Классификация вибраций человека

1. Виды вибрации и ее источники

Лекция 10

Вибрация

1. Виды вибрации и ее источники 1

2. Характеристики вибрации 2

3. Действие вибрации на организм человека 2

4. Нормирование вибрации 4

5. Защита от вибрации 4

Вибрация представляет собой процесс распространения механических колебаний в твердом теле. Ее можно представить как колебательное движение материальной точки или механической системы.

Источниками вибрации являются механизмы, машины, механизированный инструмент. Вибрации могут быть непреднамеренными (например, из-за плохой балансировки и центровки вращающихся частей машин и оборудования, пульсирующего движения жидкости, работы перфоратора и.т.п.), а также специально используемыми в технологических процессах (отбойные молотки, вибропогружатели свай, вибрационное оборудование для производства железобетонных конструкций, оборудование для ускорения химических реакций и.т.п.).

Вибрация – это вредный производственный фактор, отличающийся большой активностью. Вибрационная патология стоит на втором месте среди профессиональных заболеваний. Классификация вибрации связана с особенностями передачи колебаний человеку. В соответствии с эти вибрация подразделяется на общую (воздействие на все тело человека) и локальную (воздействие на отдельные части тела – руки или ноги).

Общая вибрация подразделяется, в свою очередь, по месту возникновения на следующие виды:

Категория 1 – транспортная вибрация, воздействующая на оператора на рабочих местах самоходных и прицепных машин и транспортных средств при их движении по местности, в том числе, при строительстве дорог; при этом оператор может в известных пределах регулировать ее величину.

Категория 2– транспортно-технологическая вибрация, воздействующая на человека0оператора на рабочих местах машин с ограниченной подвижностью при перемещении их по специально подготовленным поверхностям производственных помещений, промышленных площадок и горных выработок; при этом оператор может лишь иногда регулировать воздействие вибрации.

Категория 3а– технологическая вибрация, воздействующая на оператора на рабочих местах стационарных машин или передающаяся на рабрчие места, не имеющие источников вибрации.

Категория 3б– вибрация на рабочих местах работников умственного труда и персонала, не занимающегося физическим трудом. К ней относится, в частности, вибрация, воздействующая на человека на рабочих местах на промышленных кранах, у станков металло- и деревообрабатывающих, кузнечно-прессового оборудования, литейных машин и т.п.

Локальная вибрацияклассифицируется по источнику возникновения и подразделяется на:

• передающуюся от ручных машин (с двигателями), органов ручного управления машин и оборудования;

• передающуюся от ручных инструментов (без двигателей) и обрабатываемых деталей.

Эту классификацию следует иметь в виду при гигиенической оценке локальной вибрации, так как в первом случае санитарно-гигиенические требования и правила включаются в техническую документацию на машины и оборудование, а во втором – в документацию на технологию проведения работ.

Вибрация рабочих мест операторов носит преимущественно низкочастотный характер с высокими уровнями в октавах 1…8 Гц и зависит от технологической операции, скорости передвижения, типа сидения, виброзащиты, степени изношенности машины, профиля дорог и т.п. Спектр вибрации в этих случая – широкополосной (максимум энергии при этом лежит в полосах 1..2 Гц и 4..8 Гц).

На операторов транспортных средств обычно воздействует переменная по уровням и спектрам вибрация, включающая микро- и макропаузы.

Спектры вибраций рабочих мест технологического оборудования носят низко- и средне-частотный характер с максимумом энергии на частотах 4..16 Гц.

Вибрация, ее источники. Категории по источнику возникновения

⇐ ПредыдущаяСтр 4 из 6

Вибрация – это движение точек или механической системы, при котором происходит поочередное возрастание и убывание во времени значений, по крайней мере, одной координаты

Вибрация делится на:

v общую, передающуюся на тело человека через опорные поверхности, подвергается под воздействием колебаний рабочего места;

v локальную, передающуюся через руки человека, на ноги в положении сидя.

Источники возникновения локальных вибраций: ручные машины с двигателями и без, органы ручного управления машинами и оборудованием, обрабатываемые детали.

Общая вибрация по источнику ее возникновения подразделяется на 3 категории:

v транспортная (общая вибрация 1й категории) воздействует на человека на рабочих местах самоходных и прицепных машин, транспортных средств при движении по местности и дорогам. К источникам относят с/х и промышленные тракторы, грузовые автомобили, снегоочистители и др.

v транспортно-технологическая (общая 2й категории) воздействует на человека на рабочих местах машин, передвигающихся по специально подготовленной поверхности производственных помещений, промышленных площадок. Источники: экскаваторы, краны промышленные, машины для загрузки мартеновских печей в металлургическом производстве, напольный производственный транспорт и др.

v технологическая (общая вибрация 3й категории) воздействует на человека на рабочих местах стационарных машин или передается на рабочие места, не имеющие источников вибрации. Источники: станки метало- и деревообрабатывающие, кузнечно-прессовое оборудование, литейные машины, вентиляторы и др.

Распространяется в пространстве по всем осям пространства.

Основные параметры вибрации, ее действие на человека( нормирование вибрационных воздействий)

Основными параметрами, характеризующими вибрацию, являются частота колебаний f(Гц), величина амплитуды смещения точек (вибросмещение) A, скорость перемещения точек (виброскорость) V, ускорение, с которым идет нарастание и убывание виброскорости (виброускорение) а, период Т, с;

амплитудой смещения А — это величина наибольшего отклонения колеблющейся точки от положения равновесия в мм (м), пороговое значение ощущения 8*10-12 м;

амплитуда колебательной скорости (виброскорость)V м/с, пороговое значение ощущения 5*10-8;

амплитуда колебательного ускорения a м/с, пороговое значение ощущения 3*10-4 ;

Под воздействием вибрации происходит изменение в нервной, сердечно-сосудистой и костно-суставной системах: повышение артериального давления, спазмы сосудов конечностей и сердца. Это заболевание сопровождается головными болями, головокружением, повышенной утомляемостью, онемением рук.

Систематическое воздействие общей вибрации на человека приводит к стойким нарушениям опорно-двигательного и вестибулярного аппарата, центральной и периферической нервной системы, желудочно-кишечного тракта и др. Последствия воздействия вибрации зависят от ее вида, продолжительности и направления воздействия, частоты и амплитуды колебаний, а также от уровня шума, микроклиматических условий на рабочем месте и других сопутствующих факторов.

Систематическое неконтролируемое воздействие локальной вибрации вызывает спазмы кровеносных сосудов рук, поражает нервные окончания, мышечные и костные ткани, что приводит к снижению чувствительности кожи, ухудшению, а в тяжелых случаях прекращению кровоснабжения мышц, окостенению сухожилий, отложению солей в суставах, деформации и потере подвижности суставов. Совокупность болезненных изменений в организме, вызванных воздействием вибраций, называют виброболезнью.

Особенно вредны колебания с частотой 6-9 Гц, частоты близки к собственным колебаниям внутренних органов и приводят к резонансу, в результате происходят перемещения внутренних органов (сердце, легкие, желудок) и раздражению их.

Нормируемый диапазон частот устанавливается:

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

для общей вибрации в виде октавных или 1/3 октавных полос со среднегеометрическими частотами 0,8; 1; 1,25; 1,6; 2,0; 2,5; 3,15; 4,0; 5,0; 6,3; 8,0; 10,0; 12,5; 16,0; 20,0; 25,0; 31,5; 40,0; 50,0; 63,0; 83,0 Гц

При частотном (спектральном) анализенормируемыми параметрами являются виброскорость V, виброускорение а или их логарифмические уровни.

При интегральной оценке по частотенормируемым па­раметром является корректированное значение виброскоро­сти и виброускорения или их логарифмические уровни.

При интегральной оценке с учетом времени воздействия, вибрациинормируемый параметр — это эквивалентное кор­ректированное значение виброскорости или виброускоре­ния или их логарифмический уровень.

Нормируемыми параметрами вибрации ручных инстру­ментовявляются значения виброскорости V или виброускорения а, а также их логарифмические уровни.

Ручные инструменты относят к вибрирующим, если они генерируют вибрацию, уровни которой составляют не менее 25 % от предельно допустимых уровней, установленных СанПиН

Методы снижения вибрации на производстве

Уменьшение вибрации достигается мероприятиями технического, организационного, санитарно-гигиенического и профилактического характера.

Технические:

-снижение вибрации в источнике ее возникновения,

-виброизоляция

-вибродемпфирование

-виброгашение.

Для снижения вибрации в источнике ее возникновения необходимо производить выбор технологии и оборудования, исключающих ударные и резкие динамические процессы. Большое значение имеет точность изготовления вращающихся деталей, их статическая и динамическая балансировка и отстройка режимов вращения от собственной частоты колебаний путем изменения скорости вращения, массы колеблющейся системы или ее жесткости.

виброизоляция,введения упругих связей (виброизоляторов) между машиной и основанием или основанием и рабочей площадкой. Виброизоляторы выполняют в виде стальных пружин, рессор, прокладок из резины, резино-металлических конструкций;

вибродемпфирование — это уменьшение уровня вибра­ции защищаемого объекта путем превращения энергии ме­ханических колебаний системы в другие виды энергий. Использование конструктивных материалов с большим внутрен­ним трением (полимерных материалов); нанесением специ­альных покрытий из пластмассы, линолеума, масти­ки, резины.

виброгашение — это уменьшение уровня вибраций путем введения в колебательную систему дополнительных масс или увеличение жесткости системы. Реали­зуется путем установки оборудования на самостоятельные фундаменты, что­бы амплитуда колебаний подошвы фундамента не превы­шала 0,1-0,2 мм.

Средства индивидуальной защиты:

для рук – рукавицы, перчатки, вкладыши и прокладки

для ног – спец. обувь, подметки, наколенники

для тела – пояса, нагрудники, спец. костюмы.

При использовании виброопасных ручных инструментов работы следует проводить с применением режимов труда, которые должны обеспечивать:

v общее ограничение времени воздействия вибрации в течение рабочей смены;

v ограничение длительности непрерывного одноразового воздействия вибрации;

v использование регламентированных перерывов для активного отдыха и лечебно-профилактических процедур.

⇐ Предыдущая123456

Классификация производственных вибраций

⇐ ПредыдущаяСтр 11 из 18

1. По способу передачи на человека различают:

1.1. Общую вибрацию, передающуюся через опорные поверхности на тело сидящего или стоящего человека (через «точки контакта»);

1.2. Локальную вибрацию, передающуюся через руки человека.·

2. По источнику возникновения вибраций:

2.1. Локальная вибрация, которая передаётся человеку от ручного механизированного инструмента (с двигателями), органов ручного управления машинами и оборудованием.

2.2. Локальная вибрация, которая передаётся человеку от ручного немеханизированного инструмента (без двигателей), например, через рукоятки молотков или от обрабатываемых деталей (шлифовка вручную).·

2.3. Общая вибрация 1 категории. Это транспортная вибрация, которая воздействует на человека в самоходных и прицепных машинах иных транспортных средствах при передвижении по местности, агрофонам и дорогам.

Источниками транспортной вибрации являются – трактора, бульдозера, автомобили, комбайны и др.

2.4. Общая вибрация 2 категории. Это транспортно-технологическая вибрацию, которая воздействует на человека на рабочих местах машин, перемещающихся по специально подготовленным поверхностям производственных помещений, промышленных площадок, горных выработок.

К источникам транспортно-технологической вибрации относят: экскаваторы (в том числе роторные), краны промышленные и строительные, машины для загрузки (завалочные) мартеновских печей в металлургическом производстве; горные комбайны, шахтные погрузочные машины, самоходные бурильные каретки, различные путевые машины, бетоноукладчики, напольный производственный транспорт. В эту категорию следует отнести и все то, что движется по рельсам или другим путям (трамвай, поезд, межэтажный лифт). Необходимо использовать основной признак группы: «специально подготовленные поверхности производственных помещений, промышленных площадок, горных выработок». Данное обстоятельство является актуальным при поиске санитарных норм для оценки вибрации в кабине машиниста поезда, лифта, трамвая, мостового или козлового крана.·

2.5. Общая вибрация 3 категории. Это технологическая вибрация, которая воздействует на человека на рабочих местах стационарных машин или передаётся на рабочие места, не имеющие источников вибрации. Основное условие для определения этого вида вибрации: источник неподвижно закреплён на половом настиле, перекрытии, площадке и пр.

Общую вибрацию категории 3 по месту действия подразделяют на следующие типы:

а) Категория 3 а. На постоянных рабочих местах производственных помещений предприятий (стационарно закреплённый источник вибрации находится в том же помещении);

б) Категория 3 б. На рабочих местах складов, столовых, бытовых комнат, дежурных и других производственных помещений, где нет машин, генерирующих вибрацию (стационарно закреплённый источник вибрации находится в соседнем помещении);

в) Категория 3 в. На рабочих местах в помещениях заводоуправления, конструкторских бюро, лабораторий, учебных пунктов, вычислительных центров, здравпунктов, конторских помещениях, рабочих комнатах и других помещениях для работников умственного труда (стационарно закреплённый источник вибрации находится в отдалённых помещениях).

Отметим, что на морских и речных судах вибрация относится к технологической категории, поскольку основной источник вибрации – двигатели судна, закреплены неподвижно к его корпусу.

Если двигатель автомобиля и других транспортных средств работает на холостых оборотах, то в этом случае вибрация на полу кабины и сиденье водителя, машиниста относится к технологической категории 3а. При движении транспортных средств на их водителей, машинистов действует транспортная вибрация.

В этой связи возникает вопрос, какую вибрацию измерять в автомашинах?

Всё зависит от целей и задач исследования. Так, чаще всего в аттестации рабочих мест по условиям труда основная задача замеров вибрации состоит в оценке технического состояния двигатели и всего автомобиля.

Дело в том, что аттестационная процедура проводится в короткие сроки при отсутствии стандартного дорожного покрытия (автодрома). Поэтому условий для корректных замеров транспортной вибрации нет. Одно дело измерять вибрацию в кабине автомобиля на асфальтированной дороге, другое дело – на грунтовке.

С другой стороны, аттестация рабочих мест имеет целью оптимизацию условий труда, которые во многом зависят от технического состояния транспортной единицы. Если её состояние не удовлетворяет требованиям, то по результатам замеров технологической вибрации (на холостых оборотах) есть, кому предъявить претензии – работодателю. Претензии по превышениям транспортной вибрации к работодателю из-за некачественного дорожного полотна не рациональны.

Если целью исследования является изучение неблагоприятного воздействия транспортной вибрации, то замеры проводят при движении автомашины. Эта задача наиболее часто возникает тогда, когда автомобиль передвигается по ограниченному участку (челноком), например, вывоз полезных ископаемых из горнорудного карьера. Другой пример: работа тракториста при пахоте, планировке территории и т.д.

Обсудим ситуацию. В клинике института у водителя А. мощного автомобиля «БЕЛАЗ» обнаружено устойчивое поражение межпозвонковых дисков. Диагноз: профессиональное заболевание, связанное с воздействием общей (транспортной) вибрации.·

Этот человек проработал на вывозе руды из Учалинского карьера 26 лет. В течение этого периода, управляя автомобилем, он спускался в карьер, и поднимался из карьера по пять-шесть раз в смену. Наши исследования – замеры транспортной вибрации (на полу кабины и сиденье) и шума на этом ограниченном пути проводились в начале, середине и в конце маршрута, в тёплый сезон, в дождливую и сухую погоду. Они показали значительное превышение нормативов шумового и вибрационного фактора.

В санитарно-гигиенической характеристике, составленной по результатам аттестации рабочих мест,· было указано, что уровни шума в кабине «БЕЛАЗА» превышают предельно-допустимые, а уровни транспортной вибрации находятся ниже допустимых.

Возникает вопрос: возможна ли такая ситуация? Источник шумовой и вибрационной волны один – двигатель автомобиля, и эти волны должны быть связаны между собой по интенсивности, частоте, амплитуде и т.д. Оказалось, что в санитарном документе использованы результаты замеров технологической вибрации на разных автомобилях. Такая гигиеническая характеристика условий труда работника с подозрением на профессиональное заболевание ошибочна, поскольку не учитывает реальные условия трудовой деятельности водителя, и не отвечает основной задаче — рационально оценить влияние общей вибрации на здоровье работника.

Оценка технического состояния разных автомобилей направлена на выявление неисправной техники, но не на оценку влияния этой техники на работника.

Вопросы о гигиеническом выборе точек замеров вибрации в автомашинах, тракторах, бульдозерах и других машинах зависит от их устройства.

В настоящее время уже нет транспортных средств с усиленно вибрирующими рукоятками, рулями, педалями. Поэтому основными точками для замеров должны быть – на полу и сиденье. И ведущая задача замеров заключена в оценке виброгасящих свойств сиденья, что очень важно для характеристик условий труда водителей, трактористов, машинистов.

2.6. Нормы технологической вибрации коммунальных объектах обоснованны субъективными ощущениями человека и, поэтому представлены допустимыми уровнями .

По источнику вибрации, различают две категории.

2.6.1 Технологическая вибрация в жилых помещениях и общественных зданиях от внешних источников: городского рельсового транспорта, автотранспорта, промышленных предприятий и передвижных промышленных установок (при эксплуатации гидравлических и механических прессов, строгальных, вырубных и других металлообрабатывающих механизмов, поршневых компрессоров, бетономешалок, дробилок, строительных машин и др.);

2.6.2. Технологическая вибрация в жилых помещениях и общественных зданиях от внутренних источников: инженерно-технического оборудования зданий и бытовых приборов (лифты, вентиляционные системы, насосные, пылесосы, холодильники, стиральные машины и т.п.), а также встроенных предприятий торговли (холодильное оборудование), предприятий коммунального и бытового обслуживания, котельных и т.д.

2.7. Общую технологическую вибрацию также разделяют на две категории (3г, 3д):

2.7.1. Технологическая вибрация в жилых помещениях, палатах больниц, санаториев;

2.7.2. Технологическая вибрация в административно-управленческих помещениях.

3. По направлению действия, вибрацию подразделяют в соответствии с направлениями осей трёхмерной ортогональной системы координат:

3.1. Локальную вибрацию измеряют по осям ортогональной системы координат X. Y. Z.

Рисунок 7 иллюстрирует направления замеров локальной вибрации в двух случаях: при охвате рукой сферической поверхности (рычаг) и охвате рукоятки инструмента. Ось Х параллельна оси места охвата источника вибрации (рукоятки, ложемента, рулевого колеса, рычага управления, удерживаемого в руках обрабатываемого изделия и т.п.). Ось Y перпендикулярна ладони, ось Z лежит в плоскости, образованной осью Х и направлением подачи или приложения силы (или осью предплечья, когда сила не прикладывается).

Рисунок 7 – Ортогональная система координат при замерах локальной вибрации.

Изменение положения, например, рукоятки молотка из горизонтального на угол 45 0 порядок указанных осей не меняет – всё зависит от охвата предмета.

3.2. Общую вибрацию также измеряют по осям ортогональной системы координат X,Y. Z., что показано на рисунке 8. При этом ось Х – это направление от спины к груди (сагиттальная проекция). Ось Y – от правого плеча к левому (фронтальная проекция). Ось Z – перпендикулярна опорным поверхностям тела в местах его контакта с сиденьем или полом.

Рисунок 8 – Ортогональная система координат при положении работника сидя или стоя.

Отметим, что:

1. Замеры вибрации рекомендуется проводить по направлению наибольшей энергии (по главному вектору в диаграмме распределения сил),·

2. Зачастую наибольшую вибрационную энергию несёт вертикальная ось Z. При преобладании колебательной энергии по боковым осям – станок сойдёт с фундамента, а автомобиль — перевернётся,

3. Выполнить замеры вибрации на половом настиле комнаты (помещения) по боковым, горизонтальным (фронтальной и сагиттальной) или иначе – по латеральным осям Х и У, практически невозможно,

4. При замерах общей вибрации принятые оси не сдвигаются относительно пространства (лежачего или стоящего, сидящего человека),

5. При замерах локальной вибрации, оси сдвигаются относительно пространства, но в зависимости от охвата предмета. Так, если горизонтально расположенное рулевое колесо сдвинуть на 30-40 градусов, то и ось Z изменит своё направление от вертикали на эту же величину.

4. По характеру спектра вибрации выделяют:

4.1. Узкополосные вибрации, у которых контролируемые параметры в одной 1/3 октавной полосе частот более чем на 15 дБ превышают значения в соседних 1/3 октавных полосах;

4.2. Широкополосные вибрации — с непрерывным спектром шириной более одной октавы.

5. По частотному составу вибрации выделяют:

5.1. Низкочастотные вибрации (с преобладанием максимальных уровней в октавных полосах частот 1-4 Гц для общих вибраций, 8-16 Гц — для локальных вибраций);

5.2. Среднечастотные вибрации (8-16 Гц — для общих вибраций, 31,5-63 Гц — для локальных вибраций);

5.3. Высокочастотные вибрации (31,5-63 Гц — для общих вибраций, 125-1000 Гц — для локальных вибраций).

6. По временным характеристикам вибрации выделяют:

6.1. Постоянные вибрации, для которых величина нормируемых параметров изменяется не более чем в 2 раза (на 6 дБ) за время наблюдения;

6.2. Непостоянные вибрации, для которых величина нормируемых параметров изменяется не менее чем в 2 раза (на 6 дБ) за время наблюдения не менее 10 мин при измерении с постоянной времени 1 с, в том числе:

6.2.1. Колеблющиеся во времени вибрации, для которых величина нормируемых параметров непрерывно изменяется во времени;

6.2.2. Прерывистые вибрации, когда контакт человека с вибрацией прерывается, причем длительность интервалов, в течение которых имеет место контакт, составляет более 1 с;

6.2.3. Импульсные вибрации, состоящие из одного или нескольких вибрационных воздействий (например, ударов), каждый длительностью менее 1 с.

Как видим, классификация вибраций представляет собой очень сложную систему, в которой очень трудно разобраться.

Первая задача в практике измерений вибрации заключена в определении её вида для выбора нормативов. Для этого можно воспользоваться более простой схемой, которая показана на рисунке 9.

Классификация вибраций, воздействующих на человека

Воздействие вибрации на человека классифицируется:

— по способу передачи вибрации на человека;

— по источнику возникновения;

— по направлению действия вибрации;

— по характеру спектра;

— по частотному составу;

— по временной характеристике вибрации.

По способу передачи на человека различают:

— общую вибрацию, передающуюся через опорные поверхности на тело сидящего или стоящего человека;

— локальную вибрацию, передающуюся через руки человека.

Примечание. Вибрация, передающаяся на ноги сидящего человека и на предплечья, контактирующие с вибрирующими поверхностями рабочих столов, относится к локальной вибрации.

По направлению действия вибрацию подразделяют в соответствии с направлением осей ортогональной системы координат.

Для общей вибрации направление осей Xо, Yо, Zо и их связь с телом человека следую-щая: ось Xо – горизонтальная от спины к груди; ось Yо – горизонтальная от правого плеча к левому); Zл – вертикальная ось, перпендикулярная опорным поверхностям тела в местах его контакта с сиденьем, полом и т.п.

Для локальной вибрации направление осей Xл, Yл, Zл и их связь с рукой человека сле-дующая: ось Xл – совпадает или параллельна оси места охвата источника вибрации (руко-ятки, ложемента, рулевого колеса, рычага управления, удерживаемого в руках обрабаты-ваемого изделия и т.п.); ось Yл – перпендикулярна ладони, а ось Zл – лежит в плоскости, образованной осью Xл и направлением подачи или приложения силы, и направлена вдоль оси предплечья.

По источнику возникновения вибрацию различают:

— локальную вибрацию, передающуюся человеку от ручного механизированного инст-румента (с двигателями), органов ручного управления машинами и оборудованием;

— локальную вибрацию, передающуюся человеку от ручного немеханизированного инст-румента (без двигателей), например, рихтовочных молотков разных моделей и обрабаты-ваемых деталей, шпалоподбоек;

— общую вибрацию 1 категории – транспортную вибрацию;

— общую вибрацию 2 категории – транспортно-технологическую вибрацию;

— общую вибрацию 3 категории – технологическую вибрацию.

Источники вибрации воздействующие на рабочие места машин представлены в таблице 1;

Общую вибрацию категории 3 по месту действия подразделяют на следующие типы:

— на постоянных рабочих местах производственных помещений предприятий;

— на рабочих местах на складах, в столовых, бытовых, дежурных и других производст-венных помещений, где нет машин, генерирующих вибрацию;

— на рабочих местах в помещениях заводоуправления, конструкторских бюро, лаборато-рий, учебных пунктов, вычислительных центров, здравпунктов, конторских помещениях, рабочих комнатах и других помещениях для работников умственного труда;

— общую вибрацию в жилых помещениях и общественных зданиях от внешних источни-ков: городского рельсового транспорта (мелкого залегания и открытые линии Метрополитена, трамвай, железнодорожный транспорт) и автотранспорта; промышленных предприятий и передвижных промышленных установок (при эксплуатации гидравлических и меха-нических прессов, строгальных, вырубных и других металлообрабатывающих механиз-мов, поршневых компрессоров, бетономешалок, дробилок, строительных машин и др.);

— общую вибрацию в жилых помещениях и общественных зданиях от внутренних источников: инженерно-технического оборудования зданий и бытовых приборов (лифты, вентиляционные системы, насосные, пылесосы, холодильники, стиральные машины и т.п.), а также встроенных предприятий торговли (холодильное оборудование), предприятий ком-мунально-бытового обслуживания, котельных и т.д.

По характеру спектра вибрации различают:

— узкополосную вибрацию, у которой контролируемые параметры в одной 1/3 октавной полосе частот более чем на 15 дБ превышают значения в соседних 1/3 октавных полосах;

— широкополосную вибрацию – с непрерывным спектром шириной более одной октавы.

По частотному составу вибрации различают:

— низкочастотную вибрацию (с преобладанием максимальных уровней в октавных полосах частот 1÷4 Гц для общих вибраций, 8÷16 Гц – для локальных вибраций);

— среднечастотную вибрацию (8÷16 Гц – для общей вибрации, 31,5÷63 Гц – для локаль-ной вибрации);

— высокочастотную вибрацию (31,5÷63 Гц – для общей вибрации, 125÷1000 Гц – для ло-кальной вибрации).

По временной характеристике вибрации различают:

— постоянную вибрацию, для которой величина нормируемых параметров изменяется не более чем в 2 раза (на 6 дБ) за время наблюдения;

— непостоянную вибрацию, для которой величина нормируемых параметров изменяется не менее чем в 2 раза (на 6 дБ) за время наблюдения не менее 10 мин при измерении с пос-тоянной времени 1 с, в том числе:

— колеблющуюся во времени вибрацию, для которой величина нормируемых параметров непрерывно изменяется во времени;

— прерывистую вибрацию, когда контакт человека с вибрацией прерывается, причем длительность интервалов, в течение которых имеет место контакт, составляет более 1 с;

— импульсную вибрацию, состоящую из одного или нескольких вибрационных воздействий (например, ударов), каждый длительностью менее 1 с.

Как подразделяется вибрация по способам передачи на человека?

12

Что такое вибрация и какие физические величины характери-

Зуют вибрацию?

Вибрация и какие физические величины характеризуют вибрацию

Вибрация — это сложный колебательный процесс, возникающий при периодическом смещении центра тяжести какого-либо тела от положения равновесия, а также при периодическом изменении формы тела, которую оно имело в статическом состоянии.

Источниками вибрации являются различные технологические процессы, механизмы, машины и их рабочие органы.

Вибрация с физической стороны характеризуется следующими основными параметрами: 1) амплитуда смещения — наибольшее отклонение колеблющейся точки от положения равновесия — х, м; 2) виброскорость — максимальное из значений скорости колеблющейся точки — υ, м/с; 3) виброускорение — максимальное из значений ускорения колеблющейся точки — а, м/с2; 4) частота — ƒ, Гц.

Каковы источники вибрации?

Источниками вибрации являются различные технологические процессы, механизмы, машины и их рабочие органы.

В промышленности широко применяются механизированные инструменты ударного действия (рубильно-чеканные, отбойные, бурильные, клепальные молотки); пневматические и электрические ручные инструменты вращательного действия (виброножницы, сверлильные инструменты); электро- и мотоперфораторы. В строительстве источниками вибрации являются механизмы для уплотнения бетонных и асфальтно-бетонных смесей, вибротрамбовки и т. д. Источниками вибрации часто бывают неуравновешенные вращающиеся массы электродвигателей, насосов и др.

Как подразделяется вибрация по способам передачи на человека?

Вибрация (В.) классифицируется:

• по способу передачи человеку:

— общая (вибрация рабочих мест), передающаяся через опорные поверхности тела в положении сидя или стоя;

— локальная, передающаяся на руки работающего;

• по характеру спектра:

— низкочастотная (с преобладанием максимальных уровней в октавных полосах 1— 4 Гц и 8 — 16 Гц соответственно для общей и локальной вибрации);

— среднечастотная (8—16 Гц для общей вибрации, 31,5 и 63 Гц для локальной вибрации);

— высокочастотная (31.5 и 63 Гц для общей вибрации, 125 — 1000 Гц для локальной вибрации);

• по направлению вибрационного воздействия в соответствии с направлением осей ортогональной системы координат;

• по временным характеристикам:

— постоянная вибрация, для которой величина виброскорости или виброускорения изменяется не более чем в 2 раза (на 6 дБ) за время наблюдения;

— непостоянная вибрация (колеблющая, переменная, импульсная), для которой величина виброускорения или виброскорости изменяется не менее чем в 2 раза (на 6 дБ) за время наблюдения не менее 10 мин.

4. Общая вибрация, ее частотный диапазон и воздействие на организм человека.

Общая вибрация по источнику возникновения подразделяется на транспортную, транспортно-технологическую и технологическую

Водители транспортных машин (тракторов, самоходной сель-скохозяйственной техники, грузового автотранспорта, землеройных машин и др.), а также операторы транспортно-технологического обо-рудования (экскаваторов, подъемных кранов, горнодобывающих машин, бетоноукладчиков и др.)

Для стоящего на вибрирующей поверхности человека имеются два резонансных пика на частотах 5-12 Гц и 17-25 Гц, для сидящего — на частотах 4-6 Гц. Для большинства внутренних органов собственные частоты лежат в диапазоне 6-9 Гц. Особенно опасна вибрация с частотой около 8 Гц из-за ее возможного совпадения с ритмом биотока мозга.

Ослабление внимания наблюдается на частотах порядка 10-12 Гц, если вибрация частотой выше 15 Гц (особенно 60-90 Гц) воздействует на человека вдоль его туловища в направлении вертикальной оси, то снижается острота зрения.

Способность следить за колебательными движениями объекта утрачивается на частотах 1-2 Гц и почти исчезает при 4 Гц. Частота вибрации, вызванная неровностями дороги и несовершенством наземного транспорта, лежит в диапазоне до 15 Гц, т.е. представляет собой реальную опасность и может послужить причиной аварий.

При частотах от 4 до 10 Гц речь человека искажается, а иногда прерывается.

5. Локальная вибрация, ее частотный диапазон и воздействие на организм человека.

Производственными источниками локальной вибрации является ручной механизированный инструмент ударного (клепальные, рубильные, отбойные молотки, пневмотрамбовки), ударно- вращательного (пневматические и электрические перфораторы) и вращательного (шлифовальные, сверлильные инструменты.

Ручные выброопасные

механизмы генерируют вибрацию, уровни которой зачастую значительно превышают нормативные значения (112 дБ) на 5-26 дБ и более. Пневмотрамбовки, гайковертки, горные сверла создают вибрацию с высокими уровнями в области низких частот. Максимальные уровни колебательной скорости пневматических отбойных молотков, бурильных перфораторов с числом ударов до 2000 в 1 мин чаще лежат в широкой области низкой, средних и отчасти высоких частот.

Влияние низкочастотной вибрации приводит к развитию вибрационной патологии с таймированием поражений нервно- мышечной системы, опорно-двигательного аппарата и менее выраженным сосудистым компонентом. Например, такая форма наблюдается у формовщиков, бурильщиков и др.

В результате влияния интенсивной локальной вибрации вначале появляются функциональные, а затем дистрофические изменения в рецепторном аппарате и нервных сплетениях мелких сосудов в области верхних конечностей

Ручные виброопасные механизмы генерируют вибрацию, уровни которой зачастую значительно превышают нормативные значения

(112 дБ) на 5–26 дБ и более. Пневмотрамбовки, гайковертки, горные сверла создают вибрацию с высокими уровнями в области низких частот. Максимальные уровни колебательной скорости пневматических отбойных молотков, бурильных перфораторов с числом ударов до 2000 в 1 мин чаще лежат в широкой области низкой, средних и отчасти высоких частот. Причинами повышения уровней локальной вибрации являются:

— снижение величины осевого усилия подачи;

— изменение физико-химических свойств материалов;

— увеличение длины вставного инструмента для рубильных молотков, диаметра заклепок для клепальных молотков;

— удлинение оправок и увеличение диаметра образивного круга шлифовальных машин;

— изношенность и неисправность инструмента.

6)Общую вибрацию по источнику ее возникновения подразделяют

на три категории

Категория 1 – транспортная;

категория 2 – транспортно-технологическая;

категория 3 – технологическая.

Технологическая вибрация в свою очередь подразделяется на три категории: 3а – вибрация, возникающая у операторов стационарных машин и оборудования или передающаяся на рабочие места, не имеющие источников вибрации; 3б – вибрация, передающаяся на рабочие места в складах, бытовых, дежурных и других производственных помещениях, где нет генерирующих машин; 3в – вибрация на рабочих местах работников умственного труда персонала, не занимающегося физическим трудом

7)Вибрация с физической стороны характеризуется следующими

основными параметрами:

амплитуда смещения — наибольшее отклонение колеблющейся точки от положения равновесия — х, м;

виброскорость — максимальное из значений скорости колеблющейся точки — υ, м/с; 6

виброускорение — максимальное из значений ускорения колеблющейся точки — а, м/с

частота — ƒ, Гц.

ƒ= п/60, где п – число оборотов в минуту

12)Защита от общей Вибрации

Вибробезопасная машина (оборудование, технологический процесс) — виброактивная машина, конструкция, технология изготовления и режимы работы которой обеспечивают санитарные нормы вибрационной нагрузки на оператора при всех предусмотренных условиях ее эксплуатации без использования методов и средств виброзащиты вне машин и без ограничения времени применения машин в течение смены.

Снижение вибрации машины заключается, в основном, в уменьшении динамических процессов, вызываемых ударами, резкими ускорениями и др.

Уменьшить вибрацию в источнике ее образования можно следующими способами:

• исключение из конструкции ударного взаимодействия деталей;

• устранение дисбаланса вращающихся масс путем тщательной балансировки;

• замена кривошипных механизмов равномерно вращающимися;

• ковки и штамповки — прессованием;

• тщательный подбор зубчатых пар и т. п.

Для защиты от вибрации применяют следующие методы:

снижение виброактивности машин;

• отстройка от резонансных частот;

• вибродемпфирование;

• виброизоляция;

• виброгашение, а также применение индивидуальных средств защиты

В качестве средств индивидуальной защиты от общей вибрации используется виброизолирующая обувь, стельки, подметки .

Наиболее действенным средством защиты человека от общей вибрации являются устранение непосредственного контакта с вибрирующим оборудованием. Осуществляется это путем применения дистанционного управления, промышленных роботов, автоматизации и замены технологических операций.

Для улучшения этой статьи желательно: Найти и оформить в виде сносок ссылки на независимые авторитетные источники, подтверждающие написанное. Пожалуйста, после исправления проблемы исключите её из списка параметров. После устранения всех недостатков этот шаблон может быть удалён любым участником.

Вибрация (лат. Vibratio «колебание, дрожание») — механические колебания. Вибрация — колебание твёрдых тел.

О вибрации также говорят в более узком смысле, подразумевая механические колебания, оказывающие ощутимое влияние на человека. В этом случае подразумевается частотный диапазон 1,6—1000 Гц. Понятие вибрация тесно связано с понятиями шум, инфразвук, звук.

Классификация с точки зрения санитарных норм

Способ передачи

По способу передачи различают следующие виды вибрации

• общую вибрацию, передающуюся через опорные поверхности на тело сидящего или стоящего человека;
• локальную вибрацию, передающуюся через руки или ноги человека, а также через предплечья, контактирующие с вибрирующими поверхностями.

Источник возникновения

В зависимости от источника возникновения различают следующие виды вибраций:

• локальная вибрация, передающаяся человеку от ручного механизированного (с двигателями) инструмента;
• локальная вибрация, передающаяся человеку от ручного немеханизированного инструмента;
• общая вибрация 1 категории — транспортная вибрация, воздействующая на человека на рабочих местах транспортных средств, движущихся по местности, дорогам и пр.’ Пример: тракторы, грузовые автомобили, скутеры, мотоциклы, мопеды;
• общая вибрация 2 категории — транспортно-технологическая вибрация, воздействующая на человека на рабочих местах машин, перемещающихся по специально подготовленным поверхностям производственных помещений и т. п. Пример: краны, напольный производственный транспорт;
• общая вибрация 3 категории — технологическая вибрация, воздействующая на человека на рабочих местах стационарных машин или передающаяся на рабочие места, не имеющих источников вибрации. Пример: станки, литейные машины.
• общая вибрация в жилых помещениях и общественных зданиях от внешних источников. Пример: вибрация от проходящего трамвая.
• общая вибрация в жилых помещениях и общественных зданиях от внутренних источников. Пример: лифты, холодильники.

Возникновение вибрации

Вибрация возникает в самых разнообразных технических устройствах вследствие несовершенства их конструкции, неправильной эксплуатации, внешних условий (например, рельеф дорожного полотна для автомобилей), а также специально генерируемая вибрация.

Основные встречающиеся источники, и условия возникновения вибраций

Причиной усиления вибрации может быть резонанс.

Математический аппарат для описания вибраций

Математически вибрацию описать достаточно сложно. Одним из инструментов для создания математической модели может быть Теория катастроф.

Существуют компьютерные программы для расчёта вибраций, вибрационных и шумовых полей.

Вибрации в технике, конструкциях и природе

Имитация сильного землетрясения.

Целевой эффект

• Вибрационные сита;
• Вибрационные дробилки;
• Соломотряс и очистка зерноуборочного комбайна;
• Вибрационные транспортеры;
• Бетоноуплотнительные машины (глубинные вибраторы, виброрейки, виброопалубка);
• «Разгрузочные вибраторы» железнодорожных вагонов;
• Виброшлифмашины;
• Инфразвуковые боевые генераторы;
• Геофизические сейсмоиммитаторы;
• Вибромассажеры;
• Фаллоимитаторы — вибрация применяется для стимулирующего раздражения нервных окончаний в эрогенных зонах человека;
• Вибрация используется в игровых симуляторах (компьютерных гаджетах, джойстиках) для повышения реалистичности игры.

Сопутствующий эффект

• Работающие электродвигатели, особенно плохо сбалансированные.
• Работающее дерево-, и металлообрабатывающее оборудование.
• Газотурбинные двигатели самолетов и др. транспортных средств.
• Судовые дизельные двигатели и трансмиссия.
• Двигатели внутреннего сгорания и трансмиссия автомобилей.
• Вибрация трансформаторов и соленоидов.
• Дрожание нагревательных обмоток муфельных печей.
• Дрожание водопровода и систем отопления при наличии «воздушных пробок».
• Вибрации металлоконструкций.
• Вибрации железобетонных конструкций вследствие теплового нагрева.
• Низкочастотные вибрации музыкальных установок.
• Вибрации ракетных двигателей при работе.
• Природные вибрации — землетрясения, атмосферные разряды.
• Плохое состояние дорожного покрытия (для автомобилей), рельсы (для поездов).
• Вибрации газопроводов, углепроводов и нефтепроводов при перекачке сырья.
• Вибрации нагнетателей на газоперекачивающих агрегатах.
• Вибрации насосов на нефтеперекачивающих системах.
• Вибрации башен, дымовых труб, антенн, при знакопеременных ветровых нагрузках.
• Вибрации ручного электроинструмента: дрели, отбойные молотки и др.

Вибрации в живых организмах

Психологической значимости вибрации и движению мышц в живых организмах уделял особое внимание выдающийся русский физиолог И. М. Сеченов. Он утверждал, что «все внешние проявления мозговой деятельности могут быть сведены на мышечное движение». Наблюдая за поведением различных животных выдающийся австрийский учёный, основоположник этологии Конрад Лоренц установил зависимость между уровнем агрессивности животного и интенсивностью его движений или вибраций.

• Вибрации напряженных мышц.
• Вибрации сопровождающие дыхание: храп.
• Вибрации голосовые: низкие частоты речи человека.

Допустимый уровень вибрации

Нормирование технологической вибрации как общей, так и локальной производится в зависимости от её направления в каждой октавной полосе(1,6 — 1000 Гц) со среднеквадратическими виброскоростями (1,4 — 0,28)10−2м/с, и логарифмическими уравнениями виброскорости (115—109 дБ), а также виброускорением (85 — 0,1 м/с²). Нормирование общей технологической вибрации производится также в 1/3 октавных полосах частот (1,6 — 80 Гц).

> Измерение вибрации

Для измерения вибрации и дополнительной оценки уровня шума применяются специализированные виброметры, виброскопы и универсальные шумовиброметры.

Воздействие на организм

Действие вибраций на человека различно. Оно зависит от того, вовлечён ли в неё весь организм или часть, от частоты, силы и продолжительности и прочих факторов.

Воздействие вибрации может ограничиться ощущением сотрясения (паллестезия) или привести к изменениям в нервной, сердечно-сосудистой, опорно-двигательной системах. При хроническом воздействии вибрации на человека в условиях производства возможно развитие профессионального заболевания — Вибрационной болезни. Заболевание характеризуется стойкими патологическими нарушениями в сердечно-сосудистой и нервной системе, а также в опорно-двигательном аппарате и высокой инвалидизацией. В Российской Федерации вибрационная болезнь находится на одном из первых мест среди хронических профессиональных заболеваний.

Но вибрация в небольшой степени и в небольших количествах оказывает положительное влияние на человека.

В опытах на крысах вибрация с ускорением 0,3 g и частотой 35 Гц по 20 минут 5 дней в неделю ускорила заживление ран за счёт усиления мышечной активности и микроциркуляции крови

Борьба с шумом и вибрацией

Основными методами борьбы с разного рода шумами и вибрацией являются:

• Уменьшение шума и вибрации в источнике их возникновения: совершенствование конструкции (расчёт фундамента, системы амортизаторов или виброизоляторов).
• Звукопоглощение и виброизоляция.
• Установка глушителей шума и вибрации, экранов, виброизоляторов.
• Рациональное размещение работающего оборудования и цехов.
• Применение средств индивидуальной защиты (для защиты от шума: беруши, наушники; для защиты от вибрации — виброгасящие рукавицы).
• Вынесение шумящих агрегатов и устройств от мест работы и проживания людей, зонирование.

См. также

• Виброизоляция
• Вибрационная диагностика
• Виброконтроль
• Виброход
• Дрожание
• Инфразвук
• Шум
• Гигиена
• СанПиН (Санитарные нормы и правила)
• Резонанс
• Храп

Примечания

1. Сеченов, Иван Михайлович. Элементы мысли / В. Усманов. — Санкт-Петербург : Питер, 2001. — ISBN 5318001645.
2. Лоренц, Конрад. АГРЕССИЯ. — 1966.
3. СН 2.2.4/2.1.8.566-96. Санитарные нормы. Производственная вибрация, вибрация в помещениях жилых и общественных зданий
4. ГОСТ 12.1.012-90. Вибрационная безопасность. Общие требования
5. Yu, C. O. Low-Magnitude High-Frequency Vibration Accelerated the Foot Wound Healing of n5-streptozotocin-induced Diabetic Rats by Enhancing Glucose Transporter 4 and Blood Microcirculation : / C. O. Yu, K. S. Leung, J. L. Jiang … // Scientific Reports : J.. — 2017. — Vol. 147, no. 1 (14 September). — DOI:10.1038/s41598-017-11934-2. — PMID 28912573. — PMC 5599683.
6. Охрана труда в радиоэлектронной промышленности. / С. П. Павлова.. — Москва : Радио и связь, 1985.

Литература

• Вибрация // Большая советская энциклопедия : в 66 т. (65 т. и 1 доп.) / гл. ред. О. Ю. Шмидт. — М. : Советская энциклопедия, 1926—1947.
• Вибрации в технике. Справочник в 6 т. Ред. совет: В. Н. Челомей и др. М: Машиностроение. 1981.

Словари и энциклопедии

Классификация вибраций

1. БЖД — это научная дисциплина, изучающая опасность и защиту от нее.2. Среды обитания человека3-4. Опасные и вредные производственные факторы5. Метеорологические условия производственной среды6. Способы обеспечения благоприятного микроклимата7. Приборы и нормирование8. Вредные вещества9. Мотоды контроля вредных веществ в воздухе10. Нормирование вредных веществ в воздухе рабочей зоны.11. Бытовая среда. 12. Источники загрязнения окружающей среды13. Нормативные документы по вредным веществам в воздухе14. Свойства и источники пыли15. Нормирование качества окружающей среды17. Искусственное освещение — освещение помещения только источниками искусственного света.18. Естественное освещение — освещение помещений светом неба (прямым или отраженным), проникающим через световые проемы в наружных ограждающих конструкциях.19. Основными параметрами вибрации являются: 20. Классификация вибраций 21. Нормирование вибраций22. Характеристики шума и его воздействиеОктавная или третьеоктавная полоса обычно задается среднегеометрической частотой:23. Классификация шумов25. Способы защиты от шума26. Основными методами борьбы с вибрациями машин и оборудования являются: 27. Ионизирующее излучение, виды, свойства28. Воздействие ионизирующих излучений на человека 29. Причины производственного травматизма30. Методы исследования причин травматизма31. Порядок ведения расследованиянесчастных случаев32. Действие электрического тока. 33. Напряжение прикосновения и шага34. Статическое электричество35. Факторы, влияющие на исход поражения человека электрическим током36. Классификация помещений по степени опасности поражения человека электрическим током 37. Защита от электротравматизма40. Защитное отключение41. Методы повышения безопасности технических систем и технологических процессов42. Безопасность труда в подъёмно-транспортном оборудовании.43. Сосуды, работающие под давлением.44. Организация охраны труда в РФ45. Организация противопожарной охраны в РФ46. Категорирование помещений по пожаровзрывоопасности47. Пожаротушение48. Ответственность за нарушение правил по охране труда.49. Ответственность за нарушение законодательства Российской Федерации за нарушение охраны окружающей среды50. Классификация конструкций по возгораемости. Предел огнестойкости51. Права граждан в области охраны труда52. Права граждан в области охраны окружающей среды53. Обязанности администрации предприятий по обеспечению безвредных и безопасных условий труда54. Органы государственного надзора иобщественного контроля в области охраны труда55. Экспертиза утраты трудоспособности56. Государственный надзор за состоянием окружающей среды57. Плата за загрязнение окружающей среды 58. Понятие ЧС и классификация59. Спасательные работы при ЧС60. Устойчивость функционирования народного хозяйства в ЧС61. Критерии, стадии, причины ЧС62. Источники финансирования мероприятий по охране окружающей среды63. Источники финансирования мероприятий по охране труда64. Методы очистки сточных вод65. Основные типы пылеуловителей и воздушных фильтров66. Способы утилизации и переработки промышленных отходов67. Экологическое страхование68. Эргономические требования к организации рабочего места69. Аттестация рабочих мест

Вибрация

Вибрация — это малые механические колебания, возникающие в упругих телах. В зависимости от способа передачи колебаний человеку вибрацию подразделяют на общую, передающуюся через опорные поверхности на тело сидящего или стоящего человека, и локальную, передающуюся через руки человека. Вибрация, воздействующая на ноги сидящего человека, на предплечья, контактирующие с вибрирующими поверхностями рабочих столов, также относится к локальной.

Общую вибрацию рассматривают в частотном диапазоне со среднегеометрическими частотами 1—63 Гц, а локальную — 8—1000 Гц. По направлению действия общую вибрацию подразделяют на вертикальную, направленную перпендикулярно опорной поверхности, и горизонтальную, действующую в плоскости, параллельной опорной поверхности.

Вибрация оказывает на организм человека разноплановое действие. Оно зависит от спектра частот направления, места приложения и продолжительности воздействия вибрации, а также от индивидуальных особенностей человека. Например, вибрация с частотами ниже 1 Гц вызывает укачивание (морскую болезнь), а слабая гармоническая вибрация с частотой 1—2 Гц вызывает сонливое состояние. Частоты вибрации и соответствующие вредные действия на человека представлены в табл. 5.3.

Таблица 53

Симптомы и частотные диапазоны вредного воздействия вибрации на человека

На рис. 5.2 приведена модель тела человека, состоящая из масс, пружин и демпферов. В такой модели отдельные части тела характеризуются собственными частотами колебаний. При совпадении частоты возбуждения системы с ее собственной частотой возникает явление резонанса, при котором амплитуда колебаний резко возрастает. Так, резонанс органов брюшной полости наблюдается при частотах 4—8 Гц, голова оказывается в резонансе на частоте 25 Гц, а глазные яблоки — на частоте 50 Гц. Входящие в резонанс органы нередко вызывают болезненные ощущения, связанные, в част-

Рис. 5.2. Модель тела человека и резонансы отдельных

его частей ности, с растягиванием соединительных образований, поддерживающих вибрирующий орган.

Воздействие вибрации на человека имеет такие негативные последствия, что это послужило основанием для выделения вибрационной болезни в качестве самостоятельного заболевания. Симптомы вибрационной болезни многогранны и проявляются в нарушении работы сердечно-сосудистой и нервной систем, поражении мышечных тканей и суставов, нарушении функций опорно-двигательного аппарата.

Колебания сидящего человека на частотах 8—10 Гц являются причиной широкого распространения заболеваний позвоночника. Так, у водителей-профессионалов автомобилей, трактористов, пилотов самолетов грыжи межпозвоночных дисков встречаются в несколько раз чаще, чем у лиц сидячих профессий, не подвергающихся вибрации.

При работе с ручными машинами на тело человека через руки передается локальная вибрация. Она может вызывать в организме человека эффекты общего характера — типа головной боли, тошноты и т.д., но главное — такая вибрация воздействует на процесс кровообращения и нервные окончания в пальцах рук. Это в свою очередь вызывает побеление пальцев, потерю их чувствительности, онемение, ощущение покалывания. Эти явления усиливаются на холоде, но на первых порах относительно быстро проходят. При длительном воздействии вибрации патология может стать необратимой и приводить к необходимости смены профессии. В особо запущенных случаях может иметь место даже гангрена.

Сроки появления симптомов вибрационной болезни зависят от уровня и времени воздействия вибрации в течение рабочего дня. Так, у формовщиков, бурильщиков, рихтовщиков заболевание начинает развиваться через 8—12 лет работы.

Воздействие ручных машин на человека зависит от многих факторов: например, от типа машины (ударные машины более опасны, чем машины вращательного типа), твердости обрабатываемого материала, направления вибрации, силы обхвата инструмента. Вредное воздействие вибрации усугубляется при мышечной нагрузке, неблагоприятных условиях микроклимата (пониженная температура и повышенная влажность).

Долю заболевших вибрационной болезнью в зависимости от профессии и стажа работы характеризуют данные Ю. М. Васильева (табл. 5.4).

Таблица 5.4

Доля заболевших вибрационной болезнью,

%, в зависимости от профессии

Профессия	Стаж работы, лет
Слесарь
Формовщик	0,5
Обрубщик

С проблемой вибрации сталкиваются и в быту, когда, например, жилой дом располагается у железной дороги, автострады или когда в его подвальных помещениях размещается какое-либо технологическое оборудование.

Механизм, с помощью которого движущийся поезд (рис. 5.3) возбуждает вибрации грунта, основан на возникновении динамических сил между колесом и рельсом, из-за неровностей на поверхностях качения. В интервале эксплуатационной скорости движения поездов от 30 до 110 км/ч спектр вибрации, передаваемой грунту, сосредоточен в частотном диапазоне 10-250 Гц.

Простейшим видом колебательных процессов являются гармонические колебания (рис. 5.4, а). При этом величина

Рис. 5.3. Распространение вибраций от поезда метрополитена

по грунту

w, представляющая собой параметр колебаний, изменяется во времени t по гармоническому закону

где Aw, ф — амплитуда и фаза колебаний; со — круговая частота, рад/с (ю = 2л/, здесь/= 1 /Т— циклическая частота, Гц; Т— период колебаний).

В качестве параметров, оценивающих вибрацию, могут служить виброперемещение и (м) или его производные: виброскорость v (м/с) и виброускорение а (м/с2). Если виброскорость изменяется по гармоническому закону с амплитудой А, то этому закону будут подчиняться и два других параметра. При этом амплитуды виброускорения Аа и виброперемещения Аи связаны с амплитудой Av соотношениями

Рис. 5.4. Примеры временных колебательных процессов:

а — гармонические колебания; б — случайные колебания

При анализе вибрации обычно рассматривают не амплитудные, а средние квадратичные значения, определяемые усреднением но времени величины w (t) на отрезке Т

Так как значения параметров вибрации могут изменяться в широких пределах, то на практике часто используются логарифмические уровни вибрации. Логарифмическая единица называется бел (Б), а ее десятая часть — децибел (дБ). При этом логарифмический уровень вибрации (дБ) определяется по формуле

где w — среднее квадратичное значение рассматриваемого параметра вибрации; w0 — пороговое значение соответствующего параметра.

Для виброскорости пороговое значение v0 = 510 8 м/с. Пороговые значения для виброускорения а0 и виброперемещения и0 равны

При анализе вибрации с широким спектром целесообразно разбить ось частот на отрезки (полосы частот) и вычислять уровни вибраций для каждой такой полосы. С этой целью используются специальные фильтры, полоса пропускания которых определяется граничными частотами/11 и/*. Как правило, это октавные фильтры, для которых отношение f /fl = 2 , или третьоктавные фильтры с полосой в три раза более узкой.

Для октавных полос получены следующие значения средних геометрических частот:/сг= 1, 2,4,8,16,31,5, 63,125, 250, 500, 1000 Гц. Верхние и нижние частоты октавных полос определяются следующими соотношениями:/1 = /cr/V2 и/в =

= Щ-г

Спектры случайных колебаний показаны на рис. 5.4, б. На практике обычно имеют дело со смешанной вибрацией, содержащей как периодические, так и случайные компоненты.