Вібрація. Несприятливі дії вібрації на організм людини. Вібрації – це що? Типи та рівні вібрацій Локальна та загальна вібрація що означає

Прискорення - всі ці поняття, напевно, вам знайомі. У статті ми розглянемо докладніше таку важливу тему, як вібрація. Кожен із нас стикається з цим явищем у повсякденному житті.

Що таке вібрація? Визначення можна дати таке: це коливальні механічні рухи, що передаються безпосередньо тілу людини. Головними її фізичними характеристиками є частота та амплітуда коливань. Вимірювання вібрації по амплітуді здійснюється у сантиметрах або метрах, а за частотою – у герцах.

Як слід оцінювати вібрацію з прискорення та швидкості?

При кожному швидкість і прискорення безперервно змінюються. Прискорення найбільшим є осьової лінії коливання, а крайніх позиціях воно найменше. Враховуючи це, вимірювання вібрації здійснюється за прискоренням та швидкістю. Звіт децибел при цьому ведеться від опорної віброшвидкості (умовної), яка дорівнює 5 10 8 м/с, а також віброприскорення - 3 10 4 м/с 2 . Віброприскорення та віброшвидкість виражаються щодо нульових порогів у децибелах. Поріг сприйняття становить приблизно 70 дБ. Частота вібрації низькочастотної вбирається у 32 Гц, а високочастотної становить понад 32 Гц.

Джерела вібрації

Це широко використовуються в будівництві, промисловості, побуті, сільському господарстві, транспорту електричні та пневматичні механізовані ручні інструменти, різне обладнання та машини, транспортні засоби, верстати. Вібрація широко використовується не тільки в техніці, але й у медицині для лікування м'язових та нервових захворювань (вібромасаж, вібротерапія).

Вплив вібрації

Вібрація - це фактор, який має велику біологічну активність. Спрямованість, глибина та характер фізіологічних зрушень різних систем людського організму визначаються її спектральним складом, рівнями та фізичними властивостями людського тіла. Важливу роль генезі даних реакцій грають аналізатори - шкірний, зоровий, руховий, вестибулярний та інших.

Слід зазначити велику роль, що грають у суб'єктивному сприйнятті вібрації біохімічні властивості тіла людини. Дія її на організм опосередковується такими явищами, як фізична дія контакту на поверхню, поширення по тканинах коливань, безпосередня реакція в тканинах та органах на вплив, подразнення механорецепторів, що спричиняють суб'єктивні та нейрорецепторні реакції.

Сьогодні накопичено значний клінічний та експериментальний матеріал з цієї проблеми. Дослідження вібрації показало, що розлади рухової функції, що виникають під її дією, обумовлені як безпосереднім ураженням м'язів, так і порушеннями регуляторних впливів ЦНС. Переважна більшість дифузних зрушень при цьому можна пояснити змінами у функціонуванні суперспінальних структур, а велику виразність, яку мають у м'язах локальні зміни, - їх безпосередньою травматизацією. Найбільш чутливими до впливу вібрації локальної є відділи симпатичної нервової системи, які регулюють тонус периферичних судин, та відділи периферичної нервової системи, пов'язані з тактильною та вібраційною чутливістю.

Дослідження вібрації дало право стверджувати, що параметрами її насамперед визначається спрямованість судинних порушень. При механічних коливаннях частотою понад 35 Гц капілярах відбуваються спастичні явища, а нижче спостерігається картина атонії капілярів. Найнебезпечнішою з погляду можливого розвитку спазму судин є область частот від 35 до 250 Гц.

Негативний вплив під час виконання робочих операцій

Вібрація може заважати прямим шляхом виконання робочих операцій, а також побічно впливати на працездатність людини, знижуючи її. Деякі автори, які проводять дослідження вібрації, розглядають її як сильний стрес-фактор, який негативно впливає на психомоторну працездатність. Крім того, страждає розумова діяльність та емоційна сфера, а також збільшується ймовірність нещасних випадків.

Коливальна швидкість

Встановлено, що шум та вібрація енергетично діють на людський організм. Тому останню почали характеризувати спектром вираженої в сантиметрах в секунду коливальної швидкості або вимірювати в децибелах, як і шум. Умовно була прийнята як порогова величина механічних коливань швидкість, що становить 5∙10 6 см/сек. Тільки при безпосередньому зіткненні організму з тілом, що здригається, або через стикаються з ним інші тверді тілавідчуваються (сприймаються) механічні коливання. При зіткненні зі своїми джерелом, що видає (генеруючим) басовий звук, вібрації (найнижчих частот), разом із звуком також сприймається струс.

Загальна та місцева

Розрізняють загальну та місцеву вібрацію залежно від поширення механічних коливань частинами тіла людини. При місцевій піддається струс лише частина тіла, що безпосередньо стикається з поверхнею, яка здригається. Найчастіше це руки. Таке відбувається при роботі з деякими ручними інструментами або при утриманні деталі машини та інших тремтячих предметів.

Місцева вібрація іноді передається на частини тіла, які з'єднані суглобами з органами, що безпосередньо піддаються їй. Але амплітуда коливань даних частин тіла буває зазвичай нижче, оскільки в міру передачі тканин (особливо м'яких) коливань вони поступово згасають. Навпаки, загальна вібраціявпливає на все тіло. Це в основному від механічних коливань поверхні, де знаходиться робітник.

Вібраційна хвороба

При вплив на організм людини вестибулярних подразників оцінка та сприйняття часу порушуються, а також знижується швидкість обробки інформації. викликає низькочастотна вібрація. Найбільш виражені зміни у своїй відзначаються при частотах діапазоні від 4 до 11 Гц.

До стійких патологічних порушень у організмі організму призводить тривалий вплив вібрації. Всебічний аналіз даного патологічного процесу призвів до виділення його в окрему нозологічну форму – вібраційну хворобу. Вона продовжує утримувати одне з провідних місць серед інших професійних захворювань. Її породжує використання ручних машин, що не відповідають нормативним вимогам, а також збільшується спеціалізація праці, що веде до підвищення загального часу впливу механічних коливань на організм. Зі збільшенням тривалості та інтенсивності впливу вібрації зростає ймовірність розвитку даної хвороби. Істотне значення у своїй має індивідуальна чутливість. Перевтома, охолодження, шум, алкогольне сп'яніння, м'язова напруга та ін. шкідливий вплив.

Стадії вібраційної хвороби

Виділяють 4 стадії даного захворювання за ступенем виразності:

Початкова (І);

Помірковано виражена (II);

Виражена (III);

Генералізована (IV, дуже рідко зустрічається).

Негативний вплив загальної вібрації

Загальна низькочастотна вібрація, особливо резонансного діапазону, може викликати довготривалу травматизацію кісткової тканини та міжхребцевих дисків, зміщення органів, розташованих у черевній порожнині, а також біль у попереку, дегенеративні зміни хребта, хронічний гастрит та ін.

У жінок, що піддаються протягом тривалого часу подібному впливу, відзначається збільшення частоти гінекологічних захворювань, передчасних пологів, мимовільних абортів. Вібрація низькочастотна у жінок спричиняє порушення кровообігу в органах малого тазу.

Механічні коливання у житлових будинках

Дослідження вібрації дуже важливо здійснювати не лише у виробничих будівлях, а й у житлових будинках. Справа в тому, що вона становить небезпеку не тільки для здоров'я робітників, але й для деяких інших груп населення. У житлових будинках вплив вібрації на людину виявляється завдяки використанню промислових установок, транспорту, інженерно-технологічного обладнання. Найбільше впливає на організм за інтенсивністю коливань міський рейковий транспорт: залізничні магістралі, відкриті ділянки метрополітену.

Вибрація, що виникає від руху поїздів у будівлях, має переривчастий регулярний характер. Амплітуда коливань у міру віддалення її джерела знижується. Говорячи про поширення коливань по поверхах багатоповерхового приміщення, слід зазначити, що у верхніх може спостерігатися, залежно від резонансу, як посилення, і ослаблення вібрації. При цьому типи конструкцій приміщень не надають в умовах однакових ґрунтів значного впливу на її рівні у житлових приміщеннях. Іноді відзначаються високі вібраційні рівні від розташованого у самих будинках інженерно-технологічного обладнання (ліфтів), а також вбудованих об'єктів.

Методи захисту

Захист від вібрації дуже важливий на підприємствах. Нормування її рівнів, гігієнічно обґрунтоване, – основа профілактики вібраційної хвороби. Враховуються у своїй спрямованість, характер, тривалість дії. У РФ санітарним законодавством регламентуються рівні механічних коливань, які мають бути дотримані робочих місцях.

Захист від загальної вібрації

Вплив вібрації на людину слід зменшувати. Безпека праці являє собою систему кількісних та якісних характеристик та показників, що формують специфіку елементів, що забезпечують відсутність шкідливого впливу механічних коливань на людський організм. Захист від вібрації забезпечується:

Використання вібробезпечних машин;

Віброзахисту;

Проектуванням виробничих приміщеньта технологічних процесів, що забезпечують дотримання на робочих місцях санітарних норм;

Організаційно-технічними заходами, метою яких є покращення експлуатації використовуваних машин, організація їх своєчасного ремонту, а також контролем вібраційних параметрів;

Створенням оптимальних режимів праці та відпочинку.

Засоби індивідуального захисту, що використовуються при дії загальної вібрації, - це віброізолююче взуття, підмітки, устілки. Найдієвішим серед усіх засобів захисту можна вважати усунення безпосереднього контакту людини з тремтячим обладнанням. Це здійснюється за допомогою використання дистанційного керування, заміни та автоматизації технологічних операцій.

Засоби захисту від локальної вібрації

Зменшення її негативного впливу досягається:

За допомогою зменшення її інтенсивності безпосередньо в самому джерелі (використання рукояток з пристроями, що амортизують або віброгасять);

Шляхом використання засобів зовнішнього захисту, тобто упругодемпфуючих пристроїв та матеріалів, розміщених між руками оператора та джерелом механічних коливань (віброізолюючі рукавички, рукавиці, прокладки та вкладиші).

Важлива роль комплексі заходів, вкладених у зниження негативного впливу вібрації на організм людини, відводиться режимам праці та відпочинку. Загальний час контакту з нею, відповідно до режиму праці, має бути обмежений протягом зміни. Рекомендується робити дві перерви для проведення фізіотерапевтичних процедур, активного відпочинку і т. д. Тривалість першої повинна становити 20 хвилин (цю перерву слід зробити через 2 години після початку зміни). Тривалість другого – 30 хвилин, він має бути через 2 години після перерви на обід. при цьому триває не менше 40 хвилин. Тривалість безперервної одноразової дії на організм механічних коливань повинна бути не більше 10-15 хвилин.

До загальнооздоровчих та медико-біологічних заходів, що служать для профілактики вібраційної хвороби, можна віднести такі:

Гідропроцедури для рук (ванни з теплою водою (+37-38 градусів) або використання сухого повітряного обігріву;

Виробничу гімнастику;

Самомасаж та взаємомасаж плечового пояса та рук;

Ультрафіолетове опромінення;

Вживання вітамінів, а також інші заходи загальнозміцнюючого характеру (кисневий коктейль, кімната психологічного розвантаження та ін.).

Важливість та актуальність цієї теми підтверджується тим, що її вивчають ще у школі. Вібрація розглядається, зокрема, у підручнику "Фізика" (11 клас). Звичайно, у школі вона вивчається у більш загальному вигляді. Розглядаються зокрема вібрації Землі. Частота нашої планети дорівнює 7,83 Гц. Цю величину називають хвилею Шумана, або частотою резонансу Шумана. Деякі, щоправда, вважають, що останнім часом змінюються вібрації Землі. Наприклад, Анку Дінке, румунський фізик, вважає, що до грудня 2012 року вони мали досягти 12,6-12,8 Гц. Вібрації людини мають відповідати вібраціям планети. Ті, хто зможе налаштуватися на нові частоти, виграють у духовному плані, як вважає Анку Дінке. Вібрації людини – це тема окремої статті.

Вібрації- Це коливання твердих тіл - частин апаратів, машин, обладнання, споруд, що сприймаються організмом людини як струс. Часто вібрації супроводжуються чутним шумом.

За способом передачі на людину вібрація поділяється на локальну та загальну.

Загальна вібраціяпередається через опорні поверхні на тілолюдини, що стоїть або сидить. Найбільш небезпечна частота загальної вібрації лежить у діапазоні 6-9 Гц, оскільки вона збігається із власною частотою коливань внутрішніх органів людини, у результаті може виникнути резонанс.

Локальна (місцева) вібраціяпередається через руки людини. До локальної вібрації може бути віднесена і вібрація, що впливає на ноги людини, що сидить, і на передпліччя, що контактують з вібруючими поверхнями робочих столів.

Джерелами локальної вібрації, що передається на працюючих, можуть бути: ручні машини з двигуном або ручний механізований інструмент; органи управління машинами та обладнанням; ручний інструмент та оброблювані деталі.

Загальна вібрація залежно від джерела її виникнення поділяється на:

загальну вібрацію 2 категорії - транспортно-технологічну, що впливає на людину на робочих місцях у машинах, що переміщуються спеціально підготовленими поверхнями виробничих приміщень, промислових майданчиків, гірничих виробок;

За тимчасовими характеристиками вібрація поділяється на:

– постійну, для якої спектральний або коригований за частотою нормований параметр за час спостереження (не менше 10 хвилин або час технологічного циклу) змінюються не більше ніж у 2 рази (6 дБ) при вимірі з постійного часу 1 с;

– непостійну вібрацію, для якої спектральний або коригований за частотою нормований параметр за час спостереження (не менше 10 хвилин або час технологічного циклу) змінюються більш ніж у 2 рази (6 дБ) при вимірі постійного часу 1 с.

Гранично допустимий рівень вібрації - це рівень фактора, який при щоденній (крім вихідних днів) роботі, але не більше 40 годин на тиждень протягом усього робочого стажу, не повинен викликати захворювань або відхилень у стані здоров'я, які виявляють сучасні методи досліджень у процесі роботи або у віддалені терміни життя сьогодення та наступних поколінь.

Шкода вібрації

Вібрація відноситься до факторів, що мають високою біологічною активністю. Виразність реакцій у відповідь обумовлюється головним чином силою енергетичного впливу і біомеханічними властивостями людського тіла як складної коливальної системи. Потужність коливального процесуу зоні контакту та час цього контакту є головними параметрами, що визначають розвиток вібраційних патологій, структура яких залежить від частоти та амплітуди коливань, тривалості впливу, місця застосування та напряму осі вібраційного впливу, демпфуючих властивостей тканин, явищ резонансу та інших умов.

Між відповідними реакціями організму і рівнем вібрації, що впливає, немає лінійної залежності. Причину цього явища бачать у резонансному ефекті. При підвищенні частот коливань понад 0,7 Гц можливі резонансні коливання органів людини. Резонанс людського тіла, окремих його органів настає під дією зовнішніх сил при збігу власних частот коливань внутрішніх органів із частотами зовнішніх сил. Область резонансу для голови в положенні сидячи при вертикальних вібраціях розташовується в зоні між 20 – 30 Гц, горизонтальних – 1,5 – 2 Гц.

Особливого значення резонанс набуває стосовно органу зору. Розлад зорових сприйняттів проявляється у частотному діапазоні між 60 та 90 Гц, що відповідає резонансу очних яблук. Для органів, розташованих у грудній клітці та черевній порожнині, резонансними є частоти 3 – 3,5 Гц. Для тіла в положенні сидячи резонанс настає на частотах 4 – 6 Гц.

Тривале систематичне вплив вібрації призводить до розвитку вібраційної хворобияка включена до списку професійних захворювань. Ця хвороба діагностується, як правило, у працюючих на виробництві. В умовах населених місць вібраційна хвороба не реєструється, незважаючи на наявність багатьох джерел вібрації (наземний та підземний транспорт, промислові джерела та ін.).

Коливання, що передаються від поверхні тіла, що вібрує поверхні тіла, викликають роздратування численних нервових закінчень у стінках кровоносних судин, м'язових та інших тканинах. Матчі у відповідь призводять до порушенням звичайного функціонального станудеяких внутрішніх органів та систем, і в першу чергу периферичних нервів та кровоносних судин, викликаючи їх скорочення. Самі ж нервові закінчення, особливо шкірні, також змінюються - стають менш сприйнятливими до подразнень. Все це проявляється у вигляді безпричинних болів у руках, особливо ночами, оніміння, відчуття «повзання мурашок», раптового побіління пальців, зниження всіх видів шкірної чутливості (больової, температурної, тактильної). Весь цей комплекс симптомів, характерний для впливу вібрації, отримав назву вібраційної хвороби Хворі на вібраційну хворобу зазвичай скаржаться на м'язову слабкість і швидку стомлюваність. У жінок від впливу вібрації, крім цього, нерідко виникають порушення функціонального стану статевої сфери.

Розвиток вібраційної хворобиі. інших несприятливих явищ залежить в основному від спектрального складу вібрації: чим вища частота вібрації і чим більша амплітуда та швидкості коливань, тим більшу небезпеку становить вібрація щодо термінів розвитку та тяжкості вібраційної хвороби

Вібраційна патологія стоїть на другому місці (після пилових) серед професійних захворювань. Розглядаючи порушення стану здоров'я під час вібраційної дії, слід зазначити, що частота захворювань визначається величиною дози, а особливості клінічних проявів формуються під впливом спектра вібрацій. Виділяють три види вібраційної патології від впливу загальної, локальної та поштовхоподібної вібрацій.

При дії на організм загальної вібрації страждає насамперед нервова система та аналізатори: вестибулярний, зоровий, тактильний. Вібрація є специфічним подразником для вестибулярного аналізатора, причому лінійні прискорення – для отолітового апарату, розташованого в мішечках напередодні, а кутові прискорення – для напівкружних каналів внутрішнього вуха.

У робочих вібраційних професій відзначені запаморочення, розлад координації рухів, симптоми заколисування, вестибуло-вегетативна нестійкість. Порушення зорової функції проявляється звуженням та випаданням окремих ділянок полів зору, зниженням гостроти зору, іноді до 40%, суб'єктивно – потемнінням в очах.Під впливом загальних вібрацій відзначається зниження больової, тактильної та вібраційної чутливості. Особливо небезпечна поштовхоподібна вібрація, що викликає мікротравми різних тканин із наступними реактивними змінами. Загальна низькочастотна вібрація впливає на обмінні процеси, що проявляються зміною вуглеводного, білкового, ферментного, вітамінного та холестеринового обмінів, біохімічних показників крові.

Вібраційна хвороба від впливу загальної вібрації та поштовхів реєструється у водіїв транспорту та операторів транспортно-технологічних машин та агрегатів, на заводах залізобетонних виробів. Для водіїв машин, трактористів, бульдозеристів, машиністів екскаваторів, що зазнають впливу низькочастотної та поштовхоподібної вібрацій,характерні зміни в попереково-крижовому відділі хребта. Робітники часто скаржаться на болі в попереку, кінцівках, в області шлунка, відсутність апетиту, безсоння, дратівливість, швидку втомлюваність. Загалом картина впливу загальної низько- та середньочастотної вібрацій виражається загальними вегетативними розладами з периферичними порушеннями, переважно у кінцівках, зниженням судинного тонусу та чутливості.

Коливання низьких частот спричиняють різке зниження тонусу капілярів, а високих частот – спазм судин.

Заходи боротьби з шумом і вібрацією багато в чому однотипні.

Насамперед, необхідно звернути увагу на технологічний процес та обладнання, по можливості замінити операції, що супроводжуються шумом чи вібрацією, іншими.

Важливу роль у боротьбі з шумом та вібрацією відіграють архітектурно-будівельні та планувальні рішення при проектуванні та будівництві промислових будівель. Насамперед, необхідно найбільш шумне та вібруюче обладнання винести за межі виробничих приміщень, де знаходяться робітники; якщо це обладнання потребує постійного або частого періодичного спостереження, на ділянці його розміщення обладнуються звукоізольовані будки або кімнати для персоналу.

З метою профілактики несприятливого впливу локальної та загальної вібрації працюючі повинні використовувати засоби індивідуального захисту. При дії місцевої вібрації (частіше на руки) рукоятки та інші вібруючі частини машин та інструменту (наприклад, пневмомолоток), що стикаються з тілом робітника, покриваються гумою або іншим м'яким матеріалом. Віброгасну роль грають і рукавиці.

Висновки

Шум та вібрація поєднуються загальним принципомїх утворення: всі вони є результатом коливання тіл, що передається безпосередньо або через газоподібні, рідкі та тверді середовища. Відрізняються вони один від одного лише за частотою цих коливань та різним сприйняттям їх людиною.

Коливання з частотою від 20 до 20000 гц (герц - одиниця виміру частоти, рівна одному коливанню за секунду), передані через газоподібне середовище, називаються звуками і сприймаються органами слуху людини як звуки; безладне поєднання таких звуків складає шум.

Коливання твердих тіл або передані через тверді тіла (машини, будівельні конструкції тощо) називаються вібрацією. Вібрація сприймається людиною як струс при загальній вібрації з частотою від 1 до 100 гц, а при локальній (місцевій) від 10 до 1000 гц (наприклад, при роботі з віброінструментом).

Чітких меж між шумом і вібрацією не існує, тому на прикордонних частотах зазвичай має місце вплив на людину двох вищезгаданих факторів.

Подібна інформація.

Залежно від способу передачі на людину розрізняють загальну та локальну вібрації. Загальна вібрація передається через опорні поверхні на тіло людини, що сидить або стоїть. Локальна вібрація передається крізь руки. Вібрація, що впливає на ноги людини, що сидить, і на передпліччя, що контактує з вібруючими поверхнями робочих органів машин, може бути віднесена до локальної вібрації.

До факторів, що посилюють вплив на людину вібрації, відносяться шум високої інтенсивності (80-95 дБ), несприятливі умовимікроклімату, знижений та підвищений атмосферний тиск та ін. При роботі з пневматичними ручними машинами має місце охолодження рук відпрацьованим повітрям та холодним металом корпусу машини. Несприятливі мікрокліматичні умови праці можуть мати місце у підземних та відкритих гірничих виробках, збагачувальних фабриках. Особливо впливають несприятливі кліматичні умови Крайньої Півночі, Далекого Сходу та інших регіонів з переважним впливом низьких температур.

Істотним фактором, що посилює вплив вібрації на організм людини при роботі з ручними машинами, є статичне м'язове напруження. При роботі з відбійними молотками та перфораторами осьове зусилля натискання на інструмент під час робочої операції досягає 300 Н і більше. При бурінні горизонтально або вгору максимальне зусилля, яке може розвинути працюючий, становить 180-230 Н. при напрямку інструменту вниз значні зусилля здійснюються спільно м'язами верхніх кінцівок, тулуба і ніг.

Дія вібрації визначається характером її поширення по тілу людини, яке сприймається як поєднання мас з пружними елементами. У людини, що стоїть, - це все тулуб з нижньою частиною хребта і тазом, у сидячого - верхня частина тулуба в поєднанні з верхньою частиною хребта.

Особливості впливу виробничої вібрації визначаються частотним спектром, тобто розподілом за частотами коливання енергії. Ручні машини, вібрація яких має максимальні рівні в низькочастотній частині спектра, викликають вібраційну патологію з переважним ураженням нервово-м'язового та опорно-рухового апаратів. Працюючи з ручними машинами, вібрація яких має максимальний рівень енергії у високочастотної області спектра, виникають головним чином, судинні розлади зі схильністю до спазму периферичних судин.

При дії загальної вібрації різних параметрів має місце різний ступінь вираженості змін у центральній та вегетативної нервовій системі, серцево-судинній системі, обмінних процесах, вестибулярному апараті.

У водіїв важких машин скреперистів, бульдозеристів, екскаваторників вібраційна хвороба виникає внаслідок впливу загальної та локальної вібрації. На тлі загального ураження нервової системи спостерігаються вегетативно-судинні, вестибулярні та корінцеві розлади.

Вібрацію за способом передачі енергії на людину умовно поділяють на локальну, що передається на ділянки тіла людини, і загальну, що передається через опорні поверхні тіла людини.

Характер впливу виробничої вібрації визначається рівнями, частотним спектром, фізіологічними властивостями тіла. При інтенсивному коливанні та тривалості впливу вібрації виникають зміни, що призводять у ряді випадків до розвитку професійної патології – вібраційної хвороби.

До основних проявів вібраційної патології відносяться нейросудинні розлади рук, що супроводжуються інтенсивними болями після роботи та ночами, зниженням всіх видів шкірної чутливості, слабкістю в кистях рук. Нерідко спостерігається так званий феномен "мертвих" або білих пальців. Паралельно розвиваються м'язові чи кісткові зміни, а також розлади нервової системи на кшталт неврозів.

Сучасне гірничодобувне виробництво є високомеханізованою галуззю промисловості. Значна концентрація машин та механізмів, що застосовуються для руйнування, навантаження, доставки та переробки рудної сировини, використання енергії стисненого повітря та удару призводять до утворення рівнів вібрацій та шуму на робочих місцях гірничорудних підприємств, що перевищують гранично допустимі рівні.

У зв'язку з цим персонал, який обслуговує гірські машини, піддається впливу вібрації та шуму. Проблема захисту від шуму останніми роками стала дуже актуальною.

Встановлено, що високі рівні шуму окремих випадках знижують продуктивність праці на 15-20 %. Таким чином, проблема боротьби з шумом має велике значення.

В результаті досліджень, виконаних співробітниками ВНІІБТГ, у дослідно-конструкторському бюро розроблено робочу документацію на створення засобів зниження рівня шуму подрібнювального обладнання гірничорудного виробництва: конусного дробарка та кульового млина.

Основне джерело шуму дробарок -удари, що виникають при дробленні неоднорідних за розмірами та фізичними властивостями шматків матеріалу під дією динамічних зусиль. При дробленні утворюються пружні деформації, які передаються на елементи корпусу, що сполучаються, і опорного кожуха дробарки, викликаючи їх інтенсивні вібрації. Крім того, останні виникають в результаті контактного зачеплення зубів коліс приводу, неврівноваженості мас деталей, що дроблять, ударів шматків дробного матеріалу по розподільній плиті і завантажувальній вирві.

Шум у млині виникає внаслідок вібрацій її корпусу під дією ударів куль по футерувальних плит. На низьких частотах спостерігається зростання рівня ударного шуму, який обумовлений збільшенням коефіцієнта випромінювання корпусу млина у міру зростання частоти.

Вивчення конструкцій подрібнювальних установок та процесу експлуатації у відділенні подрібнення дозволяє виявити причини, що визначають підвищені рівнішуму. До найінтенсивніших випромінювачів шуму відносяться: завантажувальний пристрій, внутрішні та зовнішні поверхні барабана, поверхні зубчастого зачеплення та розвантажувальні патрубки.

Зниження рівня шуму подрібнювального обладнання та доведення його до санітарних норм можливе за умови виконання наступних заходів: звукоізоляції та звукопоглинання защіпок частини корпусу дробарки.

Звукоізоляція та звукопоглинання завантажувального пристрою подрібнювального обладнання включають звукоізолюючу огорожу кожуха вирви в області падіння гірської породи, що подрібнюється, звукоізоляцію щілини між завантажувальним пристроєм і завантажувальною вирвою.

Звукопоглинаючі елементи виконані із звукопоглинача типу БЗМ, який поміщений у чохли зі склотканини та закріплений за допомогою сітки. Щілина між завантажувальним пристроєм та розвантажувальною воронкою дробарки звукоізольована за допомогою конструкцій з відкидних секцій, прикріплених до кожуха та розміщених між завантажувальною воронкою та колонками.

Звукоізолююче покриття патрубків виконують із шару звукопоглинального матеріалу типу БЗМ, закріпленого сіткою. Зверху цей шар покривають азбестоцементним розчином. Як захисний шар використовують листову сталь.

Засоби звукоізоляції барабана кульового млина включають звукоізолюючу оболонку на циліндричній частині барабана млина та звукопоглинаючі напівциліндричні елементи, встановлені з обох торців млина. Звукоізолюючу оболонку виготовляють із сталевого каркаса, з внутрішньої сторони якого укріплена об'ємна металева сітка із шаром азбестоцементного розчину. Зазор між барабаном та покриттям заповнений звукопоглинаючим матеріалом (базальтове волокно), поміщеним у чохол із фільтрувальної тканини.

З метою запобігання жорсткої посадки покриття на барабан передбачені пружні прокладки ПРП-40-К-30.300, закріплені в напівциліндричних обоймах вздовж поздовжніх ребер елементів покриття.

Звукоізолююча огорожа включає огорожі вінця з елементами ущільнення зазорів між рухомими та нерухомими частинами, вал-шестірні, а також віброізолятори. Особливість його конструкції полягає в тому, що покращено звукоізоляцію люків за рахунок защемлення пружних елементів з м'якої гуми.

Таким чином, запровадження комплексу технічних рішень, спрямованих на зниження шуму подрібнювальних установок, дозволить зменшити рівень шуму за шкалою А, що дорівнює 20-25 дБ, що забезпечить санітарно-гігієнічні умови праці обслуговуючого персоналу.

вібрація шум безпека виробництво

Вібрація як фактор виробничого середовища, зустрічається у найрізноманітніших галузях промисловості: металообробній,

металургійної, гірничодобувної, нафто-, газодобувної,

машинобудівної промисловості, на транспорті та сільському господарстві, а також багатьох інших виробництвах.

Деякі технологічні процеси - віброущільнення, пресування, формування, процеси буріння та розпушування, транспортування та ін також супроводжуються генеруванням тих чи інших видів вібрації.

Вібрація - це малі механічні коливання, що виникають у пружних тілахпід впливом змінних сил.

Найрізноманітніше обладнання та апаратура, транспортні механізми, що використовують зворотно-поступальні рухомі системи (кривошипношатунні механізми, перфоратори, вібротрамбування, віброфармувальні машини та ін.); неврівноважені обертові маси, ударна взаємодія деталей, що сполучаються (ріжучий інструмент, дрилі, шліфувальні машини, технологічне обладнання, зубчасті передачі, підшипникові вузли); обладнання та інструмент, що використовують у технологічних цілях ударний вплив на оброблюваний матеріал (рубильні та відбійні молотки, преси, інструмент, що використовується в клепці, карбуванні тощо) є джерелом вібрації.

Вібраційна зона – це область поширення вібрації.

Характеристика вібрації. Вібрація характеризується швидкістю (і, м/с) і прискоренням (а, м/с) твердої поверхні, що коливається. Зазвичай ці параметри називають віброшвидкістю та віброприскоренням.

Відповідно до законів біомеханіки, відчуття людини, що виникають при різноманітних зовнішніх впливах і, зокрема, вібрації, пропорційні логарифму кількості енергії подразника (закон Вебера-Фехнера). У зв'язку з цим у практику введено логарифмічні величини - рівні віброшвидкості та віброприскорення:

Lv = 10lg02/^o) = 20lg(U/U0), La = 10lg(a/a0)

Одиницею виміру рівня вібрації є децибели (ДБ). Стандартизовані в міжнародному масштабі величини і0 = 5 10 м/с, а0 = 3 10 м/с прийняті за порогові значення віброшвидкості та віброприскорення.

Частота вібрації (f) – кількість коливань в одиницю часу. Частота вимірюється у герцах (Гц, 1/с) - кількості коливань на секунду, а частота виробничих вібрацій змінюється у діапазоні від 0,5 до 8000 Гц. Період коливання Т(с): Т = 1/f – час, протягом якого відбувається одне коливання. Амплітуда вібропереміщення А (м) - максимальна відстань, на яку переміщується будь-яка точка тіла, що вібрує. Зв'язок між вібропереміщенням, віброшвидкістю та віброприскоренням виражається формулами

v = 2nfA, а = (2f)2 A,

де п = 3,14.

Вібрація може характеризуватись однією або декількома частотами (дискретний спектр) або широким набором частот (безперервний спектр). Спектр частот розбивається на частотні смуги (октавні діапазони). У октавному діапазоні верхня гранична частота f удвічі більша за нижню граничну частоту f2, тобто. f/f=2. Октавна смуга характеризується її середньогеометричною частотою.

Середньогеометричні частоти октавних смуг частот вібрації стандартизовані

і становлять: 1, 2, 4, 8, 16, 31,5, 63, 125, 250, 500, 1000 Гц. З визначення октави за середньогеометричним значенням її частоти можна визначити нижнє та верхнє значення октавної смуги частот.

Класифікація вібрації. Виробнича вібрація, залежно від її фізичних характеристик, розповсюдження в довкілля, джерела виникнення класифікується на такі види (Малюнок № 22):

За способом передачі - на загальну та локальну. Загальна вібрація (вібрація робочих місць) передається через опорні поверхні на все тіло людини, що сидить або стоїть. Локальна вібрація (місцева) передається на руки або окремі ділянки тіла людини, що контактують з інструментом, що вібрує, або вібруючими поверхнями технологічного обладнання.

У напрямку дії - на вертикальну вібрацію (Z), що діє вздовж ортогональної осі системи координат (стопа-голова); горизонтальну вібрацію (X) (спина-груди) та горизонтальну вібрацію (Y) (праве плече - ліве плече).

За тимчасовими характеристиками - на постійні вібрації (величина віброшвидкості змінюється лише на 6 дБ); непостійні вібрації (величина віброшвидкості змінюється щонайменше 6 дБ).

За спектром – на вузькосмугові (рівні віброшвидкості на окремих частотах або діапазонах частот більш ніж на 15 дБ перевищують значення у сусідніх діапазонах); широкосмугові (відсутні виражені частоти або вузькі діапазони частот, на яких рівні віброшвидкості перевищують більш ніж 15 дБ рівні сусідніх частот).

По частотному спектрі – на низькочастотну (fсг = 8, 16 Гц для локальної вібрації та 1, 4 Гц для загальної вібрації); середньочастотну (fсг = 31,5, 63 Гц для локальної та 8, 16 Гц для загальної,); високочастотну (fсг = 125, 250, 500, 1000 Гц для локальної та 31,5, 63 Гц - для загальної).

За джерелом виникнення загальна вібрація поділяється на 3 категорії: транспортна вібрація, що впливає на людину на робочих місцях транспортних засобівпри їх русі місцевістю (категорія 1); транспортнотехнологічна вібрація, що впливає на людину на робочих місцях машин з обмеженою зоною переміщення при їх переміщенні спеціально підготовленими поверхнями виробничих приміщень, промислових майданчиків (категорія 2); технологічна вібрація, що впливає на людину на робочих місцях стаціонарних машин та технологічного обладнання або передається на робочі місця, що не мають джерел вібрації (категорія 3).

Дія вібрації на організм. У зв'язку з тим, що вібрація сприймається декількома аналізаторами (шкірний, вестибулярний та ін), що мають різні властивості, відчуття вібрації змінюється зі зміною її інтенсивності, частотної характеристики, тривалості, місця та напрямки передачі тощо.

Відповідно до сучасних уявлень, ефекти вібраційного на людини визначаються деформацією чи усуненням тканин і органів, що порушує їх нормальне функціонування і призводить до роздратування численних механорецепторів, які сприймають вібрацію. Наслідком цього є зміна психологічних та фізіологічних реакцій людини.

Вібрація відноситься до факторів, що мають велику біологічну активність. Характер, глибина та напрямок фізіологічних та патологічних змін з боку різних систем організму визначається не лише характером вібраційної дії (частота та рівень діючої вібрації, тривалість та місце її дії, напрямок осі дії вібрації), а й різними властивостями анатомічних структур органів та тканин тіла людини , а також особливостями індивідуальної чутливості

При впливі вібрації на людину, найістотніше те, що тіло людини в даному випадку є складною динамічною системою, якій притаманні ритмічні коливання, у тому числі й внутрішніх органів. У цих умовах, при збігу власних частот внутрішніх органів і окремих частин його тіла з частотою вимушеної вібрації виникає явище резонансу, у якому різко зростає амплітуда коливань органів прокуратури та частин тіла. Оскільки тіло людини є складною коливальною системою з власним резонансом, багато біологічних ефектів мають строго частотну залежність.

Область резонансу для голови людини, що сидить, знаходиться в зоні між 20 і 30 Гц. У цьому діапазоні амплітуда прискорення голови може втричі перевищувати амплітуду плечей. Встановлено, що головний резонанс тіла сплячої або лежачої людини для вібрації, що діє у напрямку осі Z, відзначається на частотах 4-6 Гц. Для людини, що стоїть на вібромайданчику, розрізняють 2 резонансні типи на частотах 5-12 і 17-25 Гц.

Коливання внутрішніх органів у грудній та черевній порожнинах при положенні стоячи виявляють резонанс під впливом вібрації при частоті 3,0-3,5 Г ц, але максимальна амплітуда коливань черевної стінки відзначається на частотах від 7-8 Гц, передньої грудної стінки – від 7 до 11 Гц. Частотний діапазон від 4 до 8 Гц може виявитися лімітуючим для стійкості людини та вібрації через усунення внутрішніх органів, особливо черевної порожнини.

На ручці ручної машини при роботі з нею є один максимум вібрації в області нижче 5 Гц і другий - в області 30-40 Гц.

Механічна система прямої руки людини має резонанс у ділянці частот 30-60 Гц. При передачі вібрації від долоні до тильного боку кисті амплітуда коливань при постійної частоті 40-50 Гц зменшується на 35-65%. Згасання коливань збільшується від кисті до ліктя з максимальним ефектом у плечовому суглобі та голові.

При тривалому впливі загальної та локальної вібрації в організмі людини виникають складні морфо-функціональні зміни в різних органах та тканинах. Переважно страждають центральна та периферична нервова системи, регуляція судинного тонусу, що призводять зрештою до розвитку вібраційної хвороби. До факторів виробничого середовища, що посилює шкідливий вплив вібрації на організм людини, відносяться підвищені м'язові навантаження, несприятливі мікрокліматичні умови (насамперед знижена температура та підвищена вологість), шум високої інтенсивності, який, як правило, супроводжує вібрацію, психоемоційна напруженість. Охолодження та змочування рук значно підвищує ризик розвитку вібраційної хвороби за рахунок посилення судинних реакцій.

Гігієнічне нормування вібрації. Основними нормативними документами, що регламентують гранично допустимі величини вібрації є такі санітарні норми, правила та стандарти: «Санітарно-епідеміологічні вимоги до умов роботи з джерелами вібрації» № 310 (2005 р.); «Санітарні норми та правила при роботі з машинами та обладнанням, що створюють локальну вібрацію, що передається на руки працюючих» № 3041-84; ГОСТ 12.1.012-7 «ССБТ. Вібрація. Загальні вимоги безпеки.

Гігієнічне нормування встановлюється окремо для загальної та локальної вібрації. Загальна вібрація нормується у діапазонах октавних смуг із середньогеометричними значеннями частот 2, 4, 8, 16, 31,5, 63 Гц (для транспортної вібрації додатково нормується вібрація в октавній смузі з f^ = 1 Гц). Локальна вібрація нормується в діапазонах частот f^ = 16, 31,5, 63, 125, 250, 500, 1000 Гц. Норми встановлені для тривалості робочої зміниО 8-ій годині.

Допустимі значення рівня віброшвидкості для загальної транспортної, транспортно-технологічної та технологічної вібрації, а також допустимі значення транспортної вібрації та локальної вібрації в октавних смугах частот представлені в таблицях № 26-28.

Таблиця №27. Гігієнічні норми вібрації.

Таблиця № 28. Гранично припустимі значення параметрів локальної вібрації по осях Z, X, Y.

Профілактичні заходи. Заходи попередження несприятливого на організм загальної і локальної вібрації включають технічні, адміністративні і медико-профілактичні заходи. При використанні вібронебезпечних ручних інструментів роботи слід проводити із застосуванням режимів праці, які повинні забезпечувати: обмеження часу впливу вібрації та раціональний розподіл робіт з вібронебезпечними ручними інструментами протягом робочої зміни, обмеження тривалості безперервного одноразового впливу вібрації та використання регламентованих перерв для відпочинку та лікувально- профілактичних заходів.

У режимах праці необхідно вказувати допустимий сумарний час контакту з вібруючими ручними інструментами, тривалість та час організації перерв як регламентованих, так і відповідно до режимів праці, а також перелік робіт, якими оператори з ручними інструментами можуть бути зайняті під час перерв.

У технічних документах (паспорт, технічний опис, інструкція) на те чи інше обладнання, інструмент та апарат, що є джерелами локальної вібрації, слід зазначати наступне:

■ наявність конструктивних рішень, що виключають або обмежують несприятливий вплив вібрації;

■ вібраційні характеристики (значення віброшвидкості та віброприскорення) для всіх номінальних режимів роботи обладнання, інструменту та апарату, виміряні у трьох напрямках ортогональної системи осей координат у точках зіткнення з руками оператора, шумові характеристики;

■ маса ручного інструменту, вага ручного інструменту, що припадає на руки працюючого при виконанні різних технологічних операцій, мінімальну силу натискання, що прикладається руками працюючого у встановленому паспортом режимі;

■ супутні шкідливі виробничі фактори, джерелами яких є інструмент та обладнання.

Комплекс заходів медико-профілактичного характеру включає проведення щорічних профоглядів працюючого контингенту, отримання лікувально-профілактичного харчування та вітамінопрофілактику, санаторнокурортне лікування та низку інших заходів.

Технічний захист від вібрацій включає наступні заходи активного віброзахисту:

■ віброізоляція - зменшення передачі коливань від джерела збудження до об'єкта, що захищається за допомогою пристроїв, поміщених між ними (гумові, пружинні віброізолятори);

■ вібродемпфування - збільшення механічного активного імпедансу елементів, що коливається шляхом збільшення дисипативних сил при коливаннях з частотами, близькими до резонансних;

■ динамічне гасіння коливань шляхом приєднання до захищеного об'єкта системи, реакція якої зменшує розмах вібрації у точках приєднання;

■ зміна конструктивних елементів та будівельних конструкцій.

Зниження несприятливого впливу вібрації на працюючих здійснюється за рахунок зменшення вібрації у джерелі освіти, за рахунок конструктивних та технологічних рішень при розробці нових та модернізації існуючих машин, обладнання, інструментів; зменшення вібрації на шляху розповсюдження засобами віброізоляції та вібропоглинання; застосування дистанційного та автоматичного управління. Дотримання вимог безпеки щодо виключення контакту працюючих з вібруючими поверхнями за межами робочої зони (попереджувальні написи, сигналізація, огорожу та ін.), заборона перебування робітників на вібруючій поверхні виробничого обладнання під час його роботи, планового та попереджувального ремонту машин та обладнання, сприяють зниженню ушкоджуючого впливу вібрації на організм провідних професійних груп робітників.

На сучасному етапітехнічного прогресу боротьба з несприятливими наслідками впливу вібрації набуває все більшої соціальної та гігієнічної значущості. Це викликано, з одного боку, інтенсифікацією існуючих технологічних процесів, з іншого - зростаючим впровадженням у всі галузі економіки віброактивної техніки, і, насамперед, ручних машин, парк яких нині налічує мільйони одиниць.

Удосконалення техніко-економічних показників машин та обладнання здійснюється шляхом збільшення потужності та робочої швидкості при одночасному зменшенні маси, що веде до зростання віброактивності машин.

Вібрація як фактор виробничого середовища зустрічається у металообробній, гірничодобувній, металургійній, машинобудівній, будівельній, авіа- та суднобудівній промисловостях, у сільському господарстві, на транспорті та інших галузях економіки. Вібраційні процеси є діючим початком при ущільненні, пресуванні, вібраційній інтенсифікації, механічній обробці матеріалів, вібраційному бурінні, розпушуванні, різанні гірських порід та фунтів, вібротранспортуванні тощо. Вібрацією супроводжується робота пересувних та стаціонарних механізмів та агрегатів, в основу дії яких покладено обертальний або зворотно-поступальний рух.

Вібрація- це коливальні рухи системи із пружними зв'язками. За способом передачі людині-оператору виділяють локальну та загальну вібрації.

14.1. ЛОКАЛЬНА ВІБРАЦІЯ

Локальна вібрація - один із найпоширеніших професійних факторів. Її джерелами є ручні машини (або ручні механізовані інструменти), органи управління машинами та обладнанням (рукоятки, рульові колеса, педалі), ручні немеханізовані інструменти та пристосування.

лення (наприклад, різні молотки), а також оброблювані деталі, які працюють утримують в руках. p align="justify"> Робота з цим обладнанням пов'язана з впливом на організм людини вібрації, що передається через руки, ступні ніг або інші частини тіла.

Локальна вібрація класифікується за наступними ознаками:

за способу передачілюдині-оператору, при цьому виділяють вібрації, що передаються через руки, через ступні ніг, а також ті, що впливають на інші частини тіла (на поперек, стегно, груди при використанні деяких віброінструментів, наприклад, перфораторів);

за тимчасовим характеристикам- виділяють постійні (для локальної вібрації нехарактерні) та непостійні вібрації, в т.ч. імпульсні, що складаються з одного або кількох вібраційних впливів, кожен тривалістю менше 1 с;

за спектральним характеристикам- виділяють діапазони з переважанням максимальних рівнів у октавних смугах 8-16 Гц (низькочастотний), 31,5-63 Гц (середньочастотний) та 125-1000 Гц (високочастотний);

за напряму дії- Виділяють вібрацію, що діє вздовж осей ортогональної системи координат Х л, У л, Zjj.

Ручні машини за видом приводу поділяються на пневматичні, електричні та бензиномоторні, а за принципом роботи - на машини обертальної дії (шліфувальні, полірувальні машини тощо), ударної дії зі зворотно-поступальним рухом ударника (молотки рубальні, карбовані, клепальні і т.п.), ударно-обертальної дії (гайковерти), ударно-поворотної дії (перфоратори тощо), що давить (ножиці різних типів).

Параметри вібрації можуть значно змінюватися залежно від режиму роботи, виду матеріалу, що обробляється, а також від технічного стану інструменту. До вібруючих прийнято відносити такі джерела (об'єкти), при роботі з якими виникають вібрації, що становлять не менше ніж 20% від ПДУ, що відповідає 108 дБ (4,0-10 -3 м/с) віброшвидкості або 112 дБ (4, 0?10 -1 м/с 2) віброприскорення.

Рівні вібрації на рукоятках механізованих та немеханізованих інструментів коливаються, в більшості випадків, у межах від 112-124 дБ, але можуть на деяких видах інструментів

досягати 128-136 дБ (при оцінці за коригованим рівнем віброшвидкості), частотний діапазон при цьому варіює від 2 до

2000 Гц.

Нормовані параметри локальної вібрації є:

- частотні (спектральні) характеристики- середньоквадратичні значення віброшвидкості або віброприскорення в абсолютних одиницях (м/с або м/с 2 відповідно) або їх логарифмічні рівні (дБ), що вимірюються в октавних смугах середньогеометричних частот в діапазоні від 8 до 1000 Гц;

- одночисловий частотно-зважений показник- кориговане значення віброшвидкості або віброприскорення або їх логарифмічний рівень (інтегральна оцінка частоти нормованого параметра);

- інтегральна оцінказа частотою параметра, що нормується, з урахуванням часу впливу вібрації - еквівалентне кориговане значення віброшвидкості або віброприскорення або їх логарифмічний рівень (еквівалентний по енергії рівень нормованого параметра).

Для інтегральних параметрів - коригованого та коригованого еквівалентного рівнів вібрацій - встановлені наступні гранично допустимі величини: при оцінці за віброшвидкістю - 2,0×10 -2 м/с (112 дБ), по віброприскоренню - 2,0 м/с 2 (126 дБ) ).

Гранично допустимі величини встановлені тривалості вібраційного впливу протягом 480 хв (8 год) робочої зміни. Вказані гранично допустимі значення встановлені для непостійної локальної вібрації. Імпульсні вібрації нині не регламентовані ні нашій країні, ні там.

Вимірювання коригованого віброприскорення або віброшвидкості вимагають застосування відповідних смугових та вагових фільтрів. Величина частотної корекції полягає в тому, що вібрація на різних частотах по-різному впливає на зміну фізіологічних показників.

Коригований (за частотою) рівень використовують для характеристики віброінструментів за ступенем їхньої вібронебезпеки. Для оцінки вібраційного навантаження та ступеня шкідливості умов праці працюючих з віброінструментами вимірюють або розраховують еквівалентний коригований рівень вібрації з урахуванням тривалості дії вібрації протягом робочої зміни. Спектральні характеристики вібрації використовують для прогнозування.

вання характеру порушень здоров'я та вибору заходів профілактики вібраційної хвороби.

У вітчизняній літературі для характеристики вібрації ручних машин прийнято використовувати переважно одиниці логарифмічних рівнів віброшвидкості (в дБ), у зарубіжних роботах використовуються абсолютні одиниці віброприскорення (м/с 2). Відсутність єдиного критерію для оцінки локальної вібрації ускладнює зіставлення результатів наукових досліджень у галузі вібраційних впливів.

Вимірювання та оцінка вібрації відповідно до вітчизняних санітарних норм проводиться окремо за трьома ортогональними напрямками-осями (Х л, У л, Zjj), при цьому за вібраційну характеристику ручної машини приймається значення контрольованого параметра по осі, на якій реєструється максимальна величина вібрації, із зазначенням цієї осі.

У міжнародному стандарті ІСО 5349-1(2001) та Директиві Євросоюзу 2002/44/ЄС, що встановлюють вимоги до вимірювання та оцінки вібрацій, що передаються на руки, запроваджено новий нормований показник - загальна (або повна) величина вібрації, що дорівнює векторній сумі (відповідна квадратному із суми квадратів значень віброприскорення, виміряних за трьома ортогональними осями), а^ у, для якої встановлені наступні критеріальні значеннядля тривалості дії 8 годин за робочу зміну:

Гранична величина, значення якої має бути перевищено 5 м/с 2 ;

Розмір, потребує вжиття заходів захисту (профілактики), - 2 м/с 2 .

Для отримання повної вібрації розрахунковим методом виміряне значення вібрації по осі, де вона максимальна, має бути помножено на коефіцієнт від 1,0 до 1,7 (рекомендації щодо вибору коефіцієнта наведено в стандарті ISO 5349-2, 2001).

Зазначені граничні величини ґрунтуються на результатах досліджень, що дозволили встановити, що прояви вібраційного синдрому (hand arm vibration syndrome, HAVS або vibration white finger, VWF) розвиваються пізніше у осіб, які піддаються впливу вібрації з еквівалентним загальним значенням віброприскорення А(8) менше 2 м/с 2 і не реєструються при значеннях А(8) менше 1 м/с 2 . Вважається, що підвищення рівня вібрації в

2 рази скорочує вдвічі безпечніший стаж роботи, тобто. прискорює вдвічі термін розвитку вібраційної хвороби. Однак відсутність епідеміологічних даних, результатів тривалих клінічних спостережень та лабораторних фізіолого-гігієнічних експериментальних досліджень з метою встановлення дозо-ефективного взаємозв'язку між параметром векторної суми вібрації та зміною фізіологічних показників робить зазначені вище граничні величини недостатньо надійними.

На систему вимірювання та оцінки локальної вібрації з повного віброприскорення передбачається перейти і нашій країні.

Фактори ризику.Ефекти впливу вібрації та ймовірність розвитку вібраційних порушень залежать від багатьох виробничих та невиробничих факторів, які називаються «факторами ризику»,у тому числі: характеристик вібраційної дії, супутніх виробничих факторів, індивідуальних факторів. Найбільш значущими факторамиє:

Частотний склад вібрації, рівень, імпульсність, загальна тривалість дії за зміну, наявність перерв у роботі, включаючи мікропаузи;

Фізичне навантаження (вага, що припадає на руки в процесі роботи віброінструментом, зусилля натискання та обхвату рукояток, робоча поза, область та розташування частин рук, що піддаються впливу вібрації), оскільки вібрація передається людині-оператору у процесі силової взаємодії з віброінструментом, область та розташування частин рук, що піддаються впливу вібрації;

Тип та технічний стан обладнання, інструментів та допоміжних пристроїв, використовуваний матеріал рукояток та вставного інструменту, теплопровідність матеріалу;

Супутні виробничі фактори, що посилюють дію вібрації та впливають на периферичний кровообіг (охолодження загальне та локальне, обдування та змочування рук, шум, шкідливі хімічні речовини);

Індивідуальні фактори, що впливають на периферичний кровообіг, такі як нікотин, певні лікарські засоби, перенесені захворювання, які можуть впливати на кровообіг, а також інші індивідуальні характеристики (наприклад, вік початку роботи у вібронебезпечній професії менше 18 років та старше 45 років, морфоконституційні критерії) ;

Позавиробничий вплив вібрації та холоду (домашні заняття з віброінструментами, хобі).

Основними критеріями,за якими можна судити про рівень ризику впливу фактора на організм людини, є:

Частота специфічних порушень;

Ступінь чи вираженість порушень;

Строки розвитку порушень (латентний період).

Супутні фактори посилюють дію вібрації, прискорюючи розвиток вібраційних порушень в 1,1-1,5 разів, до найсильніших із зазначених вище факторів відносяться охолодний мікроклімат, фізичні зусилля, шум і куріння.

Гігієнічна характеристика умов праці основних вібронебезпечних професій. Працюючих з ручними машинами (ручними механізованими віброінструментами) прийнято називати операторами, а професії, у яких ризик розвитку вібраційної хвороби найвищий – «вібронебезпечні».

Найбільш «вібронебезпечними» професіями є такі, в яких працюючі піддаються впливу високоінтенсивної вібрації найбільш агресивних середньо- та високочастотних діапазонів. Це професійні групи обрубувачів лиття, наждачників, вальщиків лісу, заточників, шліфувальників. У тих професій, що працюють, латентний період розвитку вібраційної хвороби мінімальний (становить у середньому 8-12 років), а частота випадків найбільша і може досягати 30% (за даними цільових клінічних оглядів). Слід зазначити, що показники поширеності та латентний період вібраційної хвороби в тих самих професійних групах працюючих можуть істотно відрізнятися при аналізі різних джерел інформації про захворюваність - даних періодичних медичних оглядів, проведених медсанчастками промислових підприємств (профцентрами), або даних цільових клінічних оглядів профпатологічних клінік.

До цього часу не існує єдиної думки щодо ступеня шкідливості імпульсних вібрацій, що генеруються немеханізованим ручним інструментом – рихтувальними молотками, киянками тощо. щодо ступеня шкідливості імпульсних вібраційних впливів. Значна частина авторів відносить їх до найбільш шкідливих. Однак більш тривалий латентний період вібраційної хвороби в групах працюючих, що піддаються впливу імпульсних та непостійних вібрацій одних

і тих же рівнів свідчить про те, що це питання ще не до кінця вирішене. В табл. 14.1представлені середні значення латентного періоду розвитку вібраційної хвороби в порівнянні зі усередненими рівнями вібрації для основних вібронебезпечних професій.

Загальною гігієнічною характеристикою умов праці найбільш вібронебезпечних професійних груп є вплив високоінтенсивної вібрації з рівнями віброшвидкості 124 дБ і більше, частотний діапазон якої знаходиться в межах 63-250 Гц і вище (середньо- та високочастотна вібрація); ці роботи характеризуються значною фізичною тяжкістю (обумовленою вагою інструментів) і проводяться часто в умовах загального та локального охолоджень. Ці фактори в сукупності зумовлюють розвиток у короткий термін найбільш характерного синдрому вібраційної хвороби – «білих пальців». Більше пізні термінирозвитку вібраційної хвороби в деяких професійних

Таблиця 14.1.Терміни розвитку вібраційної хвороби у вібронебезпечних професіях

групах (наприклад, серед формувальників) при значних рівнях вібрації інструментів обумовлені низькочастотним спектром вібрації, що викликає в основному зміни з боку нервово-суглобового апаратів, а також відсутністю значних фізичних зусиль та охолодження.

Фізіологічні механізми дії вібрації. Сприйняття людиною вібрації – складні фізіологічний та психологічний процеси, у здійсненні яких беруть участь аналізатори соматичної чутливості: шкірний, пропріоцептивний, інтероцептивний, вестибулярний. У шкірному аналізаторі перетворення механічної енергії на нервовий процес відбувається в механорецепторах, також беруть участь рецептори сухожиль, фасцій та суглобів.

Здебільшого, це инкапсулированные рецептори, які стосуються первинно які відчувають, тобто. таким, у яких субстрат, що сприймає зовнішню дію, закладений у самому сенсорному нейроні. До них відносяться такі рецепторні утворення, як тільця Мейснера, тільця Пачіні, волосяні фолікули. Поріг відчуття вібрації лежить приблизно лише на рівні 70 дБ за віброшвидкістю, тобто. набагато вище слухового порога. Значно вже межі реагування шкірного аналізатора при сприйнятті механічних коливань. Інтервал між граничною величиною та величиною стимулу, що викликає больове відчуття, становить для шкірного аналізатора близько 70 дБ. Експериментальні психо- та нейрофізіологічні дослідження свідчать про наявність принаймні двох самостійних систем сприйняття вібрації: поверхневий, низькочастотний,що забезпечує сприйняття та передачі вібрації з частотою від 0,5 до 40 Гц, та глибокої, високочастотної,що активується в діапазоні частот від 50 до 500 Гц. При цьому тільця Мейснера чутливі до низькочастотних вібрацій, а волокна другої системи йдуть від глибоких тканин руки, іннервуючи, імовірно, тільця Пачіні. Пропріоцептивна система тісно пов'язана із вестибулярним аналізатором.

При низьких частотах (до 10 Гц) коливання, незалежно від місця їх збудження, поширюються з дуже малим згасанням, залучаючи до коливального руху весь тулуб, включаючи голову. Зі збільшенням м'язової напруги руки провідність вібрацій зростає на всіх досліджуваних частотах коливань, досягаючи найбільшої величинидля частот 30-60 Гц, відповідних діапазону частот своїх коливань руки.

Особливості механічних властивостей тіла людини та функціонування сенсорних систем зумовлюють неоднакову чутливість людини до вібрацій різних частот. У робітників, які тривалий час використовують ручні машини, спостерігаються різноманітні зміни в м'язах плечового пояса, рук, кистей. Під впливом вібрації змінюються електрозбудливість та лабільність нервово-м'язового апарату, причому ці зрушення нерідко виникають рано, передують іншим суб'єктивним та об'єктивним змінам та відрізняються значною стійкістю навіть після припинення контакту з вібрацією.

Дія вібрації на організм викликає різні зміни у діяльності центральної та периферичної нервової систем. Особливо чутливими до дії вібрації є відділи симпатичної нервової системи, що регулюють тонус периферичних судин, а також відділи периферичної нервової системи, пов'язані з вібраційною та тактильною чутливостями. При дії вібрації знижуються всі види шкірної чутливості, погіршується швидкість проведення імпульсу нервом, розвиваються парестезії.

Спрямованість судинних порушень визначається насамперед частотними характеристиками вібрації. Встановлено, що здатність капілярів до спазму проявляється при дії вібрації понад 35 Гц, при цьому діапазон частот 35-250 Гц є найнебезпечнішим щодо розвитку спазму судин. При дії вібрацій низьких частот (нижче 35 Гц) спостерігається переважно картина атонії капілярів або спастико-атонічне їх стан. Порушення периферичної гемодинаміки при дії локальної вібрації залежить від місця її переважного докладання. Тривалий вплив низькочастотної вібрації обумовлює в основному розвиток ангіодистонічного синдрому та кістково-м'язових порушень, а високочастотної вібрації – викликає переважно ангіоспазм та вегетосенсорні поліневропатії. Особливості дії вібрацій різних спектральних складів спричиняють диференційований підхід до призначення заходів профілактики.

Вивчення сприйняття вібрацій лише на рівні цілісного організму проводиться у основному з допомогою психофізіологічних методів. Для оцінки впливу локальної вібрації на організм людини використовується комплекс методів, що включає оцінку стану

ня нервово-м'язового апарату та периферичної гемодинаміки, а також слухової чутливості. Найбільш інформативними методами є паллестезіометрія (вимірювання вібраційної чутливості) на частотах 63, 125 і 250 Гц, алгезиметрія (вимірювання больової чутливості), термометрія шкірних покровів кистей рук з холодовою пробією, реовазографія судин кистей рук, м'язів. Зміна показників вібраційної та больової чутливостей виявляється у 80-95% працюючих у контакті з високочастотною вібрацією.

Провідне місце за показниками захворюваності на вібраційну хворобу займають вугільна промисловість, кольорова металургія та машинобудування. Частка вібраційної хвороби у загальній структурі професійних захворювань у цих галузях становить 15-19%. Найбільш високі показники захворюваності у розрахунку на 100 000 працюючих реєструються серед обрубувачів – 5,4 випадки вібраційної хвороби; бурильників – 5,9; вальщиків лісу – 4,0; заточників – 3,9; формувальників – 1,0. Ці ж професійні групи, які є найбільш масовими, роблять основний внесок у професійну структуру вібраційної хвороби, в якій найбільшу питому вагу мають професійні групи обрубувачів – до 64%, формувальників – до 11%, наждачників – до 11% та ін. У деяких професійних групах жінки становлять більшість хворих на вібраційну хворобу: серед заточників їх 76%, серед стриженників – 57%, серед наждачників – 47%, серед шліфувальників – 36%.

Дозоефективні залежності впливу локальної вібрації. Для оцінки ймовірності розвитку вібраційних порушень у працюючих від впливу локальної вібрації у міжнародному стандарті ISO 5349-1(2001) запропоновано модель прогнозу вібраційних порушень.

Пропонована в стандарті 5349-1(2001) модель дозо-ефективної залежності ґрунтується на результатах досліджень робітників, які піддавалися в процесі своєї професійної діяльності, впливу вібрації з рівнями до 30 м/с 2 (наведеної до 8-годинної дії) протягом різного стажу роботи – (до 25 років). У розробці використовувалися дані про цілорічні робітники, які щодня працювали одним і тим же інструментом протягом усього періоду роботи. За критерій наявності вібрації

ційних порушень приймалася поява симптому побіління пальців рук, що є результатом периферичних судинних розладів. Цей критерій прийнято за основу, оскільки він краще за інших вивчений, може бути легко кількісно оцінений, найбільш просто піддається виявленню і є досить специфічним. Вважається, що він є також і найбільш ранньою ознакоюдії вібрації.

Відповідно до встановленої залежності, вплив вібрації з рівнем, близьким до запропонованого в даному стандарті як граничний (4 м/с 2), призведе до появи симптому побіління пальців у 10% працюючих через 8 років, а при дії вібрації з рівнем 26 м /з 2 - через 1 рік.

Зазначена залежність не дозволяє передбачити ризик появи синдрому білих пальців, зумовленого вібрацією, для якогось конкретного робітника, а може бути використана для визначення критерію вібраційного впливу, призначеного як орієнтир для вирішення питання щодо вжиття заходів щодо зменшення небезпеки заподіяння шкоди здоров'ю внаслідок дії локальної вібрації для професійних груп

Модель прогнозу розвитку вібраційних порушень, розроблена ГУ НДІ медицини праці РАМН, заснована на результатах статистичної обробки даних захворюваності на вібраційну хворобу I ступеня серед робочих машинобудівних підприємств, розташованих у середньому кліматичному поясі Росії.

Встановлена ​​залежність виражена як формули:

ln T = -20 ln L + C p ,

де :

Т – латентний період розвитку СБ, роки;

L - еквівалентний коригований рівень віброшвидкості,

дБ;

Ср - коефіцієнт, що залежить від частоти (або ймовірності р) розвитку СБ.

Відповідно до встановленої залежності, перші достовірні значення ймовірності появи вібраційних порушень (більше 10%) встановлюються для робіт, пов'язаних з впливом вібрації з еквівалентним рівнем віброшвидкості 115 дБ протягом 20 років. Збільшення ризику вібраційних порушень зі стажем при

Вплив вібрації невисоких рівнів відбувається повільними темпами. При збільшенні рівня вібрації ймовірність захворювання швидко наростає, становлячи 12% при дії вібрації з рівнем 124 дБ у групі зі стажем роботи 5 років та 46% - у групі зі стажем 25 років. Вплив вібрації з еквівалентним коригованим рівнем 112 дБ (на рівні ПДУ) не призводить до розвитку захворювання протягом 32-х років роботи з вібронебезпечним інструментом у 90% працюючих, тоді як максимально допустимий рівень (124 дБ) буде безпечним для того ж відсотка. працюючих лише протягом 4-х років.

Зіставлення результатів прогнозу за стандартом ISO 5349-1(2001) і за вітчизняними даними показало, що відмінності у ймовірності розвитку порушень становлять від 10 до 35 разів. Це пояснюється використанням різних критеріїв оцінки вібраційних порушень та методичних підходів до проведення досліджень. У нашій країні діагноз вібраційної хвороби встановлюється на підставі комплексу суб'єктивних та об'єктивних ознак – скарг працюючого, показників вібраційної та больової чутливостей, температури шкіри пальців рук, даних реовазографії та капіляроскопії судин кистей рук, результатів холодової проби. Зміна одного з показників не є достатньою для встановлення діагнозу. У стандарті ІСО 5349-1(2001) використані епідеміологічні дані поширеності лише одного ознаки вібраційних порушень - симптому побіління пальців рук, причому лише у двох найбільш вібронебезпечних професіях - вальщиків лісу та бурильників. Цей контингент працюючих піддається одночасно з вібрацією дії холоду, що сприяє прискореному розвитку вібраційних порушень. За такого методу збору даних можлива гіпердіагностика порушень.

Концепція професійного ризику дає можливість враховувати як виробничі, а й індивідуальні чинники ризику. Це дозволяє у найближчому майбутньому перейти до оцінки індивідуального ризику та розрахунку критичного стажу роботи для кожного робітника з урахуванням характеристик умов його праці та індивідуальних факторів ризику. Принципом комплексної оцінки індивідуального ризику є кількісний облік усіх факторів ризику (виробничих та індивідуальних), що впливають, за допомогою перемноження парціальних вагових коефіцієнтів ризиків, використовуючи як основу базовий ризик, розрахований за обраною моделлю.

прогнозування вібраційної хвороби

Заходи профілактики Несприятливий вплив вібрації та супутніх факторів при роботі з віброінструментами включають технічні, організаційно-технічні, адміністративні та медико-профілактичні заходи.

Технічні (конструктивні) заходи зниження вібрації, шуму, фізичного навантаження та інших факторів включають максимальне зниження маси інструменту з метою зниження фізичної тяжкості робіт (використання легких полікомпозиційних матеріалів, магнієвих сплавів), що знижує ризик вібраційних порушень. При можливості має бути передбачений підігрів рукояток. Рукоятки віброінструментів повинні мати віброізолююче покриття з коефіцієнтом теплопередачі не більше 510 Вт/(м 2 -К), або повинні бути виготовлені з матеріалу з коефіцієнтом теплопровідності не більше 0,5 Вт/(м. К). Конструкція віброінструментів повинна унеможливлювати обдування рук працівників вихлопом стисненого повітря або відпрацьованими газами та попадання їх у зону дихання.

Організаційно-технічні заходи включають:

Захист часом - режими праці, які мають забезпечувати загальне обмеження часу дії вібрації протягом робочої зміни; раціональний розподіл робіт з віброінструментами протягом робочої зміни (режими праці із запровадженням регулярно повторюваних перерв); також обмеження тривалості безперервної одноразової дії вібрації, раціональне використання регламентованих перерв (у зимовий та перехідні періоди року перерви одночасно повинні використовуватися для обігріву працівників). Не рекомендується проведення понаднормових робітз віброінструмент.

Заходи колективного захисту(Захист від переохолодження). Під час роботи на відкритих майданчиках у холодний період року слід обладнати приміщення для обігріву, відпочинку та укриття від несприятливих метеорологічних умов. Температура повітря у цих приміщеннях повинна бути в межах 22-24 °С. У холодну пору року працівники повинні доставлятися до місця роботи в утепленому транспорті. В обідню та інші перерви для працівників має організовуватися гаряче харчування.

Засоби індивідуального захисту(антивібраційні рукавиці, протишумні навушники або вкладиші, теплий спеціальний одяг; при обводненні та охолодній дії води - водонепроникний одяг, рукавиці та взуття).

Адміністративні заходи щодо зниження ризику розвитку професійних захворювань при роботах вібронебезпечними інструментами мають на увазі виконання роботодавцями своїх обов'язків щодо працівників вібронебезпечних професій (допуск до роботи тільки справних та відрегульованих інструментів з віброзахистом, з облицьованими теплоізоляційними матеріалами рукоятками тощо; проведення періодичного контролю за рівнями вібрації, шуму та шуму) розробка режимів праці, забезпечення працівників ефективними засобами індивідуального та колективного захисту, санітарно-побутовими приміщеннями, профілактичним харчуванням та ін., навчання працівників правильним способам роботи з віброінструментами, що зменшують ризик розвитку вібраційної хвороби; д.).

Медико-профілактичні заходи включають: проведення попередніх та періодичних медичних оглядів; фізіотерапевтичні заходи; вітамінопрофілактику; санаторно-курортне лікування та ін.

14.2. ЗАГАЛЬНА ВІБРАЦІЯ

Загальна вібрація класифікується за такими ознаками: За джерелом виникнення вібрацій виділяються:

загальна вібрація 1 категорії - транспортна вібрація, що впливає на людину на робочих місцях самохідних та причіпних машин, транспортних засобів при русі місцевістю, агрофонами та дорогами (у тому числі, при їх будівництві). До джерелам транспортної вібраціївідносять: трактори сільськогосподарські та промислові, самохідні сільськогосподарські машини (у тому числі комбайни), автомобілі вантажні (у тому числі тягачі, скрепери, бульдозери, грейдери, ковзанки тощо), снігоочисники, самохідний гірничо-шахтовий рейковий транспорт;

загальна вібрація 2 категорії- транспортно-технологічна вібрація, що впливає на людину на робочих місцях

машинах, що переміщуються спеціально підготовленими поверхнями виробничих приміщень, промислових майданчиків, гірничих виробок. До джерелам транспортнотехнологічної вібраціївідносять: екскаватори (у тому числі роторні), крани промислові та будівельні, машини для завантаження (завалочні) мартенівських печей у металургійному виробництві, гірські комбайни, шахтні вантажні машини, самохідні бурильні каретки, колійні машини, бетоноукладачі, виробничий транспорт для підлоги; загальна вібрація 3 категорії- технологічна вібрація, що впливає на людину на робочих місцях стаціонарних машин або передається на робочі місця, які не мають джерел вібрації. До джерелам технологічної вібрації відносять:верстати метало- та деревообробні, ковальсько-пресове обладнання, ливарні машини, електричні машини, стаціонарні електричні установки, насосні агрегати та вентилятори, обладнання для буріння свердловин, бурові верстати, машини для тваринництва, очищення та сортування зерна (у тому числі сушарки), обладнання промисловості будматеріалів (крім бетоноукладачів), установки хімічної та нафтохімічної промисловості та ін.

Загальна вібраціякатегорії 3 за місцем знаходження поділяється на:

а) технологічну вібрацію на постійних робочих місцях виробничих приміщень підприємств;

б) технологічну вібрацію на робочих місцях на складах, у їдальнях, побутових, чергових та інших виробничих приміщеннях, де немає машин, що генерують вібрацію;

в) технологічну вібрацію на робочих місцях у приміщеннях заводоуправління, конструкторських бюро, лабораторій, навчальних пунктів, обчислювальних центрів, оздоровчих пунктів, конторських приміщень, робочих кімнат та інших приміщеннях для працівників розумової праці.

У напрямку дії загальну вібрацію поділяють на діючу вздовж осей ортогональної системи координат Х о, У о, Zj, де Х о (від спини до грудей) і У о (від правого плеча до лівого) - горизонтальні осі, спрямовані паралельно опорним поверхням, а - вертикальна вісь, перпендикулярна опорним поверхням тіла у місцях його контакту з сидінням, підлогою тощо.

За характером спектра загальну вібрацію поділяють на низькочастотну загальну вібрацію (з переважанням максимальних рівнів у октавних смугах 1-4 Гц), середньочастотну вібрацію (8-16 Гц) та високочастотну вібрацію (31,5 та 63 Гц).

За тимчасовими характеристиками загальні вібрації поділяють на постійні вібрації, котрим величина віброшвидкості чи віброприскорення змінюється лише у 2 разу (6 дБ) під час спостереження; непостійні вібрації (що коливаються, змінні, імпульсні), котрим величина віброшвидкості чи віброприскорення змінюється щонайменше 2 разу (на 6 дБ) під час спостереження щонайменше 10 хв при вимірі з постійної часу 1 з.

Вібрація робочих місць операторів транспортних засобів і самохідної техніки носить переважно низькочастотний характер з високими рівнями інтенсивності (до 132 дБ) і залежить від швидкості пересування, типу сидіння та системи, що амортизує, ступеня зношеності машини та покриття доріг, що виконується технологічного процесу. Аналіз вібраційного впливу показує, що на операторів машин зазвичай впливає змінна за рівнями та спектрами вібрація, що включає мікро- та макропаузи. Оператори мають можливість у відомих межах регулювання вібраційної експозиції.

Технологічне обладнання, як правило, вібрує постійно, монотонно, протягом усього робочого дня, при цьому вібрація робочих місць має середньо- та високочастотний характер з максимумом інтенсивності в октавах 20-63 Гц. Максимальна енергія по коливальній швидкості для самохідних машин спостерігається у октавах 1-8 Гц, для напівстаціонарних (транспортно-технологічних) машин – у октавах 4-63 Гц.

Для транспортних вібрацій найбільша інтенсивність відзначається у вертикальному напрямку, для транспортно-технологічних та технологічних – у горизонтальному напрямку. Рівні транспортних вібрацій значно вищі, ніж технологічні, проте сумарний час контакту з вібрацією майже вдвічі менший.

Із факторів виробничого середовища, що посилюють шкідливий вплив вібрацій на організм, слід зазначити: надмірні м'язові навантаження, шум високої інтенсивності, несприятливі мікрокліматичні умови.

Біологічна дія. Вібрація відноситься до факторів, що мають значну біологічну активність. Характер, глу-

Біна та спрямованість функціональних зрушень з боку різних систем організму визначаються рівнем, спектральним складом та тривалістю впливу вібрації. У суб'єктивному сприйнятті вібрації та об'єктивних фізіологічних реакціях важлива роль належить біомеханічним властивостям тіла людини – складної коливальної системи. Найважливішою з біодинамічних характеристик тіла є вхідний механічний імпеданс,характеризує величину опору тіла коливань.

Вимірювання імпедансу в позі сидячи і стоячи за вертикальної вібрації показало, що при частоті менше 2 Гц тіло відповідає на вібрацію як жорстка маса. На більш високих частотах тіло реагує як коливальна система з одним або декількома ступенями свободи, що проявляється у резонансному посиленні коливань на окремих частотах.

Ступінь поширення коливань по тілу залежить від їх частоти, амплітуди, площі ділянок тіла, що стикаються з вібруючим об'єктом, місця застосування та напрямки осі вібраційної дії, демпфуючих властивостей тканин, явища резонансу та інших умов.

При вивченні біологічної дії вібрації береться до уваги характер її поширення по тілу людини, що розглядається як поєднання мас із пружними елементами. В одному випадку це все тулуб з нижньою частиною хребта і тазом (яка стоїть), в іншому випадку - верхня частина тулуба в поєднанні з верхньою частиною хребта, що нагинається вперед (сидюча людина).

Для людини, що стоїть на вібруючої поверхні, є два резонансні піки на частотах 5-12 Гц і 17-25 Гц, для сидячого - на частотах 4-6 Гц. Для голови резонансні частоти лежать у сфері 20-30 Гц. У цьому діапазоні частот амплітуда коливань голови може перевищувати амплітуду коливань плечей утричі. Для людини область резонансних частот знаходиться в інтервалі 3-3,5 Гц. Однією з найважливіших коливальних систем є сукупність грудної клітки та черевної порожнини. У положенні стоячи коливання внутрішніх органів цих порожнин виявляють резонанс частотах 3,0-3,5 Гц; максимальна амплітуда коливань черевної стінки спостерігається на частотах від 7 до 8 Гц, передньої стінки грудної клітки – від 7 до 11 Гц.

Незалежно від місця збудження коливання згасають при поширенні по тілу тим більше, що вища їх частота, причому величина згасання залежить від рівня інтенсивності коливань у зоні збудження.

Згідно з сучасними уявленнями, фізіологічні ефекти вібраційного впливу на людину визначаються деформацією або усуненням органів та тканин, що порушує їх нормальне функціонування та призводить до подразнення численних механорецепторів, які сприймають вібрацію. Усе це відбивається на фізіологічних та психічних реакціях організму людини.

Вібрація відноситься до факторів, що мають велику біологічну активність. Характер, глибина та спрямованість фізіологічних та патологічних зрушень у різних системах організму визначається рівнями, частотними характеристиками вібрації, а також фізіологічними властивостями тіла людини. У генезі цих реакцій важливу роль відіграють аналізатори - вестибулярний, руховий, зоровий та ін. Вестибулярний аналізатор є перетворювачем енергії лінійних та кутових переміщень тіла у сигнали про його становище та рухи.

Під дією вібрації може спостерігатися подразнення не тільки отолітового апарату, а й нервових закінчень напівкружних каналів. Зрушення, що виникають під впливом вібрації низьких частот, у функціональному стані вестибулярного аналізатора розглядаються як стан заколисування - хвороба руху, що проявляється в наступних основних клінічних формах: нервової, серцево-судинної, шлунково-кишкової та змішаної. Хвороба руху є найважливішою гігієнічною проблемою в умовах праці працівників різних видівтранспорту – залізничного, морського, авіаційного, самохідних транспортних засобів.

Вестибулярний аналізатор при взаємодії з руховим, зоровим та ін. бере участь у формуванні пози та просторової орієнтації людини. Двигуна система анатомічно та функціонально пов'язана з вестибулярним та зоровим аналізаторами. Тому оптовестибулоспінальну систему розглядають як функціональний комплекс, що забезпечує регуляцію пози та організацію рухів, що відіграє важливу роль при вібраційному впливі.

Двигуна система - головний об'єкт впливу вібрації та залежно від її частоти проявляється якісно різними ефектами. На низьких частотах (до 1-2 Гц), коли час латентної м'язової системи менший від періоду коливань, вона ще здатна досить ефективно компенсувати вібраційні обурення. Тому переважаючими ефектами є реакції оптовестибулоспінальної системи, що виявляються, зокрема, у симптомокомплексі заколисування.

На більш високих частотах (понад 2 Гц) механізм протидії не встигає спрацьовувати, тому м'язова система постійно перебуває у стані напруги у зв'язку з порушенням взаємовідносин аферентної та еферентної імпульсацій. На низьких частотах регуляція зводиться, зрештою, до загальної або регіональної м'язової роботи. У разі впливу вібрації з частотами вище 2 Гц (особливо в резонансному для тіла людини діапазоні 4-8 Гц) напруга скелетно-м'язової системи, як прояв компенсаторного механізму протидії вібраційним переміщенням, сприяє поширенню вібрації по тілу людини. В результаті обидва ці механізми не тільки викликають підвищення втоми м'язової системи, але й створюють умови для мікротравматизації опорно-рухового апарату.

Оцінка напруги м'язів верхніх кінцівок, спини, потилиці при впливі вібрації (низькочастотної - 4-8 Гц) свідчить про те, що рухова система бере активну участь у коливаннях і одночасно, використовуючи механізми центральної та периферичної корекції, формує протидію вібрації. Тому при забезпеченні статичної (підтримка пози) та динамічної (управління важелями та педалями) регуляцій нервово-м'язовий апарат відчуває подвійне навантаження. Протидія вібраційним переміщенням за необхідності виконання необхідних рухів у системі оператор-машина пов'язана зі значними енерговитратами і може призвести до втоми.

Низькочастотна загальна вібрація, особливо резонансного діапазону, викликає тривалу травматизацію міжхребцевих дисків і кісткової тканини, зміщення органів черевної порожнини, зміна моторики гладкої мускулатури шлунка і кишечника, може призводити до больових відчуттів в області попереку, виникнення та прогресування дегенеративних змін. крижовим радикулітом, які

Найчастіше реєструються у трактористів, робітників, зайнятих у виробництві збірного залізобетону, у водіїв автомобілів.

При дії низькочастотної вібрації знижується гострота зору, порушується відчуття кольору, звужуються межі поля зору, зменшується стійкість ясного бачення, знижується функціональна рухливість, відбувається розлад фіксації предметів очима, порушується чіткість сприйняття об'єктів, утруднюється читання приладової інформації.

Відзначено залежність зниження гостроти зору від параметрів вібрації, що впливає: погіршення виявляється на резонансній частоті тіла, а також на частотах 20-40 Гц і 6-90 Гц. В основі зниження гостроти зору лежить зміна коливальних рухів очного яблука, що веде до порушення точної фіксації об'єкта та усунення зображення на сітківці.

Вібрація може прямим шляхом заважати виконання робочих операцій або опосередковано впливати на працездатність за рахунок зниження рівня функціонального стану людини. Вібрацію розглядають як сильний стрес-фактор, який надає негативний впливна психомоторну працездатність, емоційну сферу та розумову діяльність людини та підвищує ймовірність виникнення нещасних випадків.

Низькочастотна загальна вібрація спричиняє порушення координації рухів, причому найбільш виражені зміни відзначаються при частотах 4-11 Гц.

Загальна вібрація впливає на функцію дихання. Зміни дихання спостерігаються при дії вібрації із частотою 4-5 Гц; як правило, їх пов'язують із явищами резонансу торакоабдомінальної області та роздратуванням інтерорецепторів діафрагми.

Узагальнена клініко-фізіологічна картина дії загальної вібрації дозволяє висловити гіпотезу про механізм прямого мікротравмуючого дії вібрації на опорно-руховий апарат, вестибулообумовлені та екстравестибулярні реакції. Частота та ступінь виразності порушень залежать від фізичних характеристик вібрації, ергономічних параметрів робочого місця та медико-біологічних параметрів людини-оператора.

Механізм формування вібраційних порушень від впливу загальної вібрації є складним процесом, що складається із трьох основних взаємозалежних етапів.

Перший етап- рецепторні зміни, що характеризуються дисфункцією вестибулярного апарату, та пов'язані з ними функціональні порушення вестибулосоматичних, вестибуловегетативних та вестибулосенсорних реакцій.

Другий етап- дегенеративно-дистрофічні порушення позвоночника (остеохондроз), що виникають за наявності екзогенних та ендогенних факторів, та пов'язані з ними явища декомпепсації трофічної системи.

Третій етап- втрата адаптаційних здібностей органами рівноваги та пов'язані з цим порушення функціонального стану оптовестибулоспінального комплексу внаслідок патологічної вестибулоаферентації.

Встановлено, що при дії загальної вібрації важливе значення, поряд з нервово-рефлекторними порушеннями, мають підвищення венозного опору та зміна венозного відтоку, що призводять до венозного повнокров'я, збільшення фільтрації рідини та зниження живлення тканин з розвитком надалі периферичного ангіодистонічного синдрому. Низькочастотна вібрація веде до зміни морфологічного складу крові: еритроцитопенії, лейкоцитозу; має місце зниження рівня гемоглобіну.

Відзначено вплив загальної вібрації на обмінні процеси (зміна вуглеводного обміну) та біохімічні показники крові (порушення білкового та ферментативного, а також вітамінного та холестеринового обмінів). Спостерігаються порушення окиснювально-відновних процесів (зниження активності цитохромоксидази, креатинкінази, підвищення концентрації молочної кислоти крові), зміни показників азотистого обміну, зниження альбумін-глобулінового коефіцієнта, зміни активності коагулюючих та антизгортаючих факторів крові. Виявлено зміну мінералкортикоїдної функції: зниження концентрації іонів натрію в крові, підвищення екскреції солей натрію та зниження солей калію.

Має місце порушення діяльності ендокринної системи: порушується нейрогуморальна та гормональна регуляції функцій, що виявляються у змінах показників гістамін-серотоніну, вмісту гідрокортизону, 17-оксикортикостероїдів, катехоламінів. Загальна вібрація також негативно впливає на жіночу статеву сферу, що виражається в розладах. менструального циклу, альгодисменореї та менорагії; у чоловіків нерідко

спостерігається імпотенція – ці порушення найбільш характерні для операторів транспортних та транспортно-технологічних засобів, що піддаються дії поштовхоподібної вібрації.

При всіх видах вібраційної хвороби нерідко спостерігаються зміни з боку центральної нервової системи у вигляді вегетосудинної дисфункції на неврастенічному фоні, які можуть бути пов'язані з комбінованою дією вібрації та інтенсивного шуму, що постійно супроводжує вібраційні процеси. З тієї ж причини у працівників вібронебезпечних професій з великим стажем з'являються неврити слухових нервів, при виражених стадіях захворювання спостерігається зниження слуху не тільки на високі, але і на низькі тони.

Профілактика.Комплекс профілактичних заходів включає: гігієнічне нормування, організаційно-технічні та лікувально-профілактичні заходи.

Основним законодавчим документом, що регламентує параметри виробничих вібрацій, є санітарні норми «Виробнича вібрація, вібрація у приміщеннях житлових та громадських будівель». Санітарні норми встановлюють класифікацію вібрації, методи гігієнічної оцінки вібрації, нормовані параметри та їх допустимі величини.

Є ряд нормативних документів, що регламентують гігієнічні параметри вібрації машин та обладнання у вигляді ГОСТів, багато з яких належать до стандартів системи безпеки праці (ССБТ). В даний час активно ведеться робота з гармонізації санітарних норм та ГОСТів з міжнародними стандартами (ІСО 2631-1:1997 «Вібрація та удар. Оцінка впливу загальної вібрації на людину. Частина 1: Загальні вимоги», EN 14253:2003 «Вібрація. Вимірювання та оцінка впливу загальної вібрації на людину на робочому місці, практичне керівництво»;

Найбільш дієвими засобами захисту людини від вібрації є: усунення безпосереднього контакту з обладнанням, що вібрує шляхом застосування дистанційного управління, промислових роботів, механізації та автоматизації процесів, заміни технологічних операцій; зниження інтенсивності вібрації у джерелі (за рахунок конструктивних удосконалень); застосування упругодемпфирующих матеріалів та пристроїв, розміщених між джерелом вібрації та людиною-

оператором. Наприклад, захист операторів транспортних та транспортно-технологічних засобів може бути досягнутий за рахунок удосконалення амортизації робочого місця - крісла.

У комплексі заходів щодо зниження несприятливого впливу вібрації на організм людини важлива роль відводиться режимам праці та відпочинку. Відповідно до режимів праці сумарний час контакту з вібрацією протягом зміни має бути обмежений відповідно до величини перевищення нормативного рівня. Крім того, рекомендується встановлювати дві регламентовані перерви для активного відпочинку, проведення фізіотерапевтичних процедур тощо; обідня перерва має бути тривалістю не менше 40 хв.

До заходів організаційного характеру,спрямованим на скорочення часу контакту з вібраційним обладнанням, відноситься створення комплексних бригад із взаємозамінністю професій.

З метою профілактики несприятливого впливу загальної вібрації, працюючі повинні використовувати засоби індивідуального захисту: антивібраційні рукавиці або рукавички, килимки, взуття, підмітки.

Серед лікувально-профілактичних заходівважливе місце відводиться ранній діагностиці захворювань та активної диференційованої диспансеризації працюючих вібронебезпечних професій. Диспансеризація передбачає запобігання виникненню (первинна профілактика), прогресування (вторинна профілактика) вібраційної хвороби, а також захворювань непрофесійного характеру.

До медико-біологічним та загальнооздоровчимдо заходів профілактики вібраційної патології відносяться: виробнича гімнастика; УФ-опромінення; вітамінопрофілактика та інші заходи загальнозміцнюючого характеру, наприклад, кімната психологічного розвантаження, кисневий коктейль та ін.

14.3. ГІГІЄНІЧНЕ НОРМУВАННЯ ВІБРАЦІЇ

Гігієнічне нормування вібрації базується на критеріях здоров'я та працездатності з оцінкою впливу фактора на цілісний організм у процесі трудової діяльностіз урахуванням її напруженості та тяжкості. Основні напрямки дослідженьдля удосконалення гігієнічного нормування вібрацій включають:

Гігієнічну оцінку біологічно значущих фізичних параметрів вібрації з урахуванням супутніх факторів (вологість, охолодження, шум, хімічні речовини, м'язова напруга); враховуються вплив часу експозиції, переривчастий та безперервний характер вібраційного впливу;

Оцінку стану здоров'я за даними вивчення загальної та професійної захворюваності, клінічних, фізіологічних та психофізіологічних досліджень;

Експериментальні дослідження на вібростендах впливу загальної вібрації та вібросилових характеристик ручних машин (локальна вібрація) на добровольцях;

Соціологічні дослідження основних вібронебезпечних контингентів

В даний час розроблено методичні рекомендації, відповідно до яких повинні виконуватись дослідження з удосконалення норм на допустимі рівні вібрації робочих місць для різних категорій трудової діяльності та диференційованих норм локальної вібрації з урахуванням вібросилових характеристик. Сформульовано та обґрунтовано основні принципи нормування.

Вібрація нормується за спектром коливальної швидкості та прискорення в октавних або триоктавних смугах із середньогеометричними частотами від 0,8 до 80 Гц (загальна вібрація) та від 8 до 1000 Гц (локальна вібрація) для кожного напряму її дії; гранично допустимі рівні диференційовані відповідно до характеру трудової діяльності для стаціонарного технологічного та транспортно-технологічного обладнання, транспортних засобів та ручних машин, а також з урахуванням специфіки впливу вібрації, що визначає особливості розвитку втоми та патології у працюючих. Види трудової діяльності розглядаються з позицій взаємодії людини-оператора з машиною за ступенем її участі в управлінні машиною – джерелом вібрації.

Проведені дослідження дозволили встановити критерії впливу вібрації, що визначають рівні параметрів, що нормуються. (табл. 14.2):

Критерій «безпека», яким нормується локальна і транспортна вібрація;

Критерій «кордону зниження продуктивності праці», яким нормується транспортно-технологічна і технологічна вібрація типу «а»;

Критерій «комфорт», яким нормується технологічна вібрація типу «б» і «в».

Критерій «безпека» забезпечує збереження здоров'я та оцінюється за об'єктивними показниками з урахуванням ризику виникнення професійних поразок.

Критерій «кордон зниження продуктивності праці» забезпечує підтримку нормативної продуктивності праці, що не знижується через розвиток втоми під впливом вібрації.

Критерій «комфорт» забезпечує оператору відчуття комфортності умов праці при повній відсутності впливу, що заважає.

При оцінці значущості вібраційного впливу робочих місць та встановленні допустимих величин враховуються: низькочастотний характер спектрів вібрації на робочих місцях; поширення вібрації по тілу людини та залучення до коливального процесу голови; зацікавленість вестибулярного аналізатора, що має тісні вестибулоспінальні, мозочкові, окуломоторні та кірково-підкіркові зв'язки; опосередкований вплив вібрації та трудового процесу на функціональний стан організму, що виявляється у змінах клініко-фізіологічних показників працездатності та у суб'єктивних реакціях. Рекомендується для дослідження зрушень фізіологічних показників як кількісного критерію відхилення від норми?1,5а.

При розширених клініко-лабораторних дослідженнях дії загальної вібрації враховуються результати суб'єктивної оцінки вібрації (анкетне опитування), поглиблений аналіз стану статикокінетичних функцій, вестибулярних функцій, вищої нервової діяльності, церебральної гемодинаміки, варіаційної пульсометрії. Основні фізіологічні методи, які враховуються при проведенні виробничих досліджень впливу вібрації робочих місць – стабілізація, термометрія, гальванічна проба, критична частота світлових миготінь, проста зорово-моторна реакція, статична витривалість м'язів кисті, реоенцефалографія.

Особливості диференційованого нормування локальної вібрації з урахуванням показників м'язової діяльності оператора

Таблиця 14.2.Вимоги щодо обмеження несприятливого впливу вібрації

засновані на тому, що реакція організму визначається вібросиловими характеристиками машини.

Вібросилові характеристики включають:

рівні вібрації в місцях контакту рук оператора з машиною;

Статичну силу натискання, необхідну забезпечення нормального функціонування машини;

Масу або частину маси машини, що утримуються руками під час виконання технологічної операції.

Характер м'язової діяльності оператора обумовлюється ступенем участі та навантаженням основних м'язових груп, що визначають, у свою чергу, імпедансні характеристики тіла оператора, які впливають на передачу коливальної енергії від машини оператору та на її розповсюдження по тілу. Характер м'язової діяльності оператора також визначає ступінь м'язової втоми та характер судинних реакцій у результаті статичної та динамічної робіт.

Специфіка впливу, відповідно, залежить від частотної характеристики вібрації, що визначає ступінь поширення по тілу, та особливості фізіологічних реакцій. Окремі функціональні системи організму виявляють вибіркову чутливість до різних компонентів вібросилового комплексу. Найбільш еквівалентними компонентами за величиною зрушень є зміни вібраційної чутливості, артеріального систолічного тиску і тонусу дрібних судин.

«Внесок зусиль натискання» та обхвату в сумарний ефект за показниками V зсуву порогів віброчутливості та судинних реакцій становить 12-21% при рівні 117 дБ та 22-38% при рівні 105 дБ. Суб'єктивна оцінка вібрації зростає пропорційно до збільшення зусилля, що пов'язано з більш ефективним поширенням вібрації по тілу та зростанням механічного імпедансу руки, що визначає розмір рецептивної зони вібрації.

При роботі ручними машинами сила натискання, необхідна для роботи в номінальному режимі, не повинна перевищувати для одноручної машини 100 Н, для дворучної – 200 Н. Зусилля обхвату рукояток не повинні перевищувати для правої руки 40 Н, для лівої – 20 Н, а зусилля натискання пускових пристроїв – 10 Н.

Як згадувалося, низькочастотні машини, як правило, мають більшу масу (маса, що припадає на руки) і вимагають великих зусиль, а високочастотні - малу масу і вимагають менше

зусиль. Ці параметри визначають ступінь тяжкості праці. Класифікація вібросилових характеристик ручних машин з урахуванням допустимих м'язових навантажень та спектру вібрації представлена ​​в табл. 14.3.

В основу класифікації покладено характер м'язової роботи оператора (загальне, регіонарне або локальне м'язове навантаження) та спектр вібрації (низько-, середньо- та високочастотний), відповідно до чого обмежуються вібросилові характеристики ручних машин. Наведені в класифікації характеристики відображають середні значення вібросилових зон, і подальшим завданням нормування є визначення допустимих меж їх варіювання з урахуванням тимчасових характеристик діяльності операторів ручних машин (наявність переривчастих та безперервних циклів, імпульсних ударів, форми коливального процесу).

Дослідження характеру зміни фізіологічних функцій при впливі ручних машин з різними вібросиловими характеристиками проводяться в умовах лабораторних випробувань на спеціальних вібростендах, забезпечених рукоятками, що дозволяють імітувати типову робочу позу при дозованій вібрації та м'язовому зусиллі (сила натискання та в умовах виробництва з урахуванням тимчасових (протягом робочої зміни) та постійних (стажових) зрушень основних фізіологічних функцій. В методичні рекомендаціїз розробки диференційованих норм локальної вібрації з урахуванням вібросилових характеристик та норм на допустимі рівні вібрації робочих місць для різних категорій трудової діяльності наводяться основні методи та критерії оцінки фізіологічних функцій.

Класифікація та оцінка вібрації з урахуванням вібросилових характеристик для ручних машин та з урахуванням категорій трудової діяльності для робочих місць покладено в основу нині діючих санітарних норм вібрації.

В даний час діють санітарні норми «Виробнича вібрація, вібрація у приміщеннях житлових та громадських будівель», що встановлюють класифікацію, нормовані параметри, гранично допустимі значення виробничої вібрації, допустимі значення вібрації у житлових та громадських будинках. Таким чином, вперше в одному документі поряд з виробничою вібрацією регламентуються рівні вібрації у приміщеннях

Таблиця 14.3.Класифікація вібросилових характеристик ручних машин

житлових та громадських будівель. Відповідно до вимог чинних санітарних норм, гігієнічна оцінкапостійної та непостійної виробничої вібрації та вібрації повинна виконуватись наступними методами:

Частотним (спектральним) аналізом параметра, що нормується;

Інтегральною оцінкою частоти нормованого параметра;

Інтегральною оцінкою з урахуванням часу вібраційного впливу за еквівалентним рівнем параметра, що нормується.

Нормований діапазон частот встановлюється:

Для локальної вібрації у вигляді октавних смуг із середньогеометричними частотами: 8; 16; 31,5; 63; 125; 250; 500; 1000 Гц;

Для загальної вібрації у вигляді октавних або 1/з-октавних смуг із середньогеометричними 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; 80,0 Гц; у тому числі для житлових та громадських будівель у вигляді октавних смуг із середньогеометричними частотами 2; 4; 8; 16; 31,5; 63 Гц.

При частотному (спектральному) аналізі параметрами, що нормуються, є середні квадратичні значення віброшвидкості (v) і віброприскорення (а) або їх логарифмічні рівні (Ц, і L a), що вимірюються в 1/1 і 1/3-октавних смугах частот.

Логарифмічні рівні віброшвидкості (L v) у дБ визначають за формулою:

L v = 20lg-v/5-10 -8

де:

v – середнє квадратичне значення віброшвидкості, м/с; 5-10 -8 - опорне значення віброшвидкості, м/с.

Логарифмічні рівні віброприскорення (L a) в дБ визначаються за формулою:

L a = 20lg-a/1-10 -6

де:

a - середнє квадратичне значення віброприскорення, м/с 2; 1?10 -6 - опорне значення віброприскорення, м/с2.

Примітка. Логарифмічні рівні віброприскорення щодо прийнятого нового значення опорної величини 10 -6 м/с 2 перевищують логарифмічні рівні віброприскорення щодо раніше чинної опорної величини 3?10 -4 на 50 дБ.