CC BY
405
УДК 621.3
Трусов В.А., Власова А.М, , Герасимова Ю.Е., Бростилова Т.Ю,
ФГБОУ ВО «Пензенский государственный университет», Пенза, Россия
ПРОИЗВОДСТВЕННАЯ ВИБРАЦИЯ И ЕЕ ВЛИЯНИЕ НА ОРГАНИЗМ ЧЕЛОВЕКА
В настоящей статье представлено описание производственных вибраций и показаны последствия влияния вибрации на организм человека, а так же предложены правила безопасности работы с приборами, производящими вибрацию и виды лечения организма, если предупредить вредоносные факторы не удалось Ключевые слова:
вибрация, последствия, организм, безопасность, частота
Под вибрацией понимают возвратно-поступательное движение твердого тела. Это явление широко распространено при работе различных механизмов и машин. Источники вибрации: транспортеры сыпучих грузов, перфораторы, зубчатые передачи, пневмо-молотки, двигатели внутреннего сгорания, электромоторы и т. д.
Основные параметры вибрации: частота (Гц), амплитуда колебания (м), период колебания (с), виброскорость (м/с), виброускорение (м/с2).
В зависимости от характера контакта работника с вибрирующим оборудованием различают локальную и общую вибрацию. Локальная вибрация передается в основном через конечности рук и ног. Общая — через опорно-двигательный аппарат. Существует еще и смешанная вибрация, которая воздействует и на конечности, и на весь корпус человека. Локальная вибрация имеет место в основном при работе с вибрирующим ручным инструментом или настольным оборудованием. Общая вибрация преобладает на транспортных машинах, в производственных цехах тяжелого машиностроения, лифтах и т. д., где вибрируют полы, стены или основания оборудования.
Воздействие вибрации на организм человека. 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 4~6 Гц, головы относительно плеч (положение "сидя") — 25-30 Гц. Для большинства внутренних органов собственные частоты лежат в диапазоне 6—9 Гц. Общая вибрация с частотой менее 0,7 Гц, 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. 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.
Местная вибрация малой интенсивности может благоприятно воздействовать на организм человека, восстанавливать трофические изменения, улучшать функциональное состояние центральной нервной системы, ускорять заживление ран и т. п. При увеличении интенсивности колебаний и длительности их воздействия возникают изменения, приводящие в ряде случаев к развитию профессиональной патологии — вибрационной болезни.
Ручные машины, вибрация которых имеет макси-
Гц), 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 125 Гц), 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). Допустимые уровни вибрации. Различают гигиеническое и техническое нормирование вибраций. Гигиенические — ограничивают параметры вибрации рабочих мест и поверхности контакта с руками работающих исходя из физиологических требований, исключающих возможность возникновения вибрационной болезни. Технические — ограничивают параметры вибрации не только с учетом указанных требований, но и исходя из достижимого на сегодняшний день для данного типа оборудования уровня вибрации. Разработаны нормативные документы, устанавливающие допустимые значения и методы оценки характеристик вибраций, к которым относится специальный ГОСТ ССБТ (Система стандартов безопасности труда).
Машины ручные. Допустимые уровни вибрации. 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 10 кг, а усилие нажима — 2 0 кг.
Общая вибрация нормируется с учетом свойств источника ее возникновения и подразделяется на вибрацию:
• транспортную, которая возникает в результате движения машин по местности и дорогам;
• транспортно-технологическую, которая возникает при работе машин, выполняющих технологическую операцию в стационарном положении, а также при перемещении по специально подготовленной части производственного помещения, промышленной площадке или на оптовых базах; технологическую, которая возникает при работе стационарных машин или передается на рабочие места, не имеющие источников вибраций (например, от работы холодильных, фасовочно-упаковочных машин).
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 ч (табл. 1.2). Санитарные нормы устанавливают предельно допустимые величины вибрации в производственных помещениях предприятий (табл. 1.3).
мальные уровни энергии в низких частотах (до 35
Влияние вибрации на организм человека
Таблица 1.2
Амплитуда колебаний вибрации, мм Частота вибрации, Гц Результат воздействия
До 0,015 Различная Не влияет на организм
0,016-0,050 40-50 Нервное возбуждение с депрессией
0,051-0,100 40-50 Изменение в центральной нервной системе, сердце и органах слуха
0,101-0,300 50-150 Возможное заболевание
0,101-0,300 150-250 Вызывает виброболезнь
Допустимые величины вибрации в производственных помещениях предприятий Таблица 1.3
Амплитуда колебаний вибрации, мм Частота вибрации, Гц Скорость колебательных движений, см/с Ускорение колебательных движений, см/с2
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
• При таких параметрах вибрации даже сверхпрочные клепочные конструкции до полного своего разрушения выдерживают не более 30 минут
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.
Методы снижения воздействия вибрации на человека. Для снижения воздействия вибрирующих машин и оборудования на организм человека применяются следующие меры и средства:
• замена инструмента или оборудования с вибрирующими рабочими органами на невибрирующие в процессах, где это возможно (например, замена электромеханических кассовых машин на электронные);
• применение виброизоляции вибрирующих машин относительно основания (например, применение рессор, резиновых прокладок, пружин, амортизаторов);
• использование дистанционного управления в технологических процессах (например, использование телекоммуникаций для управления вибротранспортером из соседнего помещения);
• использование автоматики в технологических процессах, где работают вибрирующие машины (например, управление по заданной программе);
• использование ручного инструмента с виброзащитными рукоятками, специальной обуви и перчаток.
На рис. 1.5 представлена установка агрегатов на виброгасящем оборудовании.
Помимо технических средств и методов для снижения воздействия вибрации на человека необходимо проводить гигиенические и лечебно-профилактические мероприятия. В соответствии с положением о режиме труда работников виброопасных профессий 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 15-20 мин. Рекомендуется при этом два регламентированных перерыва (для активного отдыха, проведения производственной гимнастики по специальному комплексу гидропроцедур) : 20 мин — через 1—2 ч после начала смены и 30 мин — через 2 ч после обеденного перерыва.
Рисунок 1.5 - Установка агрегатов на виброгасящем оборудовании: а — на фундаменте в грунте; б — на перекрытии
К работе с вибрирующими машинами и оборудованием допускаются 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 влажности 40-60% и скорости движения воздуха не более 0,3 м/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 0,3 м/с.
Для повышения защитных свойств организма, работоспособности и трудовой активности следует использовать специальные комплексы производственной гимнастики, витами-нопрофилактику (2 раза в год комплекс витаминов В, С, никотиновая кислота), спецпитание. Целесообразно также проводить в середине или в конце рабочего дня 5—10-минутные гидропроцедуры, сочетающие ванночки при температуре воды 38 °С и самомассаж верхних конечностей.
ЛИТЕРАТУРА
1. Суворов Г.А., Шкаринов Л.Н., Денисов Э.И. Гигиеническое нормирование производственных шумов и вибраций. - М.: Медицина, 1984. - 240 с.
2. Гигиеническая оценка физических факторов производственной и окружающей среды: Руководство
2.2.4/2.1.8.000-97.
3. Суворов Г.А., Бутковская З.М., Хунданов Л.Л. Производственная вибрация /гигиенические аспекты/. - М., 1996. - 72 с.
4. ГОСТ Р 12.1.025-2004. ССБТ. Шум машин. Определение уровня звуковой мощности по звуковому давлению. Точные методы для реверберационных камер.
5. ГОСТ ИСО 2631-2-2003. Механическая вибрация и удар. Оценка воздействия вибрации всего тела на организм человека. - 606 с
