Город на підвіконні

Негативний вплив вібрації на організм людини. Вплив вібрації на організм жінки. Тренажери з корисною вібрацією

Вібрація відноситься до факторів, що мають високу біологічну активність. Вібраційна патологія зараз стоїть на другому місці серед професійних захворювань.

Клінічна картина вібраційної хвороби, зумовлена загальною чи локальною вібрацією, складається з:

· нейросудинних порушень;

· Поразок нервово-м'язової системи;

· Опорно-двигуниюго апарату;

· Змін обміну речовин.

У робочих вібраційних професій відзначені запаморочення, розлад координації рухів, симптоми заколисування, вегетативна нестійкість, порушення. зорової функції, зниження больової, тактильної та вібраційної чутливості та інші відхилення у стані здоров'я

Частота та особливості клінічних проявів захворювань, спричинених впливом вібрації, залежать головним чином від:

· Спектрального складу вібрації;

· Тривалості впливу;

· Індивідуальних особливостей людини;

· Напрямки вібраційного впливу;

· Місця застосування;

· явищ резонансу;

· Умов впливу вібрації (факторів виробничого середовища, що посилюють шкідливий впливвібрації на організм людини).

Вираженість впливу вібрації визначається, насамперед, частотним спектром та його розподілом у межах максимальних рівнів енергії.

Так, вплив низькочастотної загальної вібрації призводить до ураження переважно нервово-м'язової системи та опорно-рухового апарату. Така форма вібраційної патології зустрічається, наприклад, у формувальників, бурильників та ін. Середньо- та високочастотна вібрація викликає, насамперед, різні за ступенем тяжкості судинні та кістково-суглобові порушення. Наприклад, серйозні судинні порушення спостерігаються під час роботи зі шліфувальними машинами, що є джерелами високочастотної вібрації.

Коливання високих частот спричиняють спазм судин. У деяких випадках судинні порушення при вібраційній хворобі можуть призвести до поступового розвитку хронічної недостатності мозкового кровообігу.

Патологія з боку опорно-рухового апарату пояснюється тим, що загальна вібрація призводить до прямої мікротравмуючої дії на хребет (особливо поштовховоподібна вібрація) внаслідок навантажень на міжхребцеві диски, які поводяться як фільтри низьких частот. Подібна дія призводить до розвитку дегенеративно-дистрофічних порушень хребта (остеохондрозу).

Вплив загальної вібрації на обмінні процеси в організмі людини проявляється у зміні вуглеводного обміну, біохімічних показників крові, що характеризують порушення білкового, ферментативного, а також вітамінного та обміну холестерину. Спостерігаються також порушення окисно-відновних процесів, зміни показників азотистого обміну та ін.

Низькочастотна вібрація веде також до зміни складу крові: лейкоцитозу, еритроцитопенію; до зниження рівня гемоглобіну.

Вплив локальної вібрації піддаються головним чином люди, що працюють з ручним механізованим інструментом. Локальна вібрація викликає спазми судин кисті, передпліч, порушуючи постачання кінцівок кров'ю, що сприяє розвитку професійного захворювання (наприклад, синдрому, пов'язаного з побіленням пальців рук). Крім судинної патології, виникають і невротичні розлади, а вплив локальної вібрації на м'язові та кісткові тканини призводить до зниження шкірної чутливості, відкладення солей у суглобах пальців, деформації та зменшення рухливості суглобів.

Між відповідними реакціями організму і рівнем вібрації, що впливає, немає лінійної залежності. Це пояснюється явищем резонансу людського тіла, окремих органів, що виникає при збігу власних частот коливань внутрішніх органів із частотами збудження зовнішніх сил.

Резонансні коливання органів людини можуть виникнути за підвищення частоти коливань понад 0,7 Гц. Резонансні частоти людини у положенні сидячи при вертикальних вібраціях наведено на рис. 11.5.

Рис. 11.5. Резонансні частоти частин тіла людини, що сидить

при вертикальних вібраціях

Надмірні м'язові та нервово-емоційні навантаження, несприятливі мікрокліматичні умови, шум високої інтенсивності можуть посилити шкідливий вплив вібрації. Охолодження рук призводить до посилення судинних реакцій та до більш інтенсивного розвитку вібраційної хвороби. При спільній дії шуму та вібрації спостерігається посилення ефекту. Таким чином, супутні фактори можуть збільшити ризик вібраційної хвороби у 5-10 разів.

Показники захворюваності на вібраційну хворобу серед основних вібронебезпечних професій за останні роки та середні значення латентного (прихованого) періоду представлені в табл. 11.2.

Таблиця 11.2

Загальна вібрація із частотою менше 0,7 Гц (качка) не призводить до вібраційної хвороби. Наслідком такої вібрації є морська хвороба.

Сучасна медицина розглядає виробничу вібрацію як потужний стрес-фактор, який надає негативний вплив на психомоторну працездатність, емоційну сферу та розумову діяльність людини, що підвищує ймовірність виникнення різноманітних захворювань та нещасних випадків. Особливо небезпечна тривала дія вібрації для жіночого організму.

У таблиці 11.3. наведено відомості про негативний вплив вібрації на здоров'я людини

Одним із найпоширеніших проф. Захворювання в Росії є вібраційна хвороба займає одне з провідних місць серед професійних захворювань. Найбільш «проблемними» є підприємства важкого, енергетичного та транспортного машинобудування, гірничорудної промисловості (більше 9,8 випадків на 100 тис. працюючих).
За даними статистики понад 30% захворювань пов'язано з безпосереднім впливом вібрації та шуму.

На жаль під час проведення медичних оглядів виявляються всього 1-10% реальних випадків захворювань.

Крім того на розвиток хвороби також впливають статико-динамічні навантаження, охолодження та змочування рук, вимушена робоча поза тощо.

Важливе значення має характер впливу і поширення вібрації на організм людини. Наприклад, місцева вібрація малої інтенсивності може надавати сприятливий вплив на організм людини, відновлюючи трофічні зміни, покращуючи функціональний стан центральної нервової системи, прискорюючи загоєння ран тощо. Проте більш високі рівні коливань можуть призвести до розвитку патологій. Більшість захворювань пов'язана з локальним. впливом вібрації.

На даний момент вібраційну хворобу поділяють на 3 категорії:

початкові симптоми (I ступінь)
помірно виражені симптоми (II ступінь)
виражені симптоми (III ступінь)

Якщо розглядати клінічну картинупри вібраційній хворобі провідними є церебрально-периферично

й ангіодистонічний синдром і синдром вегетативно-сенсорної полінейропатії в поєднанні з синдромом полірадикулонейропатії, вторинним попереково-крижовим синдромом (внаслідок остеохондрозу поперекового відділу хребта). У працівників, праця яких пов'язана з впливом на організм вібрації, ж відділі хребта і значна частота поперекових остеохондрозів. Йдеться, як правило, про нижні краї I і II грудного і поперекового хребців, а також верхні краї II, III і IV поперекових хребців. При цьому патологічні зміни кісткової структури, що діагностуються на рентгенограмах, часом бувають єдиними і порівняно. ранніми ознакамивібраційної хвороби.

Несприятливий вплив вібрації на організм людини характеризується локальною дією на тканині та опосередковано через центральну нервову систему на різні системи та органи.

При вібраційній хворобі, обумовленій місцевою або загальною вібрацією, можуть виникати нейросудинні порушення, ураження нервово-м'язової системи, опорно-рухового апарату, зміни обміну речовин та ін. різні варіантиперебігу захворювання з переважним проявом нейросудинних розладів чи патології опорно-рухового апарату.

Вплив низькочастотної вібрації призводить до розвитку вібраційної патології з превалюванням уражень нервово-м'язової системи, опорно-рухового апарату та менш вираженим судинним компонентом.

Середньо- та високочастотна вібрація викликає різні за ступенем вираженості судинні, нервово-м'язові, кістково-суглобові та інші порушення. При роботі зі шліфувальними машинами та іншими джерелами високочастотної вібрації виникають переважно судинні порушення.
Внаслідок впливу інтенсивної локальної вібрації спочатку виникають функціональні, а потім дистрофічні зміни в рецепторному апараті та переваскулярних нервових сплетеннях дрібних судин у ділянці верхніх кінцівок. Поступово до процесу залучаються й інші відділи периферичної та центральної нервової системи. Побіління пальців частіше відзначається у тих, чия робота пов'язана з перебуванням на холоді, вплив якого викликає рефлекторне звуження судин.
У деяких випадках судинні порушення при вібраційній хворобі можуть призвести до поступового розвитку хронічної недостатності мозкового кровообігу. Відзначаються також зміни функції гормональної системи, зрушення у кальцій-магнієвому обміні тощо. ським інструментом, коли має місце значне напруження верхніх кінцівок, часто спостерігаються міофасцикуліти, міозити м'язів плечового пояса, тендоміозит передпліччя. Нерідко виявляються деструктивно-дистрофічні процеси у кістково-суглобовому апараті.

На підставі клінічних, функціональних та експериментальних досліджень встановлено, що одним з патогенетичних механізмів вібраційної хвороби поряд з нервово-рефлекторними порушеннями є підвищення венозного опору, зміна венозного відтоку, що призводить до венозного повнокров'я, збільшення фільтрації рідини та зниження живлення тканин з розвитком в подальшому. -Дистонічного синдрому.
Низькочастотна вібрація веде до зміни морфологічного складу крові: еритроцитопенії, лейкоцитозу; має місце зниження рівня гемоглобіну. Відзначено вплив загальної вібрації на обмінні процеси, що виявляються у зміні вуглеводного обміну, біохімічних показників крові, що характеризують порушення білкового та ферментативного, а також вітамінного та обміну холестерину.

Вібрація – це механічні коливання в пружних тілах або тілах, що перебувають під впливом змінних фізичних полів із відносно невеликою амплітудою.

Залежно від параметрів (частота, амплітуда) вібрація може як позитивно, і негативно впливати на окремі тканини і організм у цілому. Вібрацію використовують при лікуванні деяких захворювань, але найчастіше вібрацію (виробничу) вважають шкідливим фактором. Тому важливо знати граничні характеристики, що розділяють позитивний та негативний вплив вібрації на людину (рис. 19.3). Вперше на корисне значення вібрації звернув увагу французький вчений абат Сен П'єр, який у 1734р. сконструював вібруюче крісло для домосідів, що підвищує м'язовий тонус і покращує циркуляцію крові. На початку XX ст. у Росії професор Військово-медичної академії А. Є. Щербак довів, що помірна вібрація покращує харчування тканин та прискорює загоєння ран.

Рис. 19.3. Вплив вібрації на організм людини

Виробнича вібрація, що характеризується значною амплітудою і тривалістю дії, викликає у працюючих дратівливість, безсоння, головний біль, ниючі болі в руках людей, що мають справу з інструментом, що вібрує. При тривалому впливі вібрації перебудовується кісткова тканина: на рентгенограмах можна побачити смуги, схожі сліди перелому — ділянки найбільшої напруги, де розм'якшується кісткова тканина. Зростає проникність дрібних кровоносних судин, порушується нервова регуляція, змінюється чутливість шкіри. При роботі з ручним механізованим інструментом може виникнути акроасфіксія (симптом мертвих пальців) - втрата чутливості, побіління пальців, кистей рук. При вплив загальної вібрації більш виражені зміни з боку центральної нервової системи: з'являються запаморочення, шум у вухах, погіршення пам'яті, порушення координації рухів, вестибулярні розлади, схуднення.

Основні параметри вібрації: частота та амплітуда коливань. Точка, що коливається з певною частотою і амплітудою, рухається з безперервно мінливими швидкістю і прискоренням: вони максимальні в момент її проходження через вихідне положення спокою і знижуються до нуля в крайніх позиціях. Тому коливальний рух характеризується також швидкістю і прискоренням, що є похідними від амплітуди і частоти. Причому органи чуття людини сприймають не миттєве значення параметрів вібрації, а чинне.

Чинне значення коливальної швидкості, м/с, визначають як середнє квадратичне миттєвих значень швидкості v(t) під час усереднення T, тобто.

Вібрацію часто вимірюють приладами, шкали яких відградуйовані не в абсолютних значеннях швидкості та прискорення, а в відносних децибелах. Тому характеристиками вібрації служать також рівень коливальної швидкості Lv, дБ і рівень коливального прискорення La, дБ, що визначаються за формулами:

Lv = 20 lg(v/v0);
La = 20 lg(a/a0),

де v - Середнє квадратичне значення коливальної швидкості, м / с; V0 - порогове значення коливальної швидкості, що дорівнює 5 * 10-8м / с; a-середнє квадратичне значення коливального прискорення, м/с2; а0 - граничне значення коливального прискорення, що дорівнює 3 * 10-4м / с2.

Розглядаючи людини як складну динамічну структуру з параметрами, що змінюються в часі, можна виділити частоти, що викликають різке зростання амплітуд коливань як усього тіла в цілому, так і окремих його органів. При вібрації нижче 2 Гц, що діє на людину вздовж хребта, тіло рухається як єдине ціле. Резонансні частоти мало залежать від індивідуальних особливостей людей, оскільки основною підсистемою, що реагує на коливання, є органи черевної порожнини, що вібрують в одній фазі. Резонанс внутрішніх органів настає за частоти З...3,5 Гц, а за 4...8 Гц вони зміщуються.

Якщо вібрація діє у горизонтальній площині по осі, перпендикулярній хребту, то резонансна частота тіла (близько 1,5 Гц) обумовлена згинанням хребта та жорсткістю кульшових суглобів. Область резонансу для голови людини, що сидить, відповідає 20...30 Гц. У цьому діапазоні амплітуда віброприскорення голови може втричі перевищувати амплітуду коливань плечей. Якість зорового сприйняття предметів значно погіршується при частоті вібрації 60...90 Гц, що відповідає резонансу очних яблук. Дослідники Японії встановили, що характер професії визначає деякі особливості дії вібрації. Наприклад, у шоферів вантажних машин широко поширені шлункові захворювання, У водіїв трелювальних тракторів на лісозаготівлі-радикуліти, у пілотів, особливо працюють на вертольотах, спостерігається зниження гостроти зору. Порушення нервової та серцево-судинної діяльності у льотчиків виникають у 4 рази частіше, ніж у представників інших професій.

Вібрація як виробнича шкідливість є механічними коливальними рухами, що безпосередньо передаються тілу людини або окремим її ділянкам. Внаслідок механізації багатьох видів робіт та використання пневматичних та електричних інструментів значення її різко зросло, і в даний час вібраційна хвороба серед професійних захворювань займає одне з перших місць.

Щодо небезпеки вібраційної хвороби найбільше значення має вібрація із частотою 16-250 Гц.

Прийнято розрізняти місцеву (локальну)і загальну вібрацію:перша передається на руки або інші обмежені ділянки тіла, друга - всьому організму (перебування на платформі, що коливається, сидіння).

Дія вібрації на робочих нерідко поєднується з впливом інших виробничих шкідливостей: шуму, мікроклімату, що охолоджує, незручного положення тіла.

Вплив вібрації на організм.Вібрація в залежності від її параметрів (частота, амплітуда) може надавати як позитивний, так і негативний вплив на окремі тканини та організм у цілому. З фізіотерапевтичною метою вібрацію використовують для покращення трофіки, кровообігу в тканинах під час лікування деяких захворювань. Проте виробнича вібрація, передаючись здоровим тканинам та органам та маючи значну амплітуду та тривалість дії, виявляється шкідливо впливаючим фактором.

Вібрація викликає насамперед нейротрофічні та гемодинамічні порушення. У судинах дрібного калібру (капіляри, артеріоли) виникають спастико-атонічні стани, зростає їхня проникність, порушується нервова регуляція. Змінюється вібраційна, температурна та больова чутливість шкіри. Працюючи з ручним механізованим інструментом може виникнути симптом «мертвого пальця»: втрата чутливості, побіління пальців, кистей рук. Робітники скаржаться на мерзлякуватість рук, ниючі болі в них після роботи і ночами. Шкірні покриви між нападами мають мармуровий вигляд, ціанотичні. У деяких випадках виявляються набряклість, зміна шкіри на кистях (тріщини, огрубіння), гіпергідроз долонь. Характерні кістково-суглобові та м'язові зміни. Дистрофічні процеси викликають зміну структури кісток (остеопороз, розростання та ін.), атрофію м'язів. Можлива деформація кістового, ліктьового, плечового суглобів з порушенням опорно-рухової функції.

Захворювання носить загальний характер, про що свідчать швидка стомлюваність, головний біль, запаморочення, підвищена збудливість. Можливі скарги на болі в області серця та шлунка, підвищену спрагу: схуднення, безсоння. Астено-вегетативний синдром супроводжується серцево-судинними порушеннями: гіпотонією, брадикардією, змінами ЕКГ. При лікарському огляді можуть бути виявлені зміни шкірної чутливості, тремор рук, язика та повік.

При дії загальної вібрації більш виражені зміни з боку центральної нервової системи: скарги на запаморочення, шум у вухах, сонливість, біль у литкових м'язах. Об'єктивно виявляються зміни ЕЕГ, умовних та безумовних рефлексів, погіршення пам'яті, порушення координації рухів. Спостерігається зростання енерговитрат та схуднення. Частіше, ніж за впливу локальної вібрації, виявляються вестибулярні розлади. У поєднанні із шумом вібрація веде до зміни слуху. У цьому характерно погіршення сприйняття звуків як високих, а й низьких частот. Іноді виявляються зорові розлади: зміна відчуття кольору, меж поля зору, зниження гостроти зору. З боку серцево-судинної системиспостерігається нестійкість артеріального тиску, переважання гіпертонічних явищ, інколи ж різке падіння артеріального тиску до кінця роботи. Можливі випадки спазму коронарних судин, розвитку міокардіодистрофії. Поразки кістково-суглобового апарату переважно локалізуються в ногах та хребті. Дія загальної вібрації може сприяти розладам функціонального стану внутрішніх органів, появі болю у шлунку, відсутності апетиту, нудоті, частому сечовипусканню. Патологічні зміни в органах малого тазу можуть супроводжуватись у чоловіків імпотенцією, у жінок – порушенням менструального циклу, опущенням органів малого тазу, підвищеною гінекологічною захворюваністю

Початкові форми вібраційної хвороби легше піддаються зворотному розвитку після тимчасового припинення контакту з джерелами вібрації, застосування раціонального режиму праці, використання масажу, водних процедур та інших.

Теоретично, начебто, байдуже, яким інструментом викликається вібрація: за інших рівних умов основну роль грають її параметри. У принципі так і йдеться, але це вірно лише «за інших рівних умов». Насправді ж характер професії визначає деякі особливості у перебігу хвороби, наприклад, більш гостро розвивається якийсь локальний процес. Так, як зазначають дослідники Японії, у водіїв вантажних машин широко поширені шлункові захворювання. Відомо також, що у водіїв трелювальних тракторів на лісозаготівлі симптоми вібраційної хвороби супроводжуються радикулітом. У пілотів, що особливо працюють на вертольотах, часто спостерігається втрата гостроти зору. Як показано у спеціальних дослідженнях, одноразова, причому короткочасна – близько 20-30 хв. вібрація, збільшує час розв'язання елементарних завдань, тобто. погіршує увагу та розумову діяльність, при цьому до 30% рішень виявляється помилковим.

У дослідженнях було виявлено дуже важливу біологічну закономірність. Виявляється, що ослаблення уваги спостерігається тільки за певних частот порядку 10-12 Гц, інші ж частоти, вище і нижче, але з тим же прискоренням, подібних змін не викликають. Ця закономірність дає ключ до з'ясування особливостей захворювань на вібраційну хворобу, пов'язаних з тією чи іншою виробничою діяльністю. Кожна машина або агрегат генерує поряд з масою побічних частот (гармонію) одну основну для даної машини. Ця частота визначає специфіку захворювань.

Якщо вібрація частотою вище 15 Гц (особливо частотою 60-90 Гц) впливає на людину вздовж її тулуба у напрямку вертикальної осі, то гострота зору знижується, здатність стежити за коливальними рухами об'єкта втрачається вже на частотах 1-2 Гц і майже зникає при 4 Гц . З цього простого прикладу видно, яку небезпеку становить транспортна вібрація: шофери, льотчики, інші водії транспортних засобівперестають розрізняти об'єкти, що рухаються.

Частота вібрації, викликана нерівностями дороги та недосконалістю наземного транспорту, лежить у діапазоні до 15 Гц, тобто. є реальну небезпеку і може спричинити аварії.

Вібрація порушує мову людини. При частотах від 4 до 10 Гц мова спотворюється, інколи ж переривається. Для збереження чіткої та правильної мови потрібне спеціальне тренування, тому що розбірливу мову важко підтримувати за рівня вібрації 0,3 дБ. Легко зрозуміти, як це позначається на зв'язку льотчиків та космонавтів із наземними пунктами управління.

У льотчиків, шоферів, машиністів виникають ті самі ознаки вібраційної хвороби, що й у робітників. Особливо важкими бувають захворювання у пілотів гелікоптерів. У польоті виникають низькочастотні коливання, які погано гасяться тілом людини і руйнівно діють на весь організм, насамперед нервову систему. Порушення нервової та серцево-судинної діяльності у льотчиків зустрічаються майже в 4 рази частіше, ніж у представників інших професій, і вібрація тут грає чималу роль.

Вібрація - механічні коливання механізмів, машин або відповідно до ГОСТ 12.1.012-78, вібрацію класифікують наступним чином.

За способом передачі на людину вібрацію поділяють на загальну, що передається через опорні поверхні на тіло людини, що сидить або стоїть, і локальну, що передається через руки людини.

У напрямку розрізняють вібрацію, що діє вздовж осей ортогональної системи координат для загальної вібрації, що діє вздовж усієї ортогональної системи координат для локальної вібрації.

За джерелом виникнення вібрацію поділяють на транспортну (при русі машин), транспортно-технологічну (при суміщенні руху з технологічним процесом, мрі розкиданні добрив, косьбі або обмолоті самохідним комбайном і т. д.) і технологічну (при роботі стаціонарних машин)

Вібрація характеризується частотою f, тобто. числом коливань та секунду (Гц), амплітудою А, тобто. зсувом хвиль, або висотою підйому від положення рівноваги (мм), швидкістю V (м/с) та прискоренням. Весь діапазон частот вібрацій також розбивається на октавні смуги: 1, 2, 4, 8, 16, 32, 63125, 250, 500, 1000, 2000 Гц. Абсолютні значення параметрів, що характеризують вібрацію, змінюються в широких межах, тому використовують поняття рівня параметрів, що є логарифмічним відношенням значення параметра до опорного або порогового його значення.

Дія вібрації на організм людини

Працюючи за умов вібрацій продуктивність праці знижується, зростає кількість травм. На деяких робочих місцях у сільськогосподарському виробництві вібрації перевищують нормовані значення, а в деяких випадках вони близькі до граничних. Не завжди відповідають нормам рівні вібрацій на органах керування. Зазвичай у спектрі вібрації переважають низькочастотні вібрації, що негативно діють на організм. Деякі види вібрації несприятливо впливають на нервову та серцево-судинну системи, вестибулярний апарат. Найбільш шкідливий вплив на організм людини має вібрація, частота якої збігається з частотою власних коливань окремих органів, приблизні значення яких такі (Гц): шлунок – 2...3; нирки – 6...8; серце - 4...6; кишечник – 2...4; вестибулярний апарат – 0,5..Л,3; очі – 40...100 і т.д.

Вплив на м'язові рефлекси сягає 20 Гц; навантажене масою оператора сидіння на тракторі має свою частоту вібрації 1,5...1,8 Гц, а задні колеса трактора - 4 Гц. Організму людини вібрація передається в момент контакту з вібруючим об'єктом: при дії на кінцівки виникає локальна вібрація, а на все тіло – загальна. Локальна вібрація вражає нервово-м'язові тканини та опорно-руховий апарат і призводить до спазм периферичних судин. При тривалих та інтенсивних вібраціях у деяких випадках розвивається професійна патологія (до неї найчастіше наводить локальна вібрація): периферична, церебральна або церебрально-периферична вібраційна хвороба. У разі спостерігаються зміни серцевої діяльності, загальне порушення чи, навпаки, гальмування, втома, поява болю, відчуття тряски внутрішніх органів, нудота. У цих випадках вібрації впливають і на кістково-суглобовий апарат, м'язи, периферійний кровообіг, зір, слух. Місцеві вібрації викликають спазми судин, які розвиваються з кінцевих фаланг пальців, поширюючись на всю кисть, передпліччя, і охоплюють судини серця.

Тіло людини сприймається як поєднання мас із пружними елементами. В одному випадку це все тулуб з нижньою частиною хребта та тазом, в іншому – верхня частина тулуба у поєднанні з верхньою частиною хребта, нахиленою вперед. Для людини, що стоїть на вібруючої поверхні, існують 2 резонансні піки на частотах 5...12 і 17...25 ГЦ, для сидячого на частотах 4...6 ГЦ. Для голови резонансні частоти перебувають у області 20…30 Гц. У цьому діапазоні частот амплітуда коливань голови може перевищувати амплітуду коливань плечей у 3 рази. Коливання внутрішніх органів, грудної клітки та черевної порожнини виявляють резонанс на частотах 3,0...3,5 Гц.

Максимальна амплітуда коливань черевної стінки спостерігається на частотах 7...8 Гц. Зі збільшенням частоти коливань їхня амплітуда при передачі по тілу людини послаблюється. У положенні стоячи і сидячи ці послаблення на кістках таза дорівнюють 9 дБ на октаву зміни частоти, на грудях та голові – 12 дБ, на плечі – 12…14 дБ. Ці дані не поширюються на резонансні частоти, при вплив яких відбувається не ослаблення, а збільшення коливальної швидкості.

У виробничих умовах ручні машини, вібрація яких має максимальні рівні енергії (максимальний рівень віброшвидкості) у смугах низьких частот (до 36 Гц), викликають вібраційну патологію з переважним ураженням нервово-м'язової тканини та опорно-рухового апарату. Працюючи з ручними машинами, вібрація яких має максимальний рівень енергії у високочастотної області спектра (вище 125 Гц), виникають головним чином судинні розлади. При дії вібрації низької частоти захворювання виникає через 8... 10 років, а при дії високочастотної вібрації - через 5 років і раніше. Загальна вібрація різних параметром викликає різний ступінь вираженості змін нервово та системи (центральної та вегетативної), серцево-судинної системи та вестибулярного апарату.

Залежно від параметрів (частота, амплітуда) вібрація може як позитивно, і негативно впливати на окремі тканини і організм у цілому. Вібрацію використовують при лікуванні деяких захворювань, але найчастіше вібрацію (виробничу) вважають шкідливим фактором. Тому важливо знати граничні характеристики, що поділяють позитивний та негативний вплив вібрації на людину. Вперше на корисне значення вібрації звернув увагу французький вчений абат Сен П'єр, який у 1734 р. сконструював крісло, що вібрує, для домосідів, що підвищує м'язовий тонус і покращує циркуляцію крові. На початку XX ст. у Росії професор Військово-медичної академії А.Є. Щербак довів, що помірна вібрація покращує живлення тканин та прискорює загоєння ран.

Виробнича вібрація, що характеризується значною амплітудою і тривалістю дії, викликає у працюючих дратівливість, безсоння, головний біль, ниючі болі в руках людей, що мають справу з інструментом, що вібрує. При тривалому впливі вібрації перебудовується кісткова тканина: на рентгенограмах можна побачити смуги, схожі сліди перелому - ділянки найбільшої напруги, де розм'якшується кісткова тканина. Зростає проникність дрібних кровоносних судин, порушується нервова регуляція, змінюється чутливість шкіри. При роботі з ручним механізованим інструментом може виникнути акроасфіксія (симптом мертвих пальців) – втрата чутливості, побіління пальців, кистей рук. При вплив загальної вібрації більш виражені зміни з боку центральної нервової системи: з'являються запаморочення, шум у вухах, погіршення пам'яті, порушення координації рухів, вестибулярні розлади, схуднення.

Вібрацію часто вимірюють приладами, шкали яких відградуйовані над абсолютних значеннях швидкості і прискорення, а відносних - децибелах. Тому характеристиками вібрації є рівень коливальної швидкості і рівень коливального прискорення. Розглядаючи людини як складну динамічну структуру з параметрами, що змінюються в часі, можна виділити частоти, що викликають різке зростання амплітуд коливань як усього тіла в цілому, так і окремих його органів. При вібрації нижче 2 Гц, що діє на людину вздовж хребта, тіло рухається як єдине ціле. Резонансні частоти мало залежать від індивідуальних особливостей людей, оскільки основною підсистемою, що реагує на коливання, є органи черевної порожнини, що вібрують в одній фазі. Резонанс внутрішніх органів настає за частоти З...3,5 Гц, а за 4...8 Гц вони зміщуються.

Якщо вібрація діє у горизонтальній площині по осі, перпендикулярній хребту, то резонансна частота тіла обумовлена згинанням хребта та жорсткістю кульшових суглобів. Область резонансу для голови людини, що сидить, відповідає 20...30 Гц. У цьому діапазоні амплітуда віброприскорення голови може втричі перевищувати амплітуду коливань плечей. Якість зорового сприйняття предметів значно погіршується при частоті 60...70 Гц, що відповідає резонансу очних яблук.

Дослідники Японії встановили, що характер професії визначає деякі особливості дії вібрації. Наприклад, у шоферів вантажних машин широко поширені шлункові захворювання, у водіїв трелювальних тракторів на лісозаготівлях - радикуліти, у пілотів, що особливо працюють на вертольотах, спостерігається зниження гостроти зору. Порушення нервової та серцево-судинної діяльності у льотчиків виникають у 4 рази частіше, ніж у представників інших професій.

Методи та засоби захисту від вібрації

Для захисту від вібрації застосовують такі методи: - зниження віброактивності машин; відбудова від резонансних частот; вібродемпфування; віброізоляція; віброгасіння, а також індивідуальні засоби захисту. Зниження віброактивності машин (зменшення Fm) досягається зміною технологічного процесу, застосуванням машин з такими кінематичними схемами, при яких динамічні процеси, що викликаються ударами, прискореннями і т. п. були виключені або гранично знижені, наприклад, заміною клепки зварюванням; хорошим динамічним і статичним балансуванням механізмів, мастилом та чистотою обробки взаємодіючих поверхонь; застосуванням кінематичних зачеплень зниженої віброактивності, наприклад, шевронних та косозубих зубчастих коліс замість прямозубих; заміною підшипників кочення на підшипники ковзання; застосуванням конструкційних матеріалів із підвищеним внутрішнім тертям.

Відбудова від резонансних частот полягає у зміні режимів роботи машини і відповідно частоти вібросил, що обурює; власної частоти коливань машини шляхом зміни жорсткості системи, наприклад, установкою ребер жорсткості або зміни маси системи (наприклад шляхом закріплення на машині додаткових мас).

Вібродемпфування - це метод зниження вібрації шляхом посилення конструкції процесів тертя, що розсіюють коливальну енергію в результаті необоротного перетворення її в теплоту при деформаціях, що виникають у матеріалах, з яких виготовлена конструкція. Вібродемпфування здійснюється нанесенням на вібруючі поверхні шару упруговязких матеріалів, що володіють великими втратами на внутрішнє тертя, - м'яких покриттів (гума, пінопласт ПХВ-9, мастика ВД 17-59, мастика "Анти-вібрит") і жорстких (листові пластмаси, склоізол, , Листи алюмінію); застосуванням поверхневого тертя (наприклад, прилеглих один до одного пластин, як у ресор); установкою спеціальних демпферів.

Віброгасіння (збільшення маси системи) здійснюють шляхом встановлення агрегатів на масивний фундамент. Віброгасіння найефективніше при середніх та високих частотах вібрації. Цей спосіб знайшов широке застосування при встановленні важкого обладнання (молотів, пресів, вентиляторів, насосів тощо).

Підвищення жорсткості системи, наприклад, шляхом установки ребер жорсткості. Цей спосіб ефективний лише за низьких частот вібрації.

Віброізоляція полягає в зменшенні передачі коливань від джерела до об'єкта, що захищається за допомогою пристроїв, що поміщаються між ними. Для віброізоляції найчастіше застосовують віброізолюючі опори типу пружних прокладок, пружин чи їх поєднання. Ефективність віброізоляторів оцінюють коефіцієнтом передачі КП, рівним відношенню амплітуди вібропереміщення, віброшвидкості, віброприскорення об'єкта, що захищається, або чинної на нього сили до відповідного параметра джерела вібрації. Віброізоляція тільки в тому випадку знижує вібрацію, коли КП< 1. Чем меньше КП, тем эффективнее виброизоляция.

Профілактичні заходи щодо захисту від вібрацій полягають у зменшенні їх у джерелі освіти та на шляху розповсюдження, а також у застосуванні індивідуальних засобів захисту, проведенні санітарних та організаційних заходів.

Зменшення вібрації у джерелі виникнення досягають зміною технологічного процесу з виготовленням деталей з капрону, гуми, текстоліту, своєчасним проведенням профілактичних заходів та мастильних операцій; центруванням та балансуванням деталей; зменшенням зазорів у зчленуваннях. Передачу коливань на основу агрегату або конструкцію будівлі послаблюють за допомогою екранування, що одночасно є засобом боротьби і з шумом.

Як вібропоглинаючі покриття зазвичай використовують мастики № 579, 580, типу БД-17 і найпростіші конструкції (шари руберойду, проклеєні бітумом або синтетичним клеєм). Якщо методи колективного захисту не дають результату або їх нераціонально застосовувати, використовують засоби індивідуального захисту. Як засоби захисту від вібрації при роботі з механізованим інструментом застосовують антивібраційні рукавиці та спеціальне взуття. Антивібраційні напівчоботи мають багатошарову гумову підошву.

Тривалість роботи з інструментом, що вібрує, не повинна перевищувати 2/3 робочої зміни. Операції розподіляють між працівниками так, щоб тривалість безперервної дії вібрації, включаючи мікропаузи, не перевищувала 15...20 хв. Рекомендується робити перерви на 20 хв через 1...2год після початку зміни та на 30 хв через 2 год після обіду.

Під час перерв слід виконувати спеціальний комплекс гімнастичних вправ та гідропроцедури – ванни при температурі води 38 °С, а також самомасаж кінцівок.

Якщо вібрація машини перевищує допустиме значення, час контакту працюючого з цією машиною обмежують.

Для підвищення захисних властивостей організму, працездатності та трудової активності слід використовувати спеціальні комплекси виробничої гімнастики, вітамінну профілактику (двічі на рік комплекс вітамінів С, В, нікотинову кислоту), спецхарчування.