Вибрация — это механические колебания в упругих телах или телах, находящихся под воздействием переменных физических полей с относительно небольшой амплитудой.

В зависимости от параметров (частота, амплитуда) вибрация может как положительно, так и отрицательно влиять на отдельные ткани и организм в целом. Вибрацию используют при лечении некоторых заболеваний, но чаще всего вибрацию (производственную) считают вредно влияющим фактором. Поэтому важно знать граничные характеристики, разделяющие позитивное и негативное влияние вибрации на человека (рис. 19.3). Впервые на полезное значение вибрации обратил внимание французский ученый аббат Сен Пьер, который в 1734г. сконструировал вибрирующее кресло для домоседов, повышающее мышечный тонус и улучшающее циркуляцию крови. В начале XX в. в России профессор Военно-медицинской академии А. Е. Щербак доказал, что умеренная вибрация улучшает питание тканей и ускоряет заживление ран.

Рис. 19.3. Влияние вибрации на организм человека

Производственная вибрация, характеризующаяся значительной амплитудой и продолжительностью действия, вызывает у работающих раздражительность, бессонницу, головную боль, ноющие боли в руках людей, имеющих дело с вибрирующим инструментом. При длительном воздействии вибрации перестраивается костная ткань: на рентгенограммах можно заметить полосы, похожие на следы перелома — участки наибольшего напряжения, где размягчается костная ткань. Возрастает проницаемость мелких кровеносных сосудов, нарушается нервная регуляция, изменяется чувствительность кожи. При работе с ручным механизированным инструментом может возникнуть акроасфиксия (симптом мертвых пальцев) — потеря чувствительности, побеление пальцев, кистей рук. При воздействии общей вибрации более выражены изменения со стороны центральной нервной системы: появляются головокружения, шум в ушах, ухудшение памяти, нарушение координации движений, вестибулярные расстройства, похудение.

Основные параметры вибрации: частота и амплитуда колебаний. Колеблющаяся с определенной частотой и амплитудой точка движется с непрерывно меняющимися скоростью и ускорением: они максимальны в момент ее прохождения через исходное положение покоя и снижаются до нуля в крайних позициях. Поэтому колебательное движение характеризуется также скоростью и ускорением, представляющими собой производные от амплитуды и частоты. Причем органы чувств человека воспринимают не мгновенное значение параметров вибрации, а действующее.

Действующее значение колебательной скорости, м/с, определяют как среднее квадратичное мгновенных значений скорости v(t) за время усреднения T, т. е.

Вибрацию часто измеряют приборами, шкалы которых отградуированы не в абсолютных значениях скорости и ускорения, а в относительных—децибелах. Поэтому характеристиками вибрации служат также уровень колебательной скорости Lv, дБ, и уровень колебательного ускорения La, дБ, определяемые по формулам:

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

где v — среднее квадратичное значение колебательной скорости, м/с; V0 — пороговое значение колебательной скорости, равное 5*10-8м/с; a —среднее квадратичное значение колебательного ускорения, м/с2; а0 — пороговое значение колебательного ускорения, равное 3*10-4м/с2.

Рассматривая человека как сложную динамическую структуру с изменяющимися во времени параметрами, можно выделить частоты, вызывающие резкий рост амплитуд колебаний как всего тела в целом, так и отдельных его органов. При вибрации ниже 2 Гц, действующей на человека вдоль позвоночника, тело движется как единое целое. Резонансные частоты мало зависят от индивидуальных особенностей людей, так как основной подсистемой, реагирующей на колебания, являются органы брюшной полости, вибрирующие в одной фазе. Резонанс внутренних органов наступает при частоте З...3,5 Гц, а при 4...8 Гц они смещаются.

Если вибрация действует в горизонтальной плоскости по оси, перпендикулярной позвоночнику, то резонансная частота тела (около 1,5 Гц) обусловлена сгибанием позвоночника и жесткостью тазобедренных суставов. Область резонанса для головы сидящего человека соответствует 20...30 Гц. В этом диапазоне амплитуда виброускорения головы может втрое превышать амплитуду колебаний плеч. Качество зрительного восприятия предметов значительно ухудшается при частоте вибрации 60...90 Гц, что соответствует резонансу глазных яблок. Исследователи Японии установили, что характер профессии определяет некоторые особенности действия вибрации. Например, у шоферов грузовых машин широко распространены желудочные заболевания, у водителей трелевочных тракторов на лесозаготовках—радикулиты, у пилотов, особенно работающих на вертолетах, наблюдается снижение остроты зрения. Нарушения нервной и сердечно-сосудистой деятельности у летчиков возникают в 4 раза чаще, чем у представителей других профессий.

Малые механические колебания, возникающие в упругих телах или телах, находящихся под воздействием переменного физического поля, называются вибрацией. Воздействие вибрации на человека классифицируют: по способу передачи колебаний; по направлению действия вибрации; по временной характеристике вибрации.

В зависимости от способа передачи колебаний человеку вибрацию подразделяют: на общую, передающуюся через опорные поверхности на тело сидящего или стоящего человека, и локальную, передающуюся через руки человека. Вибрация, воздействующая на ноги сидящего человека, на предплечья, контактирующие с вибрирующими поверхностями рабочих столов, также относится к локальной.

По направлению действия вибрацию подразделяют: на вертикальную, распространяющуюся по оси х, перпендикулярной к опорной поверхности; горизонтальную, распространяющуюся по оси у, от спины к груди; горизонтальную, распространяющуюся по оси г, от правого плеча к левому плечу.

По временной характеристике различают: постоянную вибрацию, для которой контролируемый параметр за время наблюдения изменяется не более чем в 2 раза (6 дБ); непостоянную вибрацию, изменяющуюся по контролируемым параметрам более чем в 2 раза Русак О.Н. Безопасность жизнедеятельности: учеб. пособие [Текст] / О.Н.Русак, К.Р.Малаян, Н.Г.Занько, - Спб: Изд-во «Лань», 2007. - С.55. .

Вибрация относится к факторам, обладающим высокой биологической активностью. Выраженность ответных реакций обусловливается главным образом силой энергетического воздействия и биомеханическими свойствами человеческого тела как сложной колебательной системы. Мощность колебательного процесса в зоне контакта и время этого контакта являются главными параметрами, определяющими развитие вибрационных патологий, структура которых зависит от частоты и амплитуды колебаний, продолжительности воздействия, места приложения и направления оси вибрационного воздействия, демпфирующих свойств тканей, явлений резонанса и других условий.

Между ответными реакциями организма и уровнем воздействующей вибрации нет линейной зависимости. Причину этого явления видят в резонансном эффекте. При повышении частот колебаний более 0,7 Гц возможны резонансные колебания в органах человека. Резонанс человеческого тела, отдельных его органов наступает под действием внешних сил при совпадении собственных частот колебаний внутренних органов с частотами внешних сил. Область резонанса для головы в положении сидя при вертикальных вибрациях располагается в зоне между 20...30 Гц, при горизонтальных -1,5...2 Гц.

Особое значение резонанс приобретает по отношению к органу зрения. Расстройство зрительных восприятии проявляется в частотном диапазоне между 60 и 90 Гц, что соответствует резонансу глазных яблок. Для органов, расположенных в грудной клетке и брюшной полости, резонансными являются частоты 3...3.5 Гц. Для всего тела в положении сидя резонанс наступает на частотах 4...6 Гц Русак О.Н. Безопасность жизнедеятельности: учеб. пособие [Текст] Указ. изд. С.59. .

Вибрационная патология стоит на втором месте (после пылевых) среди профессиональных заболеваний. Рассматривая нарушения состояния здоровья при вибрационном воздействии, следует отметить, что частота заболеваний определяется величиной дозы, а особенности клинических проявлений формируются под влиянием спектра вибраций. Выделяют три вида вибрационной патологии от воздействия общей, локальной и толчкообразной вибраций.

При действии на организм общей вибрации страдает в первую очередь нервная система и анализаторы: вестибулярный, зрительный, тактильный. Вибрация является специфическим раздражителем для вестибулярного анализатора, причем линейные ускорения - для отолитового аппарата, расположенного в мешочках преддверия, а угловые ускорения - для полукружных каналов внутреннего уха.

У рабочих вибрационных профессий отмечены головокружения, расстройство координации движений, симптомы укачивания, вестибуловегетативная неустойчивость. Нарушение зрительной функции проявляется сужением и выпадением отдельных участков полей зрения, снижением остроты зрения, иногда до 40%, субъективно - потемнением в глазах.

Под влиянием общих вибраций отмечается снижение болевой, тактильной и вибрационной чувствительности. Особенно опасна толчкообразная вибрация, вызывающая микротравмы различных тканей с последующими реактивными изменениями. Общая низкочастотная вибрация оказывает влияние на обменные процессы, проявляющиеся изменением углеводного, белкового, ферментного, витаминного и холестеринового обменов, биохимических показателей крови.

Вибрационная болезнь от воздействия общей вибрации и толчков регистрируется у водителей транспорта и операторов транспортно-технологических машин и агрегатов, на заводах железобетонных изделий. Для водителей машин, трактористов, бульдозеристов, машинистов экскаваторов, подвергающихся воздействию низкочастотной и толчкообразной вибраций, характерны изменения в пояснично-крестцовом отделе позвоночника.

Рабочие часто жалуются на боли в пояснице, конечностях, в области желудка, на отсутствие аппетита, бессонницу, раздражительность, быструю утомляемость. В целом картина воздействия общей низко- и среднечастотной вибрации выражается общими вегетативными расстройствами с периферическими нарушениями, преимущественно в конечностях, снижением сосудистого тонуса и чувствительности.

Бич современного производства, особенно машиностроения - локальная вибрация. Локальной вибрации подвергаются главным образом люди, работающие с ручным механизированным инструментом. Локальная вибрация вызывает спазмы сосудов кисти, предплечий, нарушая снабжение конечностей кровью. Одновременно колебания действуют на нервные окончания, мышечные и костные ткани, вызывают снижение кожной чувствительности, отложение солей в суставах пальцев, деформируя и уменьшая подвижность суставов.

Колебания низких частот вызывают резкое снижение тонуса капилляров, а высоких частот - спазм сосудов. Сроки развития периферических расстройств зависят не столько от уровня, сколько от дозы (эквивалентного уровня) вибрации в течение рабочей смены. Преимущественное значение имеет время непрерывного контакта с вибрацией и суммарное время воздействия вибрации за смену. У формовщиков, бурильщиков, заточников, рихтовщиков при среднечастотном спектре вибраций заболевание развивается через 8...10 лет работы. Обслуживание инструмента ударного действия (клепка, обрубка), генерирующим вибрацию среднечастотного диапазона (30...125 Гц), приводит к развитию сосудистых, нервно-мышечных, костно-суставных и других нарушений через 12... 15 лет Груничев Н.С. Безопасность жизнедеятельности: учеб. пособие [Текст] Указ. изд. С. 69. .

При локальном воздействии низкочастотной вибрации, особенно при значительном физическом напряжении рабочие жалуются на ноющие, ломящие, тянущие боли в верхних конечностях, часто по ночам. Одним из постоянных симптомов локального и общего воздействия является расстройство чувствительности. Наиболее резко страдает вибрационная, болевая и температурная чувствительность.

К факторам производственной среды, усугубляющим вредное воздействие вибраций на организм, относятся чрезмерные мышечные нагрузки, неблагоприятные микроклиматические условия, особенно пониженная температура, шум высокой интенсивности, психоэмоциональный стресс. Охлаждение и смачивание рук значительно повышают риск развития вибрационной болезни за счет усиления сосудистых реакций. При совместном действии шума и вибрации наблюдается взаимное усиление эффекта в результате его суммации, а возможно, и потенцирования.

Усугубляющее влияние сопутствующих факторов учитывается при расчете показателей вероятности вибрационной болезни.

Изменение коэффициентов К тяж шума и температуры находятся в линейной зависимости от значения изменяемого фактора, и поэтому промежуточные значения подсчитывают по экспериментальным формулам:

К ш = (L ш - 80)0,025+1,

К то = (20 - Т о)0,08+1,

где К ш - коэффициент влияния шума; К то - коэффициент влияния температуры.

Пример. Работа с перфоратором ПТ-29 (L экв = 128 дБ) производится при температуре 4 o С и сопровождается шумом уровнем 1-жв = 116 дБ. Необходимо определить срок и вероятность риска вибрационной болезни в этих условиях. Известно, что на пятом году работы без усугубляющих факторов вероятность вибрационной болезни составляет 1,4%.Коэффициенты влияния сопутствующих факторов (шума и охлаждения) соответственно равны:

К ш = (116-80)0,025 + 1 = 1,9,

Длительное систематическое воздействие вибрации приводит к развитию вибрационной болезни (ВБ), которая включена в список профессиональных заболеваний. Эта болезнь диагностируется, как правило, у работающих на производстве; в условиях населенных мест ВБ не регистрируется, несмотря на наличие многих источников вибрации (наземный и подземный транспорт, промышленные источники и др.). Лица, подвергающиеся воздействию вибрации окружающей среды, чаще болеют сердечно-сосудистыми и нервными заболеваниями и обычно предъявляют много жалоб общесоматического характера.

Гигиеническое нормирование вибраций регламентирует параметры производственной вибрации и правила работы с виброопасными механизмами и оборудованием, ГОСТ 12.1.012-90 «ССБТ. Вибрационная безопасность. Общие требования». Санитарные нормы СН 2.2.4/2.1.8.556-96 «Производственная вибрация, вибрация в помещениях жилых и общественных зданий». Документы устанавливают: классификацию вибраций, методы гигиенической оценки, нормируемые параметры и их допустимые значения, режимы труда лиц виброопасных профессий, подвергающихся воздействию локальной вибрации, требования к обеспечению вибробезопасности и к вибрационным характеристикам машин.

При гигиенической оценке вибраций нормируемыми параметрами являются средние квадратичные значения виброскорости V (и их логарифмические уровни L V) или виброускорения для локальных вибраций в октавных полосах частот, а для общей вибрации - в октавных или треть октавных полосах. Допускается интегральная оценка вибрации во всем частотном диапазоне нормируемого параметра, а также по дозе вибрации D с учетом времени воздействия. Для общей и локальной вибрации зависимость допустимого значения виброскорости V 1 (м/с) от времени фактического воздействия вибрации, не превышающего 480 мин, определяется по формуле, где V 480 - допустимое значение виброскорости для длительности воздействия 480 мин, м/с. Максимальное значение V т для локальной вибрации не должно превышать значений, определяемых для T = 30 мин, а для общей вибрации при Т = 10 мин Груничев Н.С. Безопасность жизнедеятельности: учеб. пособие [Текст] Указ. изд. С.72. .

Таким образом, вибрация относится к факторам, обладающим высокой биологической активностью. Выраженность ответных реакций обусловливается силой энергетического воздействия и биомеханическими свойствами человеческого тела как сложной колебательной системы.

Отличают опасные производственные факторы от вредных следующим образом:если опасные вызывают непосредственно негативные последствия(к примеру,разные ма­шины,механизмы),то вредные постепенно приводят к профессиональным заболева­ниям(например,химические вещества,канцерогены).Все факторы можно подразделить по природе действия на четыре группы:

1. Физические

движущиеся машины и механизмы, подвижные части производственного оборудования, перемещающиеся изделия, заготовки, материалы;

разрушающиеся конструкции;

повышенная запыленность и загазованность воздуха рабочей зоны;

повышенная или пониженная температура поверхностей оборудования материалов;

повышенная или пониженная температура, влажность, подвижность воздуха рабочей зоны;

повышенный уровень шума, вибрации, инфразвука, ультразвуковых колебаний, ионизирующие излучения, статическое электричество, ультрафиолетовая или инфракрасная радиация;

повышенное или пониженное барометрическое давление в рабочей зоне и его резкое измерение;

повышенная или пониженная ионизация воздуха;

повышенное напряжение в электрической цепи, замыкание которой может произойти через тело человека;

повышенная напряженность электрического или магнитного полей;

отсутствие или недостаток естественного света;

недостаточная освещенность рабочей зоны;

повышенная яркость света;

острые кромки, заусеницы, шероховатость на поверхности заготовок, инструмента, оборудования;

расположение рабочих мест на значительной высоте относительно поверхности земли (пола).

2. Химически – химические вещества проникают в организм человека через органы дыхания, желудочно-кишечный тракт, кожные покровы и слизистые оболочки. По характеру воздействия на организм человека делятся на:

токсические,

раздражающие,

канцерогенные,

мутагенные

влияющие на репродуктивные функции.

По степени воздействия на организм все вредные вещества подразделяются на четыре класса опасности:

I – чрезвычайно опасные (ртуть, свинец и др.)

II – высокоопасные (кислоты, щелочи и др.)

III- умеренно опасные (камфара, чай и др.)

IY – малоопасные (аммиак, ацетон, бензин и др.).

3. Биологические – включают следующие биологические объекты – патогенные микроорганизмы – бактерии, вирусы, спирохеты, грибы, простейшие и продукты их жизнедеятельности.

4. Психологические – по характеру воздействия подразделяются на

физические перегрузки(статические и динамические)

нервно-психические перегрузки (умственное перенапряжение, перенапряжение анализаторов, монотонность труда, эмоциональные перегрузки).

Вибрация – это сложный колебательный процесс, возникающий при периодическом смещении центра тяжести какого-либо тела от положения равновесия, а также при периодическом изменении формы тела по сравнению с той, какую оно имеет при статическом состоянии.

Основными причинами вибрации являются неуравновешенные силы колеблющихся или вращающихся частей машины: несбалансированность, большие зазоры в сочленениях, не равномерный износ узлов машины, механизмов, неправильная центровка осей агрегатов при переходе вращения с помощью соединительной муфты, ослабление крепления оборудования на фундаменте или его устойчивость, применение масел, не отвечающих условиями работы оборудования, неудовлетворительное состояние подшипников, а также другие причины, вызванные местными условиями эксплуатации оборудования.

Под действием вибрации снижается острота зрения, температурная чувствительность, нарушается равновесие таких основных нервных процессов, как возбуждение и торможение. В связи с этим у человека появляется раздражительность, головные боли, ухудшается внимание, память, сон, увеличивается вероятность заболевания неврозами, гипертонией, желудочными болезнями и т.д. Кроме того, возможно отрицательное воздействие вибрации на кости и суставы.

Причиной возбуждения вибрации являются возникающие при работе машин неуравновешенные силовые воздействия:

Ударные нагрузки;

Возвратно-поступательные движения;

Дисбаланс;

Причиной дисбаланса является:

Неоднородность материала;

Несовпадение центров масс и осей вращения;

Деформация.

Вибрация – общебиологический вредный фактор, приводящий к профессиональным заболеваниям – виброболезни, лечение которых возможно только на ранних стадиях. Болезнь сопровождается стойкими нарушениями в организме человека (опорно-двигательный аппарат, необратимые изменения в костях и суставах, смещения в брюшной полости, нервно- психической сфере). Человек частично или полностью теряет трудоспособность.

По способу передачи на человека вибрация подразделяется:

Общая: действует через опорные поверхности ног на весь организм в целом.

По характеру передачи:

Транспортная (при движении машин)

Транспортно- технологическая (при выполнении работы машиной движения: кран, бульдозер)

Технологическая (при работе механизмов и человек находится рядом)

Локальная: действует на отдельные участки тела.

Меры борьбы. В автоматических производствах мерой борьбы является дистанционное управление (исключает контакт).

В неавтоматических производствах:

1. Снижение вибрации в источниках их возникновения:

Повышение точности обработки детали;

Оптимизацию технологического процесса;

Улучшение балансировки.

2. Отстройка от режимов резонанса (увеличение жесткости системы); Вибродемпфирование (пружинные виброизоляторы).

3. улучшение организации труда виброопасных процессов:

Общее количество времени в контакте с виброоборудованием не должно превышать смены.

Одноразовое действие не должно превышать для локальной – 20 минут, для общей – 40 минут.

К лечебно- профилактическим мерам относятся:

• Общеукрепляющие мероприятия;

  Гидропроцедуры.

Вибрация обладает свойством кумуляции (накапливания в организме)

Средства индивидуальной защиты. Рукавицы; специальная обувь; наколенники; подмётки; специальные нагрудники, пояса, костюмы.

Ультразвук представляет собой механические колебания упругой среды частотой 20 кГц и выше. Особенностью ультразвука является способность его волновой энергии поглощаться различными средами, причем – тем больше, чем выше его частота. Распространение ультразвука возможно направленными пучками, которые создают на относительно небольшой площади большое ультразвуковое давление. На судах это свойство ультразвука используется при создании эхолотов для поиска рыбных косяков, изучения глубины и рельефа морского дна.

В технологическом процессе при ремонте судов ультразвуковые установки используют для дефектоскопии корпусов машин, различных аппаратов, сварочных швов, а также для механической обработки и очистки металла (корпуса судна) и т.п.

На организм человека ультразвук воздействует главным образом при непосредственном контакте, а также через воздушную среду.

При длительной работе с ультразвуковыми установками могут возникнуть функциональные изменения центральной и периферической нервной и сердечно-сосудистой систем, слухового и вестибулярного аппарата. При соблюдении мер безопасности ультразвук на здоровье не отражается.

Инфразвук имеет одинаковую с шумом и вибрацией физическую природу. Он представляет собой механические колебания упругой среды частотой менее 12 Гц. Поскольку инфразвук мало поглощается воздушной средой, он распространяется на большие расстояния. В природных условиях его можно регистрировать во время ураганов и морских бурь, при землетрясениях и извержениях вулканов. На судах источником образования инфразвука являются работающие тихоходные двигатели, паровые машины, турбины, ходовые винты, совершающие возвратно-поступательное или вращательное движение с повторением цикла менее 20 раз в секунду. Инфразвук может быть и аэродинамического происхождения, возникающий при турбулентных процессах в потоках газов или жидкостей.

Инфразвуковые колебания частотой 2 – 16 Гц оказывают неблагоприятное воздействие на организм человека, вызывая утомление, головную боль, нарушение вестибулярного аппарата, снижение слуховой чувствительности и остроты зрения.

Вибрация – механические колебания в области инфра- звуковых (дозвуковых) и частично звуковых частот, сообщающие телу человека (или его органам) колебательную скорость.

Диапазон колебаний, воспринимаемых человеком как вибрация при непосредственном контакте с колеблющейся поверхностью, лежит в пределах 12-8000 Гц, колебания с частотой до 12 Гц воспринимаются всем телом как отдельные толчки.

По характеру распространения в организме человека вибрацию разделяют на обгцую и локальную (местную).

Наибольшее вибрационное влияние (воздействие) на работающего оказывают ручной пневматический и электрический инструмент: вибраторы (бетонные работы), пневматические отбойные молотки, электрические дрели и т. п. Вибрация оказывает опасное действие на отдельные органы и организм человека в целом, вызывая вибрационную болезнь, относящуюся к профессиональным заболеваниям.
Вибрационная болезнь, возникающая при работе с ручными механизированными инструментами, характеризуется сосудистыми и нервными расстройствами верхних конечностей. Для этого заболевания характерны боль в руках, внезапно возникающее побеление пальцев и их онемение, изменения в мышцах, сухожилиях, костях, она сопровождается также общими болезненными явлениями: головными болями, головокружением, повышенной утомляемостью, нарушением обмена веществ и др.

Действие вибрации усугубляют другие неблагоприятные факторы: низкая температура, большие статические мышечные усилия, производственный шум и др.

Вибрация относится к числу вредных факторов, измеряется механическими вибрографами (ВР-1 или виброграф Гейгера). Предельно допустимые величины уровней виброскорости устанавливаются санитарными нормами.

Вибробезопасными называют условия труда, при которых производственная вибрация не оказывает на работающего неблагоприятного воздействия.

Классификация методов и средств вибрационной защиты приведена в ГОСТ 12.4.046 ССБТ. «Методы и средства вибрационной защиты. Классификация».

Мероприятия по защите от вибраций подраздеяются на технические, организационные, лечебно-профилактические.

К техническим мероприятиям относят устранение вибраций в источнике и на пути распространения. Для уменьшения вибрации на пути распространения применяют вибродемпфирование, виброгашение, виброизоляцию.

Основные способы обеспечения вибробезопасности и защиты от вибрации:

Применение вибробезопасных машин;
- применение средств виброзащиты, снижающих воздействие на работающих вибрации на путях ее распространения;
- проектирование технологических процессов и производственных помещений, обеспечивающих непревышение гигиенических норм вибрации на рабочих местах;
- организационно-технические мероприятия, направленные на улучшение эксплуатации машин своевременным их ремонтом и контролем вибрационных параметров;
- разработка рациональных режимов труда и отдыха;
- применением индивидуальных средств виброзащиты.

Для уменьшения вредного влияния вибрации также применяются методы: уменьшение вибрации в источнике (балансировка, точность изготовления и сборка); виброизоляция и вибропоглощение (пружинные и резиновые амортизаторы, прокладки, облицовки).

К организационным мероприятиям относят установление рациональных режимов труда и отдыха, проведение периодических инструктажей работающих.

К лечебно-профилактическим мероприятиям относят производственную гимнастику, прием витаминных препаратов, воздушный обогрев. Для предупреждения возникновения вибрационной болезни рекомендуются комплексы: водных процедур, массажа, лечебной гимнастики, УФО и т.д.

Негативное воздействие вибрации, проявляющееся в виде развития различных патологий, стоит на втором месте (после пылевых) среди профессиональных заболеваний. При воздействии вибрации тело человека рассматривается как сочетание масс с упругими элементами, имеющими собственные частоты, которые для плечевого пояса, бедер и головы относительно опорной поверхности (положение "стоя") составляют 4 ~ 6Гц, головы относительно плеч (положение "сидя") − 25 − 30Гц. Для большинства внутренних органов собственные частоты лежат в диапазоне 6 − 9Гц. Однако, развитие вибрационных патологий зависит не только от частоты, но и амплитуды колебаний, продолжительности воздействия, места приложения и направления оси вибрационного воздействия, демпфирующих свойств тканей, явлений резонанса и других условий. При этом существенное значение имеет индивидуальная чувствительность. Вредное действие вибрации усиливают шум, охлаждение, переутомление, значительное мышечное напряжение, алкогольное опьянение и др.

При действии на организм общей вибрации страдает в первую очередь нервная система и анализаторы: вестибулярный, зрительный, тактильный. Эти нарушения вызывают головные боли, головокружения, нарушения сна, снижение работоспособности, ухудшение самочувствия, нарушения сердечной деятельности, расстройство зрения, онемение и отечность пальцев рук, заболевание суставов, снижение чувствительности. Общая низкочастотная вибрация оказывает влияние на обменные процессы, проявляющиеся изменением углеводного, белкового, ферментного, витаминного и холестеринового обменов, биохимических показателей крови.

У женщин, подвергающихся длительному воздействию общей вибрации, отмечается повышенная частота гинекологических заболеваний, самопроизвольных абортов, преждевременных родов. Низкочастотная вибрация вызывает у женщин нарушение кровообращения органов малого таза. Общая вибрация с частотой менее 0,7Гц, определяемая как качка, хотя и неприятна, но не приводит к вибрационной болезни. Следствием такой вибрации является морская болезнь, вызванная нарушением нормальной деятельности вестибулярного аппарата по причине резонансных явлений.

При частоте колебаний рабочих мест, близкой к собственным частотам внутренних органов, возможны механические повреждения или даже разрывы. Низкочастотная общая вибрация, вызывая длительную травматизацию межпозвоночных дисков и костной ткани, смещение органов брюшной полости, изменения моторики гладкой мускулатуры желудка и кишечника, может приводить к болевым ощущениям в области поясницы, возникновению и прогрессированию дегенеративных изменений позвоночника, заболеваний хроническим пояснично− крестцовым радикулитом, хроническим гастритом.

Особенно опасна толчкообразная вибрация, вызывающая микротравмы различных тканей с последующими изменениями.

Систематическое воздействие общих вибраций, характеризующихся высоким уровнем виброскорости, приводит к вибрационной болезни, которая характеризуется нарушениями физиологических функций организма, связанными с поражением центральной нервной системы. Эти нарушения вызывают головные боли, головокружения, нарушения сна, снижение работоспособности, ухудшение самочувствия, нарушения сердечной деятельности.

Локальной вибрации подвергаются главным образом люди, работающие с ручным механизированным инструментом. Локальная вибрация вызывает спазмы сосудов кисти, предплечий, нарушая снабжение конечностей кровью. Особенно чувствительными к действию локальной вибрации являются отделы симпатической нервной системы, регулирующие тонус периферических сосудов. Доказано, что направленность сосудистых нарушений определяется, в первую очередь, параметрами воздействующей вибрации. Область частот 35 − 250Гц наиболее опасна в отношении развития спазма сосудов.

Например, ручные машины, вибрация которых имеет максимальные уровни энергии в низких частотах (до 35Гц), вызывают вибрационную патологию с преимущественным поражением нервно-мышечного и опорно−двигательного аппарата. При работе с ручными машинами, вибрация которых имеет максимальный уровень энергии в высокочастотной области спектра (выше 125Гц), возникают сосудистые расстройства с наклонностью к спазму периферических сосудов. При воздействии вибрации низкой частоты заболевание возникает через 8 − 10 лет (формовщики, бурильщики), при воздействии высокочастотной вибрации − через 5 и менее лет (шлифовщики, рихтовщики).

При воздействии вестибулярных раздражителей, к которым относится вибрация, нарушаются восприятие и оценка времени, снижается скорость переработки информации. В ряде работ показано, что низкочастотная вибрация вызывает нарушение координации движения, причем наиболее выраженные изменения отмечаются при частотах 4 − 11Гц.

При увеличении интенсивности колебаний и длительности их воздействия возникают изменения, приводящие в ряде случаев к развитию профессиональной патологии - вибрационной болезни.

Гигиенические нормы, установленные в нормативных документах, ограничивают параметры вибрации рабочих мест и поверхности контакта с руками работающих исходя из физиологических требований, исключающих возможность возникновения вибрационной болезни.

Например, оценка степени вредности вибрации ручных машин производится по спектру виброскорости в диапазоне частот 11 − 2800 Гц. Для каждой октавной полосы в пределах указанных частот устанавливают предельно допустимые значения среднеквадратичной величины виброскорости и ее уровни относительно порогового значения, равного 5·10 - 8 м/с.

Масса вибрирующего оборудования или его частей, удерживаемых руками, не должна превышать 10кг, а усилие нажима − 20кг.

Общая вибрация нормируется с учетом свойств источника ее возникновения.

Высокие требования предъявляют при нормировании технологических вибраций в помещениях для умственного труда (дирекция, диспетчерская, бухгалтерия и т. п.). Гигиенические нормы вибрации установлены для рабочего дня длительностью 8 час (табл. 1).

Таблица 1

Влияние вибрации на организм человека

Таблица 2

Допустимые величины вибрации в производственных помещениях предприятий

Амплитуда колебаний вибрации, мм	Частота вибрации, Гц	Скорость колебательных движений, см/с	Ускорение колебательных движений, см/с 2
0,6-0,4	ДоЗ	1,12-0,76	22-14
0,4-0,15	3-5	0,76-0,46	14-15
0,15-0,05	5-8	0,46-0,25	15-13
0,05-0,03	8-15	0,25-0,28	13-27
0,03-0,009	15-30	0,28-0,17	27-32
0,009-0,007	30-50	0,17-0,22	32-70
0,007-0,005	50-75	0,22-0,23	70-112
0,005-0,003	75-100	0,23-0,19	112-120
* 1,5-2	45-55	1,5-2,5	25-40

Примечание:* При таких параметрах вибрации даже сверхпрочные клепочные конструкции до полного своего разрушения выдерживают не более 30 минут Санитарные нормы устанавливают предельно допустимые величины вибрации в производственных помещениях предприятий (табл. 2). Приведенные нормы одинаковы для горизонтальных и вертикальных вибраций. Непрерывность их воздействия не должна превышать 10 − 15% рабочего времени. Амплитуда колебаний, скорость и ускорение колебательных движений могут быть увеличены не более чем в три раза.

Снижение воздействия вибрирующих машин и оборудования на организм человека возможно путем:

Замены инструмента или оборудования с вибрирующими рабочими органами на невибрирующие в процессах, где это возможно (например, замена электромеханических кассовых машин на электронные);

Применения виброизоляции вибрирующих машин относительно основания (например, применение рессор, резиновых прокладок, пружин, амортизаторов);

Использования дистанционного управления в технологических процессах (например, использование телекоммуникаций для управления вибротранспортером из соседнего помещения);

Использования автоматики в технологических процессах, где работают вибрирующие машины (например, управление по заданной программе);

Использования ручного инструмента с виброзащитными рукоятками, специальной обуви и перчаток.

В соответствии с требованиями нормативных документов для работников виброопасных профессий должен быть предусмотрен следующий внутрисменный режим труда и отдыха:

Общее время контакта с вибрирующими машинами, вибрация которых соответствует санитарным нормам, не должно превышать 2/3 длительности рабочего дня;

Производственные операции должны распределяться между работниками так, чтобы продолжительность непрерывного воздействия вибрации, включая микропаузы, не превышала 15 − 20мин.;

Дополнительно рекомендуются два регламентированных перерыва (для активного отдыха, проведения производственной гимнастики по специальному комплексу гидропроцедур): 20мин. − через 1 − 2ч. после начала смены и 30мин − через 2ч. после обеденного перерыва.

К работе с вибрирующими машинами и оборудованием должны допускаться лица не моложе 18 лет, получившие соответствующую квалификацию, сдавшие технический минимум по правилам безопасности и прошедшие медицинский осмотр.

Работа с вибрирующим оборудованием, как правило, должна проводиться в отапливаемых помещениях с температурой воздуха не менее 16°С, при относительной влажности 40 − 60% и скорости движения воздуха не более 0,3м/с. При невозможности создания подобных условий (работа на открытом воздухе, подземные работы и т. п.) для периодического обогрева должны быть предусмотрены специальные отапливаемые помещения с температурой воздуха не менее 22 °С, относительной влажностью 40 − 60% и скоростью движения воздуха 0,3м/с. Целесообразно также проводить в середине или в конце рабочего дня 5 − 10-ти минутные гидропроцедуры, сочетающие ванночки при температуре воды 38°С и самомассаж верхних конечностей.

Нормирование вибрации

Гигиеническое нормирование вибраций регламентирует параметры производственной вибрации и правила работы с виброопасными механизмами и оборудованием требованиями ГОСТ 12.1.012-90 "ССБТ. Вибрационная безопасность. Общие требования" и Санитарных норм СН 2.2.4/2.1.8.556-96 "Производственная вибрация, вибрация в помещениях жилых и общественных зданий".

Гигиеническая оценка постоянной и непостоянной вибрации, воздействующей на человека, производиться следующими методами:

Частотным (спектральным) анализом нормируемого параметра;

Интегральной оценкой по частоте нормируемого параметра;

Интегральной оценкой с учетом времени вибрационного воздействия по эквивалентному (по энергии) уровню нормируемого параметра.

Нормируемый диапазон частот устанавливается:

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

Для общей вибрации в виде октавных или 1/3 октавных полосах со среднегеометрическими частотами: 0,8; 1; 1,25; 1,6; 2,0; 2,5; 3,15; 4,0; 5,0; 6,3; 8,0; 10,0; 12,5; 16,0; 20,0; 25,0; 31,5; 40,0; 50,0; 63,0; 80,0Гц.

Для того, чтобы эффективно вести борьбу с вибрациями необходимо знать частотный состав колебательного процесса.

При частотном (спектральном) анализе нормируемыми параметрами являются cредние квадратические значения виброскорости и виброускорения или их логарифмические уровни измеряемые в 1/1 и 1/3 октавных полосах частот.

В октавной полосе f 2 /f 1 = 2, где f 2 и f 1 - верхняя и нижняя граничные частоты полос. В третьеоктавных полосах f 2 /f 1 = < 1,26 . При этом полоса характеризуется значением f ср = .

Поскольку абсолютные значения скорости и ускорения изменяются в широком диапазоне, для оценки вибрации пользуются относительными уровнями виброскорости и виброускорения, выражаемыми в децибелах (дБ):

где V o − пороговое значение колебательной скорости, равное 5.10 -8 м/с;

W o − пороговое значение виброускорения, равное 3.10 -4 м/с 2 .

Использование логарифмической шкалы для гигиенической оценки воздействия вибрации обусловлено еще и тем обстоятельством, что чувствительность организма к действию вибрации изменяется пропорционально логарифму интенсивности воздействия.

Для общей и локальной вибрации зависимость допустимого значения виброскорости V 1 (м/с) от времени фактического воздействия вибрации, не превышающего 480 мин, определяется по формуле:

где V 480 -допустимое значение виброскорости для длительности воздействия 480 мин, м/с.

Максимальное значение V т для локальной вибрации не должно превышать значений, определяемых для T = 30мин, а для общей вибрации при Т = 10мин.

Предельно допустимые величины нормируемых параметров производственной локальной вибрации при длительности вибрационного воздействия 480 мин. (8ч.) приведены в табл. 3

Таблица 3

Предельно допустимые значения производственной локальной вибрации

Средне- геометрические частоты октавных полос	*Предельно допустимые значения
виброускорения	виброскорости
Гц	м/с	дБ	м/c·10 -2	дБ
	1,4		2,8
	1,4		1,4
31,5	2,8		1,4
	5,6		1,4
	11,0		1,4
	22,0		1,4
	45,0		1,4
	89,0		1,4
Корректированные и эквивалентные корректированные значения и их уровни	2,0		2,0

Примечание:*Работа в условиях воздействия вибрации с уровнями, превышающими настоящие санитарные нормы более чем на 12 дБ (в 4 раза) по интегральной оценке или в какой-либо октавной полосе, не допускается.

Допустимые уровни вибрации в жилых домах, условия и правила их измерения и оценки регламентируются Санитарными нормами СН 2.2.4/2.18.566-96.

Для гармонических колебаний нормируемым параметром является амплитуда виброперемещения (мм), установленная с учетом частоты и характера выполняемой работы, которая используется для расчетов строительных конструкций при проектировании (табл.4).

Таблица 4 Допустимые амплитуды виброперемещения общей технологической вибрации (для расчета строительных конструкций при проектировании)

В зависимости от величины превышения действующих нормативов производится градация условий труда при воздействии вибрации на работников.

Вязание спицами