Вібрація

Вібрація – це складний коливальний процес, що виникає при періодичному зсуві центру тяжіння якого-небудь тіла від стану рівноваги, а також при періодичній зміні форми тіла, яку воно мало в статичному стані.

Основними джерелами вібрації є рейковий транспорт, різні технологічні установки, ковальсько-пресове устаткування (процеси ударного типу), будівельна техніка та ін.

Вібраційна патологія стоїть на другому місці (після пилових) серед професійних захворювань. Особливість дії вібрації полягає в тому, що вона впливає не тільки безпосередньо на людину, але й на грунт, на фундаменти різних споруд.

У промисловості і будівництві коливання машин і споруд не є гармонійними, їм властивий аперіодичний характер. При частоті більше 16 - 20 Гц вібрація супроводжується шумом.

Залежно від способу передачі вібрації тілу людини розрізняють локальну (місцеву) вібрацію, що передається через руки людини, і загальну, що передається на тіло людини через опорні поверхні тіла. У реальних умовах часто спостерігається поєднання обох видів вібрацій, але найбільш поширені захворювання, що викликані локальною вібрацією (при роботі з ручним інструментом).

Показники, що характеризують вібрацію:

- частота f, що пов'язана з періодом коливань Т співвідношенням

, (2.16)

частота вібрації має важливе гігієнічне значення, тому що виробничі вібрації можуть дорівнювати або бути близькими до частот коливання людського організму або окремих органів (6-9 Гц), коливання з такою частотою впливають на психічний стан людини та можуть привести до смерті людини;

- амплітуда віброзміщення А (м, мм) - найбільше відхилення точки, що коливається, від положення рівноваги;

- віброшвидкість V (м/с) - максимальне із значень швидкості точки, що коливається

V = (2πf)A ; (2.17)

- віброприскорення ω (м/с²) - максимальне із значень прискорень точки, що коливається

ω= (2nf)²A ; (2.18)

- рівень віброшвидкості L_V (дБ)(фізіологічний показник)

, (2.19)

де V_х – фактична віброшвидкість, м/с;

V₀ – порогове значення віброшвидкості, що прийнята за одиницю порівняння V₀ = 5∙10^-8 м/с.

Гігієнічна оцінка вібрації здійснюється згідно ГОСТ 12.1.012-90 „Вибрационная безопасность Общие требования” та ДСТУ 2300-93 „Вібрація. Терміни і визначення”.

Методами оцінки вібрації є:

- частотний аналіз параметра, що нормується;

- інтегральна оцінка за часто­тою параметра, що нормується;

- доза вібрації.

При гігієнічній оцінці вібрацій нормованими параметрами є середні квадратичні значення віброшвидкості або віброприскорення (або їх логарифмічні рівні) для локальних вібрацій в октавних смугах частот, а для загальної вібрації - в октавних або 1/3 октавних смугах, для чого можна використовувати частотний аналіз або інтегральну оцінку. Для оцінки вібрації з урахуванням часу рекомендовано використовувати дозу вібрації, нормованим параметром якої є еквівалентне за енергією значення віброшвидкості або віброприскорення.

Методи і засоби захисту від вібрацій

Зменшення дії вібрації на працюючих досягається за рахунок:

1) конструювання нового, досконалішого устаткування з автоматизацією і дистанційним керуванням;

2) вибору оптимальних режимів роботи (усунення резонансних явищ в процесі експлуатації механізмів, при цьому важливо, щоб власні частоти коливань механізму не співпадали з частотами, що виникають при дисбалансі для чого змінюють або масу системи, або її інші механічні параметри (жорсткість, розміри));

3) розробки методів по зниженню шкідливої дії вібрації на робочих місцях:

- віброгасіння (збільшення маси і жорсткості конструкції шляхом об'єднання механізму з фундаментом або підставами, що віброгасять, проте метод вимагає великих витрат і громіздких конструкцій, що перевищують вартість самих механізмів);

- віброізоляція (установка устаткування не на фундаменті, а на віброізолюючих опорах, у якості віброізолятора використовують гумові і пластмасові прокладки, ресори, пневматичні віброізолятори з використанням повітряних подушок;

- вібропоглинання (нанесення на вібруючу поверхню шару пружнов'язких матеріалів (гуми, пластики) за рахунок чого частина енергії коливань переходить у тепло);

- вібродемпфірування (збільшення активних втрат коливальних систем, що реалізується в механізмах з великими динамічними навантаженнями з використанням матеріалів з великим внутрішнім тертям);

4) організаційно-профілактичних заходів (своєчасний ремонт, контроль вібраційних параметрів);

5) застосуванням засобів індивідуального захисту (спецвзуття, рукавиці, вкладиші та ін.).