Параметры, характеризующие вибрацию. Виды вибрации и источники

Введение.

В условиях становления рыночной экономики проблемы безопасности жизнедеятельности становятся одним из самых острых социальных проблем. Связано это с травматизмом и профессиональными заболеваниями, приводящими в ряде случаев к летальным исходам, притом что более половины предприятий промышленности и сельского хозяйства относится к классу максимального профессионального риска.

Рост профессиональных заболеваний и производственного травматизма, числа техногенных катастроф и аварий, неразвитость профессиональной, социальной и медицинской реабилитации пострадавших на производстве отрицательно сказываются на жизнедеятельности трудящихся, их здоровье, приводят к дальнейшему ухудшению демографической ситуации в стране.

Подтверждением этого служат следующие факторы: высокий удельный вес работников, занятых на рабочих местах, не отвечающих эргономическим и санитарно-гигиеническим требованиям и правилам техники безопасности; быстрый рост уровня профессиональной заболеваемости и производственного травматизма; увеличение тяжести производственного травматизма и его уровня с летальным исходом.

 

 

 

 

 

 

 

1.Вибрация. Параметры, характеризующие вибрацию.

Виды вибрации и источники.

 

Вибрация – вредный  производственный фактор, отличающийся большой активностью. Вибрационная патология стоит на втором месте среди профессиональных заболеваний.

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

Вибрация характеризуется абсолютными и относительными параметрами.

К абсолютным параметрам относятся:

• виброперемещения - мгновенное значение каждой из координат, описывающих положение тела или материальной точки при вибрации;
• амплитуда виброперемещения - наибольшее отклонение точки, которая колеблется с определенной частотой, от положения равновесия, м;
• виброскорость - кинематический парамет р, равной скорости перемещения (первая производная виброперемещения) точки, которая колеблется с определенной частотой, м/с;
• виброускорения - кинематический параметр, равный ускорению перемещения (вторая производная виброперемещения) точки, которая колеблется с определенной частотой, м/с2;
• период вибрации - наименьший интервал времени, через который во время периодической вибрации повторяется каждое значение величие ини, которая характеризует вибрацию, сек;
• частота вибрации - величина, обратно пропорциональная периода вибрации, которая показывает количество колебаний за единицу времени точки при вибрации, Гц.

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.

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.

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.

Источниками вибрации  являются механизмы, машины, механизированный инструмент. Вибрации могут быть непреднамеренными (например, из-за плохой балансировки и центровки вращающихся частей машин и оборудования, пульсирующего движения жидкости, работы перфоратора и.т.п.), а также специально используемыми в технологических процессах (отбойные молотки, вибропогружатели свай, вибрационное оборудование для производства железобетонных конструкций, оборудование для ускорения химических реакций и.т.п.).

Классификация вибрации связана с особенностями передачи колебаний человеку. В соответствии с этим вибрация подразделяется на общую (воздействие на все тело человека) и локальную (воздействие на отдельные части тела – руки или ноги).

Общая вибрация подразделяется, в свою очередь,  по месту возникновения на следующие виды:

Категория 1 – транспортная вибрация, воздействующая на оператора на рабочих местах самоходных и прицепных машин и транспортных средств при их движении по местности, в том числе, при строительстве дорог; при этом оператор может в известных пределах регулировать ее величину.

Категория 2 – транспортно-технологическая вибрация, воздействующая на человека-оператора на рабочих местах машин с ограниченной подвижностью при перемещении их по специально подготовленным поверхностям производственных помещений, промышленных площадок и горных выработок; при этом оператор может лишь иногда регулировать воздействие вибрации.

Категория 3 – технологическая вибрация, воздействующая на оператора на рабочих местах стационарных машин или передающаяся на рабочие места, не имеющие источников вибрации.

Категория 4 – вибрация на рабочих местах работников умственного труда и персонала, не занимающегося физическим трудом. К ней относится, в частности, вибрация, воздействующая на человека на рабочих местах на промышленных кранах, у станков металло- и деревообрабатывающих, кузнечно-прессового оборудования, литейных машин и т.п.

Локальная вибрация классифицируется по источнику возникновения и подразделяется на:

· передающуюся от ручных машин (с двигателями), органов ручного управления машин и оборудования;

· передающуюся от ручных инструментов (без двигателей и обрабатываемых деталей).

Эту классификацию следует иметь в виду при гигиенической оценке локальной вибрации, так как в первом случае санитарно-гигиенические требования и правила включаются в техническую документацию на машины и оборудование, а во втором –  в документацию на технологию проведения работ.

Вибрация рабочих мест операторов носит преимущественно низкочастотный характер с высокими уровнями в октавах 1...8 Гц и зависит от технологической операции, скорости передвижения, типа сидения, виброзащиты, степени изношенности машины, профиля дорог и т.п. Спектр вибрации в этих случая – широкополосной (максимум энергии при этом лежит в полосах 1..2 Гц и 4..8 Гц).

На операторов транспортных средств обычно воздействует переменная по уровням и спектрам вибрация, включающая микро- и макропаузы.

Спектры вибраций рабочих мест технологического оборудования носят низко- и средне-частотный характер с максимумом энергии на частотах 4..16 Гц.

2.Негативные воздействия естественного, антропогенного и техногенного происхождения

До 85% всех заболеваний современного человека связаны с неблагоприятными условиями окружающей среды, возникающими по его же вине – шум, курение, загрязнение окружающей среды и т.д.

Возрастающие темпы изменения среды обитания приводят к нарушению взаимосвязи между ней и человеком, снижению адаптационных возможностей организма. Глубокие изменения биосферы происходят стремительнее, чем темпы эволюции живых организмов. Поэтому в механизме взаимодействия среды и организма, связанном с характером и уровнем защитных функций последнего, может возникнуть дисбаланс.

Агрессивные экологические факторы повреждают хромосомы и вызывают мутации в генах, искажают наследственную информацию, в результате чего «больные» клетки начинают безудержно делиться. При этом раковые клетки не уничтожаются иммунной системой, предварительно ослабленной теми же негативными экологическими факторами.

Воздействие антропогенных факторов.

Создана новая экологическая среда с высокой концентрацией антропогенных факторов: загрязнение атмосферного воздуха, высокий уровень шума, электромагнитные излучения, высокая плотность населения, миграционные процессы. В условиях большого города влияние на человека природного компонента ослаблено, а действие антропогенных факторов резко усилено. Газовые и пылевые выбросы промышленных предприятий, сброс ими в окружающие водоемы сточных вод, коммунальные и бытовые отходы крупного города загрязняют окружающую среду разнообразными химическими элементами.

При изменении температур туман, загрязненный дымом, прижимается к поверхности земли, образуя так называемый "смог", вызывающий раздражение слизистых оболочек глаз и верхних дыхательных путей, а также обострение заболеваний легких. Описаны случаи, когда это приводило к трагическим последствиям - повышению смертности больных детей и стариков. Загрязненный воздух поражает, прежде всего легкие (простуда, бронхит, воспаление легких). Во всех странах на долю респираторных заболеваний приходится больше случаев, чем на все остальные болезни, вместе взятые. Катар верхних дыхательных путей до сих пор остается самой распространенной болезнью.

Обнаружена связь загрязнения атмосферного воздуха с ростом заболеваний генетической природы. В загрязненных районах чаще встречаются неблагоприятно протекающие беременности и роды. Дети, рожденные после патологической беременности, в загрязненных атмосферными выбросами районах, часто имеют низкие массу тела и уровень физического развития, а также функциональные отклонения сердечно-сосудистой и дыхательной систем.

Большая степень загрязнения воздуха вызывает замедление процессов роста и развития, нарастание дисгармоничности за счет повышения жироотложения, а малые концентрации вредных веществ активируют процессы акселерации. Однако ускорение физического развития сопровождается заметным ослаблением эффективности сердечно-сосудистой системы.

Воздействие естественных факторов.

Вода. Загрязнение воды стало предметом интенсивного изучения, так как количество людей, страдающих болезнями, передающимися через загрязненную воду исчисляется миллионами.

Тифы, эпидемические колиты и дизентерия, вызванные бактериями, передающимися через воду. Бактерии обладают высокой биологической активностью и участвуют во многих процессах жизнедеятельности: белковом, жировом, углеводном, витаминном, минеральном обмене, газо и теплообмене, тканевой проницаемости, клеточном делении, костеобразовании, кроветворении, росте, размножении, иммунобиологических реакциях.

Шум. Шум отрицательно влияет на различные органы и системы человека. Доказано отрицательное воздействие шума на центральную нервную систему, вегетативные реакции, артериальное давление, деятельность внутренних органов. Высокий уровень шума способствует повышению числа гипертензий и гипотензий, гастритов, язвенной болезни желудка, болезней желез внутренней секреции и обмена веществ, психозов, неврозов, болезней органов кровообращения. У лиц, проживающих в шумных районах, чаще выявляются церебральный атеросклероз, увеличенное содержание холестерина в крови, астенический синдром. Доля новорожденных с пониженной массой возрастает соответственно увеличению уровня шума.

При действии шума происходит уменьшение содержания сахара в крови до нижнего уровня нормы, что вызывает активизацию надпочечников и повышение концентрации адреналина в крови. Шум в 60 дБ, регистрируемый иногда на городских транспортных магистралях, снижает некоторые показатели иммунитета.

 

 

Воздействие техногенных факторов.