ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 20.02.2020
Просмотров: 935
Скачиваний: 4
1.1.1 ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ПРОИЗВОДСТВЕННОЙ ВИБРАЦИИ
Вибрацией принято называть наиболее распространенный вид механических колебаний, обусловленный работой машин и агрегатов. Они возникают в системах с упругими связями и характеризуются поочередным, как правило незначительным, возрастанием и убыванием во времени по крайней мере одной координаты.
Источником вибрации является практически всякая машина, агрегат, транспортное средство, транспортирующее устройство.
Вклад машиностроительных предприятий в это негативное явление весьма значителен и по числу случаев заболеваний вибрационной болезнью, и по возросшему в последние годы контингенту рабочих виброопасных профессий. Особого внимания в этом отношении заслуживают условия труда формовщиков, обрубщиков литья, слесарей механосборочных работ, клепальщиков, операторов кузнечно-прессового и другого виброактивного оборудования.
Порождают вибрацию неуравновешенные силовые воздействия, возникающие, например, при работе возвратно-поступательных систем; вращении неуравновешенных масс; биении зубчатых передач; децентровке валов, муфт, подшипников; пульсации жидкостей и газов в полостях машин и трубопроводов и т. п. При создании, производстве и эксплуатации машин исходят из предпосылок, что вибрация является вредным фактором и для самой машины — ее источника, и для человека-оператора, а также окружающей среды (так как порождает шум), строительных конструкций, сооружений. Она значительно ускоряет износ деталей машин, в подавляющем большинстве случаев (8 из 10) служит основной причиной их поломок, аварий; снижает технико эксплуатационные характеристики машин. В ряде случаев вибрацию специально создают для использования ее в технологических целях, например, при обработке материалов, транспортировании мелких деталей, уплотнении материалов и др. Здесь вибрацию принято называть полезной. Однако вибрация машин и агрегатов, которая передается обслуживающему персоналу, всегда выступает как вредный фактор.
Проблема защиты от вибрации существует практически на каждом машиностроительном предприятии, с одной стороны, по отношению к выпускаемой продукции, а с другой — в связи с необходимостью защиты производственных объектов и улучшения условий труда работающих. Ее успешное решение во многом зависит от умелого использования приемов управления колебательными процессами, возникающими в машинах, реализации эффективных способов и средств виброзащиты. Работа в этом направлении требует комплексного системного подхода на всех этапах проектирования, производства и эксплуатации машин и агрегатов.
В нашей стране на общегосударственном уровне многое сделано в решении этой сложной, в научно-техническом и социально экономическом отношениях проблемы. Разработаны, в частности, методы объективной оценки виброактивности машин и вибробезопасности труда, введен в действие ряд нормативных документов по ограничению вибрации технологического оборудования и на рабочих местах, создан широкий арсенал способов и средств виброзащиты работающих и объектов производственного назначения.
Рассмотрим вибрацию как фактор человеко-машинной системы, влияющий на условия труда работающих. С этой точки зрения производственную вибрацию целесообразно подразделять на контактную и неконтактную. Контактная распространяясь от источника образования через промежуточные элементы, достигает поверхностей машин, агрегатов, строительных конструкций, соприкасающихся с человеком-оператором (рис. 1.3). Неконтактная не достигает опорных поверхностей, человеку не передается и не влияет на его здоровье.
Это разграничение имеет важное, практическое значение при оценке виброопасности труда и служит одним из условий выявления виброопасных машин. Из этого также следует, что не всякая виброактивная машина является виброопасной для работающих. Кроме того, вибрационная техника, создающая полезную для технологии вибрацию, может распространять опасную для здоровья операторов контактную вибрацию.
Рисунок ??? Схема передачи вибрации человекуоператору
В системах передачи вибрации от источника к опорным поверхностям особая роль принадлежит промежуточным элементам, размещающимся между источником вибрации и опорными поверхностями и выполняющими роль проводников вибрации. Они могут ослаблять ее или усиливать в зависимости от конструктивных особенностей и свойств материалов, из которых они выполнены. Промежуточными элементами служат обычно соседние, имеющие жесткие или упругие связи с источником детали и узлы машин, фундаменты и другие конструкции, а также демпфирующие и виброизолирующие устройства. Уровни вибрации этих элементов с точки зрения гигиены труда имеют значение лишь в случаях, если непосредственно на них лежат опорные поверхности.
1.1.2 КЛАССИФИКАЦИЯ ПРОИЗВОДСТВЕННОЙ ВИБРАЦИИ
По способу передачи на человека вибрация подразделяется на общую и локальную.
Общая вибрация передается через опорные поверхности на тело сидящего или стоящего человека. Она вовлекает в колебательный процесс все тело человека. С опорными поверхностями при этом соприкасаются опорные части тела человека, воспринимающие вес корпуса в положении стоя (подошвы ног) или сидя (ягодицы).
Общая вибрация имеет место, когда оператор выполняет работу сидя или стоя, находясь непосредственно на вибрирующих поверхностях машин, агрегатов или в непосредственной близости от них на вибрирующих фундаментах или участках пола.
По источнику возникновения общую вибрацию подразделяют на три категории.
1 — транспортная вибрация, воздействующая на операторов подвижных машин и транспортных средств при их движении по дорогам; на машиностроительном предприятии такую вибрацию создают, например, грузовые автомобили, строительно-дорожные машины, снегоочистители;
2 — транспортно-технологическая вибрация, воздействующая на операторов машин с ограниченным перемещением только по специально подготовленным поверхностям производственных помещений, промышленных площадок и горных выработок; ее создают экскаваторы, краны всех типов, машины для загрузки в металлургическом производстве; напольный производственный транспорт;
3 — технологическая вибрация, воздействующая на операторов стационарных машин или передающаяся на рабочие места, не имеющие источников вибрации; возникает при эксплуатации деревообрабатывающего и металлообрабатывающего, кузнечно-прессового и литейного оборудования, электрических машин, насосов и вентиляторов.
Рисунок ??? Виды производственной вибрации
Локальная вибрация передается человеку через руки. Она возникает при использовании ручных машин; на рукоятках, рычагах и других органах управления машин, агрегатов; при контакте рук рабочего с вибрирующими поверхностями штамповочных, формовочных и других агрегатов.
Локальной вибрации подвержены, например, обрубщики отливок, использующие рубильные молотки, ручные и подвесные шлифовальные машины; слесари-сборщики, использующие механизированные гайковерты и другие ручные машины; формовщики, уплотняющие формовочную смесь ручными трамбовками; штамповщики, руки которых соприкасаются с вибрирующими поверхностями штамповочного агрегата, и др.
а)
б)
Рисунок ??? Направление координатных осей при действии вибрации:
а) общей (положение сидя и стоя).
б) локальной (октав цилиндрических и сферических поверхностей).
Рассмотренные виды производственной вибрации можно представить в виде классификационной схемы, которую используют при гигиенической оценке условий труда по вибрационному фактору (рисунок ???). По направлению действия на человека вибрация подразделяется на общую и локальную: для общей вибрации — X, У, Z, где Х это вертикальная ось, а Y и Z это горизонтальные оси; для локальной вибрации— Хр, Yр, Zр, где ось Хр совпадает с осью мест охвата поверхности контакта с вибрацией, а ось Zр лежит в плоскости, образованной осью Xр и направлением подачи или приложением силы, или осью предплечья. При этом ГОСТ 12.1.012—78* выделяет два положения — стоя и сидя — для общей вибрации и два возможных варианта охвата поверхностей контакта рукой (цилиндрических и сферических) для локальной вибрации (рисунок ???).
1.2. ПРОИЗВОДСТВЕННАЯ ВИБРАЦИЯ И ЧЕЛОВЕК
Знание механизма и последствий воздействия вибрации на организм человека необходимо специалистам и врачам для того, чтобы предусматривать надежные меры виброзащиты человекаоператора и осуществлять профилактические и лечебные мероприятия.
При изучении этих вопросов нужно учитывать, что колебательные процессы присущи живому организму и человеку, прежде всего, потому, что они в них постоянно протекают. В основе сердечной деятельности и кровообращения, биотока мозга лежат ритмические колебания. Внутренние органы человека можно рассматривать как колебательные системы с упругими связями. Их собственные частоты лежат в диапазоне от 3 до 6 Гц. Собственные частоты плечевого пояса, бедер и головы относительно опорной поверхности (положение «стоя») составляют от 4 до 6 Гц, головы относительно плеч (положение «сидя») от 25 до 30 Гц.
При воздействии на человека внешних колебаний (таких как: качки, сотрясений, инфразвуковых волн, вибрации), происходит их взаимодействие с внутренними волновыми процессами, возникновение резонансных явлений. Важнейшее значение здесь имеет частота колебаний. Так, внешние колебания частотой менее 0,7 Гц образуют качку, нарушающую у человека нормальную деятельность органов равновесия (вестибулярного аппарата), приводят к развитию морской болезни.
Инфразвуковые волны (частотой менее 16 Гц), воздействуя на человека, угнетают центральную нервную систему, вызывают чувство тревоги, страха. При соответствующей интенсивности и частоте от 6 до 7 Гц инфразвуковые волны, вовлекая в резонанс внутренние органы и систему кровообращения, способны вызвать травмы, разрыв артерий, смерть.
Производственная вибрация, имея широкий частотный диапазон (от десятых долей до нескольких тысяч Герц) колебаний, воздействует посредством раздражения периферических нервных окончаний в местах контакта, вызывая изменение как физиологического, так и функционального состояния организма человека.
Таблица ???
.
Первоначально была замечена полезность вибрационного воздействия на человека. Уже в конце прошлого столетия было известно множество установок и приборов, специально создающих общую или местную вибрацию для лечения различных заболеваний, а первое «дрожащее кресло» было известно в XVIII веке. Широко использует вибрационную терапию и современная медицина.
В производственных условиях происходит вынужденное, не планируемое воздействие вибрации на человека. Причем возрастающая специализация труда делает такое воздействие для ряда профессиональных групп рабочих систематическим, каждодневным, продолжающимся в течение ряда лет трудовой деятельности. При определенных условиях действие вибрации становится опасным для здоровья работающих, снижаются производительность и качество труда, может возникнуть профессиональное заболевание, называемое вибрационной болезнью. Общая характеристика негативного влияния вибрации на работающих приведена в таблице ???.
Первое описание клиники профессионального заболевания, вызванного вибрацией, принадлежит Loria (1911) и Hamilton (1918), наблюдавшим синдром «мертвых пальцев» у каменотесов, использовавших пневматический отбойный молоток.
Дальнейшие исследования показали, что систематическое воздействие производственной вибрации обусловливает сосудистые нарушения, существенные сдвиги в функциональном состоянии различных систем организма. В основе этих нарушений лежат рефлекторные воздействия, оказываемые вибрацией на нервную систему, особенно ее вегетативные отделы.
Широкие исследования производственной вибрации и ее влияния на работающих, выполненные позже и, особенно, в последние десятилетия, позволили составить определенную картину этого явления. Ведущая роль в разработке и обосновании концепций гигиенической оценки и нормирования вибрации на производстве, а также медицинской профилактики виброзаболеваний принадлежит советским профессорам Е. Ц. Андреевой-Галаниной, Э. А. Дрогичиной, М. И. Лосевой, И. К. Разумову, Г. А. Суворову и др.
Установлено, что вибрация является раздражителем периферических нервных окончаний, расположенных на участках тела человека, воспринимающих внешние колебания. Адекватным физическим критерием оценки ее воздействия на организм человека является колебательная энергия, возникающая на поверхности контакта, а также энергия, поглощенная (усвоенная) тканями тела и переданная опорно-двигательному аппарату и другим органам и системам. В результате воздействия вибрации возникают нервно-сосудистые расстройства, поражение косносуставной и других систем организма. Отмечаются, например, изменения функции щитовидной железы, мочеполовой системы и др.
Современная медицина рассматривает производственную вибрацию как мощный cтреcc-фактор, оказывающий отрицательное влияние на психомоторную работоспособность, эмоциональную сферу и умственную деятельность человека, повышающий вероятность возникновения различных заболеваний и несчастных случаев. Особенно опасно длительное воздействие вибрации для женского организма.
Этот широкий комплекс патологических отклонений, вызванных воздействием вибрации на организм человека, и назван вибрационной болезнью.
Несмотря на большое число выполненных исследований, патогенез и механизм развития вибрационной болезни остаются недостаточно изученными. Много трудностей возникает как на стадии диагностики, так и при оказании медицинской помощи заболевшим.
Принято различать две основные формы вибрационной болезни: периферическую — возникающую от воздействия вибрации на руки, и церебральную — возникающую от преимущественного воздействия вибрации на весь организм человека. Возможна также смешанная форма — от совокупного воздействия общей и локальной вибрации.
Клиническая симптоматика вибрационной патологии периферической формы видоизменяется в зависимости от параметров вибрации, передаваемой на руки, конструкции, массы и мощности ручной машины — источника вибрации. Ведущее место занимает характерный ангиодистонический синдром с явлениями ангиоспазма периферических сосудов, протекающий на фоне вегетативного полиневрита. Основными признаками заболевания являются приступы побеления пальцев рук на холоде (синдром «мертвых пальцев»), ослабление подвижности и болевые ощущения в дистальных (внешних по отношению к туловищу) отделах рук в покое и в ночное время. Наблюдаются периферические расстройства и расстройства чувствительности по дистальному типу, гипертрофия мышц и костей рук, реже — плечевого пояса.
Церебральная форма вибрационной болезни характеризуется в начальных стадиях общемозговыми сосудистыми и корково-подкорковыми нарушениями. Затем превалируют общий ангиодистоничеокий и вестибулярный синдромы, протекающие на фоне функционального расстройства центральной нервной системы. На более поздних стадиях развивается органическое поражение мозга, наблюдаются периферические вегето-сосудиетые расстройства.
Для вибрационной болезни обеих форм характерны различные побочные патологические изменения органов внутренней секреции, вестибулярного аппарата и т. п.
Характер и течение вибрационной болезни зависят от многих факторов. Важнейшими из них являются уровень вибрации и ее частота, продолжительность и направление воздействия на человека, состояние окружающей среды и условий труда работающих, физические и физиологические свойства организма человека. Вибрационная болезнь может длительное время протекать ком-пенсированно, когда больные сохраняют трудоспособность и не обращаются за врачебной помощью. С течением времени систематическое воздействие вибрации обусловливает усугубление болезни, которая может иметь три стадии (степени).
Единая классификация вибрационной болезни, утвержденная Министерством здравоохранения СССР в 1982 г., разработана на основании современных представлений об этом заболевании. В основу классификации положен синдромный принцип, и выделяются три стадии проявления вибрационной болезни: начальная (I стадия), умеренно выраженная (II стадия) и выраженная (III стадия) [84]. Применение классификации позволяет врачам осуществлять единый подход к выявлению, диагностике, профилактике и лечению вибрационных заболеваний. Специалистам, решающим вопросы охраны труда работающих, знание симптоматики патологических изменений при воздействии вибрации поможет своевременно сделать оценку условий труда и обеспечить виброзащиту на рабочих местах.
В Таблице ??? приведены описания стадий вибрационной болезни в симптомном варианте, составленные по материалам, опубликованным в медицинской литературе.
При начальных проявлениях вибрационной болезни двигательные функции человека не страдают, состояние здоровья и трудоспособность рабо- тающих сохранены и не отражаются на каких-либо социальных и экономических показателях. Умеренно выраженная стадия обусловливает снижение функциональных показателей состояния здоровья. Отмечается снижение адаптационных возможностей организма и социальной активности работающих. Могут быть снижены экономические показатели в работе и трудоспособности больного. Выраженное проявление вибрационной болезни сопровождается заметным снижением профессиональной трудоспособности.
Вредность вибрации усугубляется при одновременном воздействии на работающих таких производственных факторов, как пониженная температура воздуха рабочей зоны, повышенные уровни шума, охлаждение рук рабочего
Т
аблица
???
Продолжение таблице ???
Таблица ???
при работе с ручными машинами, запыленность воздуха, неудобная рабочая поза, длительное статическое напряжение мышц и др.
Необходимо иметь в виду, что вибрационная болезнь относится к группе профессиональных заболеваний, эффективное лечение которых возможно лишь на ранних стадиях. Восстановление нарушенных функций протекает очень медленно, а в особо тяжелых случаях в организме наступают необратимые изменения, приводящие к инвалидности.
Основным критерием условий труда рабочих виброопасных профессий является уровень воздействующей вибрации. По этому критерию возможна ориентировочная оценка условий труда, приведенная в таблице ???.
Рабочие виброопасных профессий машиностроительных предприятий работают, как правило, в сложных производственных условиях, где кроме вибрации имеют место и другие вредные и опасные факторы. Наиболее характерными из них являются шум, загрязнение воздуха рабочей зоны, отклонения от нормы параметров микроклимата, неудобные рабочие позы; опасность трав-мирования движущимися агрегатами и заготовками, электротоком, получение ожогов и др.
Шумовые воздействия на рабочих виброопасных профессий заслуживают особого внимания. Во-первых, потому, что они всегда сопутствуют работе, так как виброактивная машина всегда является источником интенсивного шума, а по отношению к человеку-оператору этот источник всегда рядом. Во-вторых, шум, как и вибрация, является мощным раздражителем центральной нервной системы человека, что усугубляет негативное воздействие вибрации. Кроме того, шум обусловливает развитие профессиональной тугоухости, поражает сердечно-сосудистую систему, желудочно-кишечный тракт, вызывает ряд побочных осложнений.
Микроклимат — т. е. сочетание температуры, влажности и скорости перемещения воздуха рабочей зоны — также влияет на условия труда рабочих виброопасных профессий. Нестабильные климатические условия могут приводить к нарушению механизма, терморегуляции, а низкие температуры воздуха создают охлаждающий эффект, усиливающий отрицательное воздействие вибрации вследствие сужения кровеносных сосудов.
1.3. НОРМИРОВАНИЕ ВИБРАЦИИ
Различают техническое и гигиеническое нормирование вибрации. Техническое нормирование устанавливает допустимые значения вибрационных характеристик для отдельных типов и групп машин и адресуется в первую очередь их создателям — конструкторам и технологам. Вибрационные характеристики служат критериями качества, надежности и безопасности самих машин.
Основу гигиенического нормирования составляют критерии здоровья человека при воздействии на него вибрации с учетом напряженности и тяжести труда.
В условиях действующего предприятия практически все рабочие-операторы технологического оборудования, транспортных и транспортирующих средств соприкасаются с вибрирующими поверхностями. Однако далеко не всегда контактная вибрация оказывается ощущаемой человеком и тем более опасной для его здоровья. Разграничивают вибрацию на опасную и безопасную научно обоснованные предельно допустимые значения ее параметров, которые и составляют гигиенические нормы вибрации. Если параметры вибрации на рабочем месте не превышают установленные нормативные уровни в течение рабочей смени, то условия
труда характеризуются как вибробезопасные; если имеет место превышение норм — возникает виброопасная ситуация.
Применение гигиенической нормы дает возможность объективно оценивать условия труда на каждом рабочем месте, определять степень виброопасности, производить выбор методов и средств виброзащиты.
Российской гигиенической науке принадлежит ведущая роль в разработке принципов и методов гигиенического нормирования вибрации технологического оборудования, ручных машин, средств транспорта. В нашей стране впервые в мире (1955 г.) были разработаны и введены в действие нормы по ограничению вибрации механизированного инструмента и рабочих мест, которые затем неоднократно пересматривались в сторону улучшения.
Основой для разработки гигиенических норм служат оценки субъективного восприятия вибрации человеком, физиологические, функциональные, биомеханические и биохимические реакции его организма. В настоящее время документами, регламентирующими гигиенические нормы вибрации, являются ГОСТ 12.1.012—78* (СТ СЭВ 1932—79 и СТ СЭВ 2602—80) “СБТ. Вибрация. Общие требования безопасности”, а также Санитарные нормы СН 3041—84 и СН 3044—84 Министерства здравоохранения СССР
Они устанавливают три метода оценки вибрации, воздействующей на человека в производственных условиях:
1 — частотным (спектральным) анализом нормируемого параметра;
2 — интегральной оценкой по частоте нормируемого параметра;
3 — дозой вибрации.
Гигиенической характеристикой вибрации являются нормируемые параметры, выбранные в зависимости от принятого метода ее оценки.
6.3. ВИБРОЗАЩИТНЫЕ ПОДСТАВКИ. СИДЕНЬЯ, КАБИНЫ
Эти средства предназначены для защиты от общей вибрации, Устанавливают их непосредственно на рабочих площадках, т. е. на тех ограниченных участках рабочих мест, где в основном находится человек-оператор, выполняющий работу.
Рабочие площадки стационарных рабочих мест располагают в непосредственной близости от орудий и предметов труда (у металлообрабатывающих станков, формовочных машин, прессов и т. д.). Такими площадками служат обычно участки пола, фундаменты машин или неподвижные части самих машин и других конструкций.
Рабочими площадками подвижных рабочих мест являются встроенные в конструкции передвижных агрегатов элементы, на которых находится человек-оператор, перемещаемый вместе с ними. Таковы, например, рабочие площадки в кабинах мостовых кранов , на электрокарах, тяжелых станках, транспортных средствах
Общая вибрация рабочих площадок воспринимается оператором через обувь или сиденье.
Применение виброзащитных подставок, сидений, кабин позволяет снизить уровни общей вибрации до безопасных значений.
Виброзащитные подставки — наиболее приемлемое средств виброзащиты от общей вибрации при выполнении работы стоя Основной частью такой подставки служит опорная плита, на ко торой стоит при выполнении работы оператор. Средства виброизоляции могут размещаться как сверху этой плиты, так и снизу или с обеих сторон одновременно. В зависимости от принятой схемы их взаимного расположения виброзащитные подставки изготовляют с опорными, встроенными, накладными или комбинированными виброизоляторами