekvensen av forcerade svängningar,
f 0 -frekvens av naturliga svängningar, Hz.
Därför, för att uppnå ett litet värde på transmissionskoefficienten, är det nödvändigt att frekvensen av naturliga svängningar är betydligt mindre än frekvensen av forcerade svängningar. Vid f \u003d f 0 inträffar resonans - en kraftig ökning av intensiteten av svängningar i vibrationsisoleringsmaskinen (vid en frekvens av naturliga svängningar nära frekvensen av forcerade svängningar är användningen av vibrationsisolatorer värdelös), vid f / f 0 > 2, resonanssvängningar är uteslutna, och vid f / f 0 \u003d 3-4 uppnås effektivitet drift av vibrationsisolatorer.
Fjädervibrationsisolatorer används ofta i maskiner och mekanismer. De har hög vibrationsisolering och hållbarhet (μ=1/90…1/60). Men på grund av liten inre friktion avleder vibrationsisolatorer av stålfjäder vibrationsenergi dåligt, så vibrationsdämpning sker inte omedelbart, utan under 15-20 perioder, vilket inte alltid är tillrådligt när man använder maskiner som arbetar i korttidsläge (kranar, grävmaskiner) etc.) ).
Ris. Vibrationsisolatorer:
a - gummi-metall typ AKSS med en tillåten belastning på upp till 4000 N;
b - fjädergummi typ AD med pneumodämpning;
c – Tim ADC;
g - pneumochockdämpare;
e - vibrationsisolatorer av APN-typ, kraftigt dämpad plast;
e - vibrationsisolatorer av DK-typ.
Fjäderdämpare används främst till vibrationsisolering för betongbeläggare, fläktar, förbränningsmotorer, betongblandare etc.
Ris. Schema för fjädergummi stötdämpare: 1, 2, 3-maskinsstöd
Ris. System av fjädergummi stötdämpare: 1 - gummi; 2 - stålfjäder; 3 - stöd för den vibrationsisolerade maskinen.
Fjäderstötdämpare i kombination med hydrauliska stötdämpare (kombinerade) används också i stor utsträckning för vibrationsisolering av styrhytter av grävmaskiner, bulldozers etc.
För att minska dämpningstiden för svängningar används vibrationsisolatorer av gummi., där det finns en stor intern friktion (koefficienten för oelastiskt motstånd är 0,03-0,25). Vibrationsisoleringsförmågan hos vibrationsisolatorer i gummi är dock mindre än fjäderns (μ = 1/5…1/20).
De positiva egenskaperna hos fjäder- och gummivibrationsisolatorer kombineras väl i kombinerade vibrationsisolatorer med användning av pneumatiska och hydrauliska stötdämpare.
Ris. Vibrationsisolering för förarstolen
(1- hydraulisk stötdämpare)
Ris. System för vibrationsisolering av vibroaktiv utrustning: a - referensalternativ; b - hängande alternativ; c - vibrationsisolering från vertikala och horisontella vibrationer.
Bedömning av utrustningens vibrationsisolering
Ett av sätten att minska utrustningens vibrationer är rätt val av vibrationsisolatorer, som kan vara gummi eller stål i form av fjädrar (2.5.19.).
Med hjälp av beräkningsschemat i fig. 2.5.19, överväg ett exempel på valet av vibrationsisolatorer av stål och gummi.
Det är nödvändigt att bestämma antalet vibrationsdämpande fjädrar för en motor som väger Q=15000kg. Som vibrationsisolatorer beslöts att använda stålfjädrar med en höjd H 0 =0,264m, med en medeldiameter D=0,132m, med en stångdiameter d=0,016m, med antalet arbetsvarv i=5,5.
Baserat på tillgängliga data sätter vi vårindex 
. För att beräkna styvheten hos en fjäder i längsgående (vertikal) riktning (K 1 z: ), är det nödvändigt att känna till elasticitetsmodulen för skjuvning G. För alla fjäderstål antas G vara 78453200000 Pa.
Enligt Fig.2.5.20: 
Vid val av vibrationsdämpare H 0 /D< 2, в нашем случае .
Fig. Val av vibrationsdämpare
Enligt diagrammet i fig. 2.5.19. vi hittar koefficienten (K), som tar hänsyn till ökningen av spänningen vid mittpunkterna av tvärsnittet av stången, på grund av skjuvdeformation, vilket är lika med 1,18. För att bestämma den statiska belastningen P st är det nödvändigt att känna till vridspänningen τ som tillåts för fjäderstål. Om det inte finns någon information om stålkvaliteten tas τ lika med 392266000 Pa. I vårt exempel kommer den statiska belastningen att vara lika med:
H
Totalt antal stålfjädrar: 
.
Den totala styvheten hos fjädrarna på vibrationsisolatorerna är:
För normal drift av motorn är det nödvändigt att installera 4 fjädrar av en vibrationsisolator med Ho = 0,264m; D = 0,132 m; d = 0,016 m.
Det är nödvändigt att bestämma antalet vibrationsisolatorer av gummi för en centrifug som väger Q = 14240 kg, vilket skapar en kraft på 139694,4 N. Det beräknade värdet på centrifugalkraften Pz är 9810N. Vibrationsisolatorer är gjorda i form av kuber med en tvärgående dimension A (diameter eller sida av en kvadrat) lika med 0,1 m (basarea - F \u003d 0,01 m 2) från gummiklass 4049, dynamisk elasticitetsmodul Еg - 10787315 Pa . Den uppmätta frekvensen av den störande kraften fo =24Hz. Storleken på de störande krafterna (P k z) måste reduceras till 196,2 N. Med tanke på att tillgängliga vibrationsisolatorer uppfyller kravet på 0,25< 0.1 / 0.1 < 1,1, определим жесткость в вертикальном направлении Kz одного резинового виброизолятова (рис.2.5.19):
,
Låt oss uppskatta minimiförhållandet (a zmin) mellan frekvensen av den störande kraften och frekvensen av naturliga svängningar hos det vibrationsisolerade objektet (Fig. 2.5.19.).
Nu kan vi beräkna frekvensen av naturliga vertikala svängningar (fz) för vibrationsisolatorn för en given а zmin: 
Hz
Den totala maximala vertikala styvheten Kzmax för vibrationsisolatorer är:
n/m
Med hänsyn till styvheten finner vi det erforderliga totala antalet (n p) vibrationsisolatorer av gummi (Fig. 2.5.19.): 
Horisontell styvhet (Kx; Ku) hos en vibrationsisolator av gummi, med hänsyn tagen till elasticitetsmodulen ( 
Pa) är lika med:
För att reducera störkrafterna till 196,2 N är det därför nödvändigt att använda 5 gummivibrationsisolatorer i form av en kub med A≥ 10cm.
Ris. Vibrationsisolering av kontrollstolpen:
1 - pneumatisk stötdämpare; 2- armerad betongplatta; 3 - kontrollpanel.
På fig. schemat för vibrationsisolering av operatörsstationen med användning av pneumatiska stötdämpare presenteras. Luften i den pneumatiska stötdämparen är under tryck på 3-20 kPa, och belastningen på den pneumatiska stötdämparen, gjord i form av en bilkammare, är 1000-4000 N.
Frekvensen av naturliga svängningar för den vibrationsisolerade stolpen, beroende på belastningen, ligger inom 2 ... 4 Hz, vilket ger vibrationsisolering med µ = 1/150 vid en vibrationsfrekvens på 50 Hz.
Ris. Schematiska diagram över passiv vibrationsisolering av arbetsplatser.
1 - passiv vibrationsisoleringsplatta.
2 - vibrationsisolator.
3 - oscillerande baser.
5 och 6 - stöd och hängare av plattan.
För förarens arbetsplats (Fig. 2.5.17.) tillhandahålls ett vibrationsisolerat säte med en hydraulisk dämpare som ger en dämpningskoefficient på 0,2 ... 0,3, och vibrationsreduktion vid frekvenser på 16 ... 63 Hz når 8 dB
Ris. Schema för vibrationsisolering av pumpenheten
Absorbering av vibrationer– absorption av vibrationshastighetsamplituden av det elastoviskösa materialet. Kärnan i vibrationsabsorption består i att applicera elastiskt-viskösa material på en vibrerande yta: plast, poröst gummi, vibrationsdämpande beläggningar och mastik.
Vibrationsabsorption av beläggningar är effektiv förutsatt att längden på det absorberande skiktet är lika med flera våglängder av böjsvängningar.
Vibrationsabsorption är ineffektivt för att minska intensiteten hos longitudinella vågor, som bär en stor vibrationsenergi vid höga frekvenser. Valet av beläggningsmaterial baseras på vibrationsspektrumdata. Beroende på värdet på elasticitetsmodulen delas vibrationsdämpande beläggningar in i hårda (E=10 9 Pa) och mjuka (E=10 7 Pa). Styva vibrationsdämpande beläggningar används främst för att reducera vibrationer av låga och medelhöga frekvenser. Mjuka används för att minska intensiteten av högfrekventa vibrationer. Kompositmaterial har hög vibrationsdämpande effektivitet: "Polyacryl", "Viponit", arkmaterial - vinylopor, polystyren, etc., som limmas på utrustningens metalldelar (höljen) med en optimal beläggningstjocklek på 2 ... 3 av tjockleken på strukturen som ska beläggas. En sådan beläggning är också effektiv för att reducera ljudnivåer.
Ris. Dynamiska vibrationsdämpare: a - kretsschema eldsläckare; b – dynamisk dämpning av rökrörsvibrationer.
Vibrationsdämpning
Dynamiska vibrationsdämpare används mest effektivt för att minska vibrationerna hos maskiner med en stabil oscillationsfrekvens (pumpar, turbogeneratorer, kraftverk etc.) Funktionen av vibrationsdämparen är som följer (Fig. 2.5.20). Vibrationsdämpare med massa m och styvhet K! förenar sig med vibrationsmekanismen, vars vibrationer måste dämpas (mekanismens M massa och styvheten K). Svängningar av mekanismen under inverkan av en störande kraft sker enligt den harmoniska lagen F 0 * sin ωt . Vibrationsdämparens massa och styvhet m och TILL!är valda på ett sådant sätt att vibrationsdämparens naturliga vibrationsfrekvens är lika med ω = ω 0 . Samtidigt, i varje ögonblick av tiden, kraften F 1 från vibrationsdämparen verkar mot kraften F (vibrationsdämpare går in i resonansvibrationer, och vibrationer i mekanismen med massa M minskar). Vibrationsdämpning används för att minska vibrationer från höghusobjekt (tv- och radioantenner, skorstenar, monument). Vibrationsdämparnas naturliga vibrationsfrekvens är vald på ett sådant sätt att den sammanfaller med frekvensen av vindlastpulseringen. Nackdelen med att använda dynamiska dämpare är att de reducerar vibrationer endast vid en frekvens (2.5.23).
Vibrationsdämpande bas
Det är möjligt att minska påverkan av vibrationer från dynamiskt obalanserade maskiner på huvudstrukturerna i byggnader och strukturer på följande sätt: öka grundmassan, skapa en vibrationsdämpande bas. Strukturellt är den vibrationsdämpande basen gjord av lätta elastiska material i form av akustiska sömmar längs omkretsen av fundamentet för en vibrerande maskin (krossar, vibrationsplattformar, kvarnar, fläktar). Figurerna 2.5.24-2.5.27 visar diagram över vibrationsdämpande fundament.
Ris. Vibrationsdämpande bas:
1 - vibrationsplattform; 2 - bas (stiftelse); 3 - akustisk söm.
Ris. Installation av enheter på vibrationsdämpande baser: a - på fundamentet och på marken; b - på golvet.
Ris. Schema för att installera en gummimatta under fundamentet av vibrationsplattformen.
Ris. Vibrationsplattform på en "friluftskudde" » :
1 - vibrationsplattform; 2 - fläkt;
3 - form med betong
Vibrationsskyddsutrustning
Om en tekniska medel det är inte möjligt att uppnå hygienstandarder på arbetsplatsen, då är det nödvändigt att använda personlig skyddsutrustning: vibrationsskyddande handskar och vibrationsskyddande skor, knäskydd, mattor, haklappar, specialdräkter. De vibrationsskyddande egenskaperna hos de använda elastiska materialen är normaliserade i oktavbanden på 8…2000 Hz och bör ligga inom 1…5 dB med en skärtjocklek på 5 mm och 1…6 dB med en skärtjocklek på 10 mm. Tryckkraften vid utvärdering av handskarnas vibrationsskyddande egenskaper varierar från 50 till 200 N. Vibrationsskyddshandskar måste vara hygieniska, inte hindra utförandet av tekniska operationer, inte orsaka irritation av huden (GOST 12.4 002-74 "Personligt skydd utrustning för hands-on vibration. Allmänna tekniska krav") .
Vibrationssäkra skor är gjorda av läder (eller konstgjorda substitut) och är försedda med innersulor av elastiskt-plastmaterial för att skydda mot vibrationer vid frekvenser över 11 Hz. Effektiviteten hos vibrationsisoleringsskor normaliseras vid frekvenser på 16; 31,5; 63 Hz och bör vara 7 ... 10 dB. Kravet på tillverkning av vibrationssäkra skor och metoder för att bestämma skyddseffektiviteten anges i GOST 12.4.024-76* "Special vibrationssäkra skor. Allmänna tekniska krav".
Till organisatoriska och förebyggande åtgärder för att minska de skadliga effekterna av vibrationer bör inkludera ett rationellt arbetssätt och vila och tillämpning av terapeutiska och förebyggande åtgärder. När man arbetar med ett verktyg som fluktuerar upp till 1200 per minut behöver arbetarna en paus på 10 minuter efter varje timmes arbete; när man arbetar med ett verktyg som har 4000 eller fler svängningar per minut, är en halvtimmes paus nödvändig efter varje timmes arbete.
Ris. Vibrationsdämpande skor:
a - amplitud av vibrationer i sulan;
b – svängningsamplitud för innersulans övre yta
1 - allmän vy; 2 - vibrationsdämpande innersula.
Undvik att utsättas för vibrationer under mer än 65 % av arbetstiden. Enligt sanitära standarder är det förbjudet att arbeta med ett pneumatiskt verktyg vid en temperatur under 16 0 C, luftfuktighet 40-60% och lufthastighet mer än 0,3 m / s.
När du arbetar med ett vibrerande verktyg för att förhindra sjukdomar, bör vikten av verktyget som hålls i händerna inte överstiga 10 kg, och tryckkraften från arbetarna på den vibrerande utrustningen bör inte överstiga 200 N.
Vibration är en av faktorerna med hög biologisk aktivitet. Vibrationspatologi ligger för närvarande på andra plats bland yrkessjukdomar.
Den kliniska bilden av vibrationssjukdom, orsakad av generell eller lokal vibration, består av:
neurovaskulära störningar;
skada på det neuromuskulära systemet;
Muskuloskeletala apparater;
metabola förändringar.
Vibrationsarbetare har yrsel, rörelsekoordinationsstörningar, symtom vid åksjuka, vegetativ instabilitet, synstörningar, minskad smärta, taktil och vibrationskänslighet och andra hälsoavvikelser.
Frekvensen och egenskaperna hos kliniska manifestationer av sjukdomar orsakade av exponering för vibrationer beror huvudsakligen på:
· spektral sammansättning av vibrationer;
påverkans varaktighet;
individuella egenskaper hos en person;
riktningar för vibrationspåverkan;
Ansökningsplatser
resonansfenomen;
förhållanden för exponering för vibrationer (faktorer i produktionsmiljön som förvärrar skadlig effekt vibrationer på människokroppen).
Svårighetsgraden av påverkan av vibrationer bestäms i första hand av frekvensspektrumet och dess fördelning inom de maximala energinivåerna.
Sålunda leder effekten av lågfrekventa allmänna vibrationer till skador främst på det neuromuskulära systemet och muskuloskeletala systemet. Denna form av vibrationspatologi förekommer t.ex. hos gjutmaskiner, borrare etc. Medel- och högfrekventa vibrationer orsakar först och främst vaskulära och osteoartikulära störningar av varierande svårighetsgrad. Till exempel observeras allvarliga vaskulära störningar när man arbetar med slipmaskiner, som är källor till högfrekventa vibrationer.
Högfrekventa vibrationer orsakar vasospasm. I vissa fall kan vaskulära störningar vid vibrationssjukdom leda till en gradvis utveckling av kronisk cerebrovaskulär insufficiens.
Muskuloskeletala systemets patologi förklaras av det faktum att den allmänna vibrationen leder till en direkt mikrotraumatisk effekt på ryggraden (särskilt ryckig vibration) på grund av belastningar på de intervertebrala skivorna, som beter sig som lågfrekventa filter. En sådan påverkan leder till utvecklingen av degenerativa-dystrofiska störningar i ryggraden (osteokondros).
Inverkan av allmänna vibrationer på metaboliska processer i människokroppen manifesteras i en förändring i kolhydratmetabolism, biokemiska blodparametrar som kännetecknar brott mot protein, enzymatiska såväl som vitamin- och kolesterolmetabolism. Det finns också brott mot redoxprocesser, förändringar i kvävemetabolism etc.
Lågfrekvent vibration leder också till en förändring i blodets sammansättning: leukocytos, erytrocytopeni; till en minskning av hemoglobinnivåerna.
Inverkan av lokala vibrationer är främst utsatt för personer som arbetar med handhållna elverktyg. Lokala vibrationer orsakar spasmer i handens kärl, underarmar, stör blodtillförseln till extremiteterna, vilket bidrar till utvecklingen av en yrkessjukdom (till exempel ett syndrom i samband med blekning av fingrarna). Förutom vaskulär patologi förekommer också neurotiska störningar, och effekten av lokal vibration på muskel- och benvävnader leder till en minskning av hudens känslighet, saltavlagringar i fingerlederna, deformiteter och en minskning av ledrörligheten.
Det finns inget linjärt samband mellan kroppens reaktioner och nivån på den påverkande vibrationen. Detta förklaras av fenomenet resonans hos människokroppen, enskilda organ, som uppstår när de naturliga vibrationsfrekvenserna hos inre organ sammanfaller med frekvenserna för excitation av yttre krafter.
Resonanssvängningar i mänskliga organ kan uppstå när oscillationsfrekvensen ökar till mer än 0,7 Hz. Resonansfrekvenserna för en person i sittande läge med vertikala vibrationer visas i fig. 11.5.
Ris. 11.5. Resonansfrekvenser för kroppsdelar hos en sittande person
med vertikala vibrationer
Överdriven muskel- och neuro-emotionell belastning, ogynnsamma mikroklimatiska förhållanden, högintensivt buller kan öka de skadliga effekterna av vibrationer. Kylning av händerna leder till en ökning av vaskulära reaktioner och till en mer intensiv utveckling av vibrationssjukdom. Med den kombinerade verkan av buller och vibrationer observeras en ökning av effekten. Därmed kan samtidiga faktorer öka risken för vibrationssjukdom med 5-10 gånger.
Förekomsten av vibrationssjukdomar bland de viktigaste vibrationsfarliga yrkena under de senaste åren och medelvärdena för den latenta (dolda) perioden presenteras i tabell. 11.2.
Tabell 11.2
Allmän vibration med en frekvens på mindre än 0,7 Hz (gungning) leder inte till vibrationssjukdom. Konsekvensen av denna vibration är sjösjuka.
Modern medicin betraktar industriell vibration som en kraftfull stressfaktor som har en negativ inverkan på en persons psykomotoriska prestanda, känslomässiga sfär och mental aktivitet, vilket ökar sannolikheten för olika sjukdomar och olyckor. Långvarig exponering för vibrationer är särskilt farlig för kvinnokroppen.
Tabell 11.3. ger information om vibrationers negativa inverkan på människors hälsa
Vibration - mekaniska vibrationer av mekanismer, maskiner, eller i enlighet med GOST 12.1.012-78, vibrationer klassificeras enligt följande.
Enligt metoden för överföring till en person är vibration uppdelad i allmän, överförd genom stödytorna till kroppen på en sittande eller stående person, och lokal, överförd genom händerna på en person.
Enligt riktningen särskiljs vibration, som verkar längs axlarna för det ortogonala koordinatsystemet för generell vibration, verkar längs hela det ortogonala koordinatsystemet för lokal vibration.
Beroende på källan till förekomsten delas vibrationer in i transport (under rörelse av maskiner), transport och teknologisk (när man kombinerar rörelse med den tekniska processen, mri-spridning av konstgödsel, klippning eller tröska med en självgående skördetröska, etc.) och teknisk (under drift av stationära maskiner)
Vibration kännetecknas av frekvens f, dvs. antal svängningar och en sekund (Hz), amplitud A, dvs. förskjutning av vågor, eller lyfthöjd från jämviktsläget (mm), hastighet V (m/s) och acceleration. Hela intervallet av vibrationsfrekvenser är också uppdelat i oktavband: 1, 2, 4, 8, 16, 32, 63 125, 250, 500, 1000, 2000 Hz. De absoluta värdena för parametrarna som kännetecknar vibrationen varierar över ett brett område, därför används konceptet för parametrarnas nivå, vilket är det logaritmiska förhållandet mellan parametervärdet och dess referens- eller tröskelvärde.
Effekten av vibrationer på människokroppen
Vid arbete under vibrationsförhållanden minskar arbetsproduktiviteten och antalet skador ökar. På vissa arbetsplatser inom jordbruksproduktionen överstiger vibrationerna de normaliserade värdena och i vissa fall är de nära gränsen. Vibrationsnivåerna på reglagen uppfyller inte alltid standarderna. Vanligtvis domineras vibrationsspektrat av lågfrekventa vibrationer som har en negativ effekt på kroppen. Vissa typer av vibrationer påverkar nervsystemet och kardiovaskulära systemen negativt, den vestibulära apparaten. Den mest skadliga effekten på människokroppen utövas av vibrationer, vars frekvens sammanfaller med frekvensen av naturliga vibrationer hos enskilda organ, vars ungefärliga värden är som följer (Hz): mage - 2 ... 3; njurar - 6...8; hjärta - 4...6; tarmar - 2...4; vestibulär apparat - 0,5..L.3; ögon - 40...100 osv.
Effekten på muskelreflexerna når 20 Hz; traktorsätet belastat med förarens massa har en naturlig vibrationsfrekvens på 1,5 ... 1,8 Hz, och traktorns bakhjul - 4 Hz. Vibration överförs till människokroppen vid kontakt med ett vibrerande föremål: när man verkar på armar och ben uppstår en lokal vibration och på hela kroppen - en allmän. Lokala vibrationer påverkar de neuromuskulära vävnaderna och muskuloskeletala systemet och leder till spasmer i perifera kärl. Med långvariga och intensiva vibrationer utvecklas i vissa fall en yrkespatologi (den orsakas oftare av lokal vibration): perifer, cerebral eller cerebral-perifer vibrationssjukdom. I det senare fallet finns förändringar i hjärtaktivitet, allmän upphetsning eller omvänt hämning, trötthet, smärta, en känsla av skakningar av inre organ och illamående. I dessa fall påverkar vibrationer även den artikulära apparaturen, musklerna, den perifera cirkulationen, synen och hörseln. Lokala vibrationer orsakar spasmer i blodkärl som utvecklas från fingrarnas terminala falanger, sprider sig till hela handen, underarmen och täcker hjärtats kärl.
Människokroppen betraktas som en kombination av massor med elastiska element. I det ena fallet är det hela bålen med den nedre delen av ryggraden och bäckenet, i det andra den övre delen av kroppen i kombination med den övre delen av ryggraden, lutad framåt. För en person som står på en vibrerande yta finns det 2 resonantstoppar vid frekvenserna 5 ... 12 och 17 ... 25 Hz, för en person som sitter vid frekvenser på 4 ... 6 Hz. För huvudet är resonansfrekvenserna i området 20…30 Hz. I detta frekvensområde kan amplituden för huvudvibrationer överstiga amplituden för axelvibrationer med 3 gånger. Vibrationer av inre organ, bröst och bukhålan detektera resonans vid frekvenser på 3,0 ... 3,5 Hz.
Den maximala amplituden för bukväggsoscillationerna observeras vid frekvenser på 7...8 Hz. Med en ökning av frekvensen av oscillationer försvagas deras amplitud under överföring genom människokroppen. I stående och sittande läge är dessa dämpningar på bäckenbenen lika med 9 dB per oktav av frekvensändring, på bröstet och huvudet - 12 dB, på axeln - 12 ... 14 dB. Dessa data gäller inte för resonansfrekvenser, under påverkan av vilka det inte sker en försvagning, utan en ökning av vibrationshastigheten.
Under produktionsförhållanden orsakar manuella maskiner, vars vibration har maximala energinivåer (maximal nivå av vibrationshastighet) i lågfrekvensbanden (upp till 36 Hz), vibrationspatologi med en övervägande lesion av den neuromuskulära vävnaden och muskuloskeletala systemet . Vid arbete med manuella maskiner, vars vibration har en maximal energinivå i högfrekvensområdet av spektrumet (över 125 Hz), uppstår främst vaskulära störningar. När den utsätts för lågfrekvent vibration uppstår sjukdomen efter 8 ... 10 år, och när den utsätts för högfrekvent vibration - efter 5 år och tidigare. Den allmänna vibrationen av olika parametrar orsakar en annan svårighetsgrad av förändringar i nervsystemet (centrala och autonoma), kardiovaskulära systemet och vestibulära apparater.
Beroende på parametrarna (frekvens, amplitud) kan vibrationer både positivt och negativt påverka enskilda vävnader och kroppen som helhet. Vibration används vid behandling av vissa sjukdomar, men oftast anses vibration (industriell) vara en skadlig faktor. Därför är det viktigt att känna till gränsegenskaperna som skiljer de positiva och negativa effekterna av vibrationer på en person. För första gången uppmärksammade den franske vetenskapsmannen Abbé Saint Pierre nyttovärdet av vibration, som 1734 designade en vibrerande stol för soffpotatis, som ökar muskeltonus och förbättrar blodcirkulationen. I början av XX-talet. i Ryssland, professor vid Military Medical Academy A.E. Shcherbak bevisade att måttlig vibration förbättrar vävnadsnäring och påskyndar sårläkning.
Produktionsvibrationer, som kännetecknas av en betydande amplitud och varaktighet av verkan, orsakar irritabilitet, sömnlöshet, huvudvärk och värkande smärtor i händerna på människor som hanterar ett vibrerande verktyg. Vid långvarig exponering för vibrationer byggs benvävnaden upp igen: på röntgenbilder kan man se ränder som ser ut som spår av en fraktur - områden med störst stress, där benvävnaden mjuknar. Permeabiliteten hos små blodkärl ökar, nervregleringen störs, hudens känslighet förändras. När du arbetar med ett manuellt mekaniserat verktyg kan akroasfyxi (ett symptom på döda fingrar) uppstå - förlust av känslighet, blekning av fingrar, händer. När de utsätts för allmänna vibrationer är förändringar i det centrala nervsystemet mer uttalade: yrsel, tinnitus, minnesförsämring, försämrad koordination av rörelser, vestibulära störningar och viktminskning uppträder.
Grundläggande parametrar för vibrationer: frekvens och amplitud av svängningar. En punkt som oscillerar med en viss frekvens och amplitud rör sig med ständigt växlande hastighet och acceleration: de är maximala i ögonblicket för sin passage genom det initiala viloläget och minskar till noll i extrema lägen. Därför kännetecknas oscillerande rörelse också av hastighet och acceleration, som är derivator av amplitud och frekvens. Dessutom uppfattar de mänskliga sinnena inte det momentana värdet av vibrationsparametrarna, utan det faktiska värdet.
Vibration mäts ofta med instrument vars skalor är kalibrerade inte i absoluta värden för hastighet och acceleration, utan i relativa decibel. Därför är vibrationsegenskaper också nivån av oscillerande hastighet och nivån av oscillerande acceleration. Med tanke på en person som en komplex dynamisk struktur med tidsvarierande parametrar kan man peka ut frekvenser som orsakar en kraftig ökning av amplituderna för svängningar för både hela kroppen som helhet och dess individuella organ. Med vibrationer under 2 Hz, som verkar på en person längs ryggraden, rör sig kroppen som en helhet. Resonansfrekvenser beror inte mycket på människors individuella egenskaper, eftersom det huvudsakliga delsystemet som reagerar på vibrationer är bukorganen, som vibrerar i en fas. De inre organens resonans uppstår vid en frekvens på 3 ... 3,5 Hz, och vid 4 ... 8 Hz förskjuts de.
Om vibrationen verkar i ett horisontellt plan längs en axel vinkelrät mot ryggraden, beror kroppens resonansfrekvens på ryggradens böjning och stelhet höftleder. Resonansområdet för huvudet på en sittande person motsvarar 20…30 Hz. Inom detta område kan amplituden för huvudets vibrationsacceleration vara tre gånger amplituden för axlarnas vibrationer. Kvaliteten på visuell uppfattning av föremål försämras avsevärt vid en frekvens på 60 ... 70 Hz, vilket motsvarar ögonglobernas resonans.
Forskare i Japan har funnit att yrkets natur bestämmer några av egenskaperna hos vibrationsverkan. Till exempel är magsjukdomar utbredda bland lastbilschaufförer, radikulit bland lunnare förare vid skogsavverkningar och synskärpan är nedsatt hos piloter, särskilt de som arbetar i helikoptrar. Brott mot nervös och kardiovaskulär aktivitet hos piloter förekommer 4 gånger oftare än hos representanter för andra yrken.
Metoder och medel för skydd mot vibrationer
För att skydda mot vibrationer används följande metoder: reducering av vibrationsaktivitet hos maskiner; avstämning från resonansfrekvenser; vibrationsdämpning; vibrationsisolering; vibrationsdämpning, samt personlig skyddsutrustning. Att minska maskiners vibrationsaktivitet (minska Fm) uppnås genom att förändra den tekniska processen, använda maskiner med sådana kinematiska scheman där dynamiska processer orsakade av stötar, accelerationer etc. skulle uteslutas eller reduceras till det maximala, till exempel genom att ersätta nitning med svetsning; bra dynamisk och statisk balansering av mekanismer, smörjning och renhet vid bearbetning av interagerande ytor; användningen av kinematiska växlar med reducerad vibrationsaktivitet, t.ex. chevron- och spiralväxlar istället för cylindriska kugghjul; byte av rullager med glidlager; användningen av konstruktionsmaterial med ökad inre friktion.
Avstämning från resonansfrekvenser består i att ändra maskinens driftlägen och följaktligen frekvensen av den störande vibrationskraften; maskinens naturliga vibrationsfrekvens genom att ändra systemets styvhet med till exempel att installera förstyvningar eller ändra systemets massa (till exempel genom att fästa ytterligare massor på maskinen).
Vibrationsdämpning är en metod för att minska vibrationer genom att stärka friktionsprocesser i strukturen som avleder vibrationsenergi till följd av dess irreversibla omvandling till värme vid deformationer som uppstår i de material som strukturen är gjord av. Vibrationsdämpning utförs genom att på de vibrerande ytorna applicera ett lager av elastoviskösa material med stora förluster på grund av inre friktion - mjuka beläggningar (gummi, PVC-9-skum, VD 17-59 mastix, antivibrerande mastix) och hård (plåtplast). , glasisol, hydroisol, aluminiumskivor); användningen av ytfriktion (till exempel plattor som gränsar till varandra, som fjädrar); installation av speciella spjäll.
Vibrationsdämpning (ökning av systemets massa) utförs genom att installera enheterna på ett massivt fundament. Vibrationsdämpning är mest effektiv vid medelhöga och höga vibrationsfrekvenser. Denna metod har fått bred tillämpning vid installation av tung utrustning (hammare, pressar, fläktar, pumpar, etc.).
Öka systemets styvhet, till exempel genom att installera förstyvningar. Denna metod är endast effektiv när låga frekvenser vibrationer.
Vibrationsisolering består i att minska överföringen av vibrationer från källan till det skyddade föremålet med hjälp av anordningar placerade mellan dem. För vibrationsisolering används oftast vibrationsisolerande stöd såsom elastiska packningar, fjädrar eller en kombination av dem. Effektiviteten hos vibrationsisolatorer uppskattas av transmissionskoefficienten KP, lika med förhållandet mellan vibrationsförskjutningsamplituden, vibrationshastigheten, vibrationsaccelerationen för det skyddade föremålet eller kraften som verkar på det till motsvarande parameter för vibrationskällan. Vibrationsisolering minskar endast vibrationer när växellådan< 1. Чем меньше КП, тем эффективнее виброизоляция.
Förebyggande åtgärder för att skydda mot vibrationer är att minska dem vid utbildningskällan och på distributionsvägen, liksom användningen av personlig skyddsutrustning, sanitära och organisatoriska åtgärder.
Vibrationsreduktion i källan till förekomsten uppnås genom att ändra den tekniska processen med tillverkning av delar från nylon, gummi, textolit, i rätt tid förebyggande åtgärder och smörjningsoperationer; centrerande och balanserande delar; minskning av luckor i lederna. Överföringen av vibrationer till basen av enheten eller byggnadens struktur försvagas av avskärmning, vilket samtidigt är ett medel för att bekämpa buller.
Som vibrationsdämpande beläggningar används vanligtvis mastik nr 579, 580, typ BD-17 och de enklaste strukturerna (takmaterialskikt limmade med bitumen eller syntetiskt lim). Om metoderna för kollektivt skydd inte fungerar eller det är irrationellt att tillämpa dem, används personlig skyddsutrustning. Som skydd mot vibrationer vid arbete med ett mekaniserat verktyg används vibrationsdämpande handskar och specialskor. Antivibrationsstövlar har en gummisula i flera lager.
Varaktigheten av arbetet med ett vibrerande verktyg bör inte överstiga 2/3 av arbetsskiftet. Operationerna fördelas mellan arbetarna så att varaktigheten av den kontinuerliga vibrationsverkan, inklusive mikropauser, inte överstiger 15 ... 20 minuter. Det rekommenderas att ta pauser i 20 minuter 1-2 timmar efter skiftets början och i 30 minuter 2 timmar efter lunch.
Under raster bör en speciell uppsättning gymnastiska övningar och hydroprocedurer utföras - bad vid en vattentemperatur på 38 ° C, såväl som självmassage av armar och ben.
Om maskinens vibrationer överskrider det tillåtna värdet, är kontakttiden för den person som arbetar med denna maskin begränsad.
För att förbättra kroppens skyddande egenskaper, arbetskapacitet och arbetsaktivitet bör speciella industriella gymnastikkomplex, vitaminprofylax (två gånger om året ett komplex av vitamin C, B, nikotinsyra), speciell näring användas.
