Файл: Лабораторная работа № 8 по ОТ 2011.pdf

Рис. 1. Кривые равной громкости

Вибрация – механические колебания и волны в твердых телах, воспринимаемые организмом человека как сотрясения. Часто вибрации сопровождаются слышимым шумом.

Принято считать, что диапазон колебаний, воспринимаемый человеком как вибрации при непосредственном контакте с колеблющейся поверхностью, лежит в пределах 12–8000 Гц. Колебания с частотой до 12 Гц воспринимаются всем телом как отдельные толчки.

По способу передачи на человека вибрация подразделяется на локальную и общую.

Общая вибрация – вибрация, передающаяся через опорные поверхности на тело стоящего или сидящего человека.

Локальная вибрация – вибрация, передающаяся через руки человека, воздействующая на ноги сидящего человека или предплечья, контактирующие с вибрирующими поверхностями.

Основные параметры, характеризующие вибрацию: частота f (Гц); амплитуда смещения А (м) (величина наибольшего отклонения колеблющейся точки от положения равновесия); колебательная скорость v (м/с); колебательное ускорение а (м/с2).

Также как и для шума, весь спектр частот вибраций, воспринимаемых человеком, разделен на октавные и третьоктавные полосы.

Поскольку диапазон изменения параметров вибрации от пороговых значений, при которых она не опасна, до действительных большой, то удобнее измерять не действительные значения этих параметров, а логарифм отношения действительных

6

значений к пороговым. Такую величину называют логарифмическим уровнем параметра, а единицу ее измерения – децибел (дБ).

Логарифмические уровни виброускорения Lai , дБ, в i-ой октавной или

третьоктавной полосе – уровни, непосредственно измеряемые в октавных или третьоктавных полосах частот или определяемые по формуле

где аi – средние квадратические значения виброускорения в октавных или третьоктавных полосах частот, м/с2; а0 – исходное значение виброускорения, а0 = 3 10–4 м/с2.

Логарифмические уровни виброскорости Lvi , дБ, в i-ой октавной или треть-

октавной полосе – уровни, непосредственно измеряемые в октавных или третьоктавных полосах частот или определяемые по формуле

где vi – средние квадратические значения виброскорости в октавных или третьоктавных полосах частот, м/с; v0 – исходное значение виброскорости, v0 = 5 10-8 м/с.

Корректированный по частоте уровень параметра вибрации Lu, дБ – од-

ночисловая характеристика вибрации, непосредственно измеряемая с применением виброметров с корректирующими фильтрами или определяемая как результат энергетического суммирования уровней вибрации в октавных (третьоктавных) полосах с учетом октавных (третьоктавных) весовых коэффициентов (поправок) по формуле

i 1

где Lu – корректированный по частоте уровень параметра вибрации, дБ; Lui – октав-

ные (третьоктавные) уровни параметра вибрации, дБ; Lui – октавные (третьоктав-

ные) весовые поправки, дБ; i – порядковый номер октавной (третьоктавной) полосы; n – число октавных (третьоктавных) полос.

Общая вибрация в зависимости от источника ее возникновения подразде-

ляется на:

общую вибрацию 1 категории – транспортную вибрацию, воздействующую на человека на рабочих местах самоходных и прицепных машин, транспортных средств при движении по местности (тракторы, самоходные машины, грузовые автомобили);

общую вибрацию 2 категории – транспортно-технологическую вибра-

цию, воздействующую на человека на рабочих местах машин, перемещающихся по специально подготовленным поверхностям производственных помещений, промышленных площадок, горных выработок (экскаваторы, краны промышленные и строительные, напольный производственный транспорт), а также на рабочих места водителей легковых автомобилей и автобусов;

7

общую вибрацию 3 категории – технологическую вибрацию, воздейст-

вующую на человека на рабочих местах стационарных машин или передающуюся на рабочие места, не имеющие источников вибрации (станки, кузнечно-прессовое оборудование, электрические машины, стационарные электрические установки, насосные агрегаты и вентиляторы и др.). Общую вибрацию категории 3 по месту действия подразделяют на следующие типы:

а) на постоянных рабочих местах производственных помещений предприятий; б) на рабочих местах на складах, в столовых, бытовых, дежурных и других

производственных помещений, где нет машин, генерирующих вибрацию; в) на рабочих местах в административных и служебных помещениях заводо-

управления, конструкторских бюро, лабораторий, учебных пунктов, вычислительных центров, здравпунктов, конторских помещениях, рабочих комнатах и других помещениях для работников умственного труда.

Локальная вибрация в зависимости от источника возникновения подраз-

деляется на передающуюся от: ручных машин с двигателем или ручного механизированного инструмента; органов управления машин и оборудования; ручных инструментов без двигателей и обрабатываемых деталей.

По направлению действия вибрация подразделяется на:

общую вибрацию, действующую вдоль осей ортогональной системы координат Х0, Y0, Z0, где Х0 (от спины к груди) и Y0 (от правого плеча к левому) – горизонтальные оси, направленные параллельно опорным поверхностям; Z0 – вертикальная ось, перпендикулярная опорным поверхностям тела в местах его контакта с сиденьем, полом и т. п.;

локальную вибрацию, действующую вдоль осей ортогональной системы координат Хл, Yл, Zл, где ось Хл совпадает или параллельна оси места охвата источника вибрации (рукоятки, рулевого колеса, рычага управления, удерживаемого в руках обрабатываемого изделия и т. п.), ось Yл перпендикулярна ладони, а ось Zл лежит в плоскости, образованной осью Хл и направлением приложения силы или подачи обрабатываемого (или осью предплечья, когда сила не прикладывается).

По характеру спектра вибрация подразделяется на:

узкополосную вибрацию, для которой уровень контролируемого параметра

водной третьоктавной полосе частот более чем на 15 дБ превышает уровень в соседних третьоктавных полосах;

широкополосную вибрацию с непрерывным спектром шириной более одной

октавы.

По частотному составу вибрация подразделяется на:

низкочастотную вибрацию (с преобладанием максимальных уровней в октавных полосах частот 1–4 Гц – для общей вибрации, 8–16 Гц – для локальной вибрации);

среднечастотную вибрацию (8–16 Гц – для общей вибрации, 31,5–63 Гц – для локальной вибрации);

высокочастотную вибрацию (31,5–63 Гц – для общей вибрации, 125– 1000 Гц – для локальной вибрации).

8

По временным характеристикам вибрация подразделяется на:

постоянную вибрацию, для которой величина нормируемых параметров изменяется не более чем в 2 раза (6 дБ) за время наблюдения при измерении с постоянной времени 1 с;

непостоянную вибрацию, для которой величина нормируемых параметров изменяется более чем в 2 раза (6 дБ) за время наблюдения при измерении с постоянной времени 1 с, в том числе:

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

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

в) импульсную вибрацию, состоящую из одного или нескольких вибрационных воздействий (например, ударов), каждый длительнос-тью менее 1 с.

1.2. Воздействие шума и вибрации на организм человека

Борьба с шумом стала в настоящее время социальной проблемой. Производственный шум отрицательно действует не только на людей, работающих на шумных производственных участках, но и на весь контингент лиц, обслуживающих данное производство, и на население, проживающее вблизи территории завода.

Установлено, что производственный шум, превышающий предельно допустимый уровень звукового давления, при длительном воздействии приводит к профессиональным заболеваниям органов слуха, вызывая частичную или полную глухоту, к болезням нервной, сердечно-сосудистой систем и кишечно-желудочного тракта. Функциональные нарушения нервной системы развиваются значительно раньше, чем слухового аппарата. Такое общее заболевание организма под воздействием шу-

ма называют шумовой болезнью.

На основании всесторонних исследований, проведенных на рабочих различных профессий, выявлен характерный комплекс расстройств. Постоянными являются жалобы, указывающие на нарушение нервно-психического равновесия, повышенную утомляемость, головную боль, головокружение, бессонницу, раздражительность, вялость и др. У некоторых людей имеет место нарастающая непереносимость к шуму, заставляющая их менять профессию.

Лица, работающие на шумных производствах, предъявляют жалобы, свидетельствующие и о нарушениях сердечно-сосудистой системы: боли в области сердца, приступы сердцебиения, одышка. Отмечается повышение или понижение артериального давления.

Длительное воздействие шума приводит к утомлению органа слуха и с течением времени вызывает патологические изменения, которые появляются в результате истощения адаптационной способности и нарушения нормальных процессов в слуховом рецепторе.

Минимальный уровень звукового давления, при котором начинает сказываться утомляющее действие шума на орган слуха человека, зависит от частоты воспри-

9

нимаемых звуков. Так, для звуков диапазона 2000–4000 Гц утомляющее действие начинается с 80 дБ, а для звуков 5000–6000 Гц – с 60 дБ.

Появление утомляемости, следует рассматривать как ранний симптом развития шумовой болезни.

Рабочие всех профессий, связанных с шумом, в той или иной мере страдают тугоухостью, в особенности, если общий уровень интенсивности шума достигает 90 дБ и более.

Люди, работающие в условиях большого шума, быстро утомляются – следствием чего является значительное понижение производительности труда и увеличение брака. Нередко шум является косвенной причиной увеличения травматизма на предприятии вследствие притупления внимания и реакции работающих.

Некоторые виды вибрации оказывают неблагоприятное воздействие на нервную систему, вестибулярный аппарат и сердечно-сосудистую систему организма человека. С увеличением мощности двигателей и скоростей движения агрегатов параметры вибрации увеличиваются и гигиеническое значение их возрастает.

Наиболее вредное воздействие на организм человека оказывает вибрация, частота которой совпадает с частотой резонанса отдельных частей тела человека (частота резонанса человека). При этом особенно неприятны колебания в области низких звуковых и дозвуковых (инфразвуковых) частот.

И общая, и местная вибрация могут привести к развитию вибрационной болезни. Эта болезнь характеризуется нарушением деятельности различных функций организма и, в первую очередь, периферической и центральной нервной системы. Больные жалуются на головные боли, бессонницу, повышенную утомляемость, раздражительность. К числу характерных симптомов вибрационной болезни следует отнести также нервно-сосудистые нарушения, проявляющиеся в побелении кожи на руках. Кроме того, возникают изменения в мышцах и костно-суставные нарушения в кистях, реже в области лучезапястных, локтевых и плечевых суставов. У больных вибрационной болезнью отмечаются функциональные нарушения пищеварительного тракта, вызывающие гастриты и тому подобные заболевания.

Работы последних лет, посвященные изучению воздействия вибраций на организм, человека, позволили установить, что: а) специфика вибрационной болезни определяется спектральным составом вибраций; б) человек более чувствителен к воздействию вибраций статистического характера, чем гармонического; в) степень воздействия вибраций однозначно определяется переданной человеку колебательной энергией.

Экспериментальными исследованиями установлена зависимость развития вибрационной болезни от продолжительности воздействия вибраций. Монотонная работа, однообразные движения в течение рабочего дня без переключения на другие операции, отсутствие микропауз в работе способствуют быстрому развитию вибрационной болезни.

При совместном воздействии на организм вибраций и шума наступают более ярко выраженные изменения со стороны некоторых показателей функционального состояния организма. Это относится к слуховой и вибрационной чувствительности центральной нервной системы. При сочетании шума и вибраций порог слуховой чувствительности повышается в 1,7–1,8 раза, а порог вибрационной чувствительно-

10