Глава 2.6. Виробнича вібрація. Параметри, нормування, вплив на організм людини. Заходи й засоби захисту працюючих
Вібрація – цей коливальний пружний рух точки твердого тіла (механічної системи).
Вібрація характеризується такими параметрами:
· амплітудою (зсувом щодо точки спокою) (а), мм;
· частотою (f), Гц;
· віброшвидкістю (V) м/с;
· віброприскоренням (W) м/с2.
Класифікація вібрації
За дією на організм людини вібрація класифікується за такими ознаками:
· за способом передачі вібрації на людину;
· за напрямком дії вібрації;
· за характером спектра;
· за часовими характеристиками.
За способом передачі на організм людини вібрація підрозділяється на загальну й локальну.
Загальна вібрація діє на організм людини через опорні поверхні – сидіння, ноги людини.
Відповідно до ГОСТ 12.1.012-90 «Вібраційна безпека. Загальні вимоги» існують наступні види загальної вібрації:
· транспортна, що виникає при рухові транспортних засобів;
· транспортно – технологічна, що виникає при роботі операторів на машинах, технологічних засобах з обмеженим переміщенням у виробничих приміщеннях;
· технологічна, що виникає при роботі на стаціонарних машинах чи обладнанні або передається на робочі місця, що не мають джерел вібрації.
Локальна вібрація діє на окремі частини тіла людини.
Джерелами локальної вібрації є пневматичні відбійні молотки, ковальсько-пресове устаткування, технологічне устаткування складальних цехів, шліфувальні й полірувальні верстати і т. п.
За характером спектра вібрація підрозділяється з урахуванням виду (загальна або локальна) на такі категорії.
1. Для загальної вібрації:
а) низькочастотна, з перевагою максимальних рівнів в октавних смугах частот 8 і 16 Гц;
б) середньочастотна – 31,5; 63 Гц;
в) високочастотна – 125; 250; 500; 100 Гц.
2. Для локальної вібрації і вібрації робочих місць за тими ж видами спектрального розподілу з частотами 1 і 4 Гц – для низькочастотної, 8 і 16 Гц – для середньочастотної і 31,5, 63 Гц – для високочастотної вібрації.
За часовими характеристиками вібрація підрозділяється на такі види:
· постійна, для якої величина віброшвидкості змінюється не більше ніж у 2 рази (< 6 дБ) при часі спостереження tспост > 1 хв;
· непостійна – для якої величина віброшвидкості змінюється не менше ніж у 2 рази (> 6 дБ) при такому ж часі спостереження (tспост > 1 хв).
Непостійну вібрацію, у свою чергу, підрозділяють на такі категорії:
· коливна, для якої рівень віброшвидкості змінюється плавно безупинно в часі;
· переривчаста, коли тривалість вібраційних впливів на оператора складає t >1 с;
· імпульсна, що складається з одного або декількох вібраційних впливів (наприклад, ударів), кожен тривалістю менше 1с, при частоті їхнього надходження t < 5 Гц.
Під впливом інтенсивної вібрації (особливо локальної), в організмі людини відбуваються функціональні зміни окремих систем і регуляторної функції центральної нервової системи. Вібрація викликає появу вібраційної хвороби, що може призвести до втрати працездатності. Вібраційна хвороба може виявлятися у вигляді порушення діяльності вестибулярного апарата, зниженні температурної та больової чутливості людини.
2.6.1. Гігієнічне нормування вібрації
Вібрацію вимірюють в абсолютних і відносних одиницях.
Абсолютними параметрами для виміру вібрації є віброзміщення, віброшвидкість і віброприскорення.
Основними відносними параметрами вібрації є:
· логарифмічний рівень віброшвидкості, що визначається за формулою
LV = 10 ℓgV2/V20 = 20 ℓgV/V0,
де: V – віброшвидкість (м/с), V = (2π · f · а); f , а – відповідно частота й амплітуда вібрації; V0 = 5 · 10-8 м/с – граничне мінімальне значення віброшвидкості, яке відчувається вібраційним аналізатором організму людини.
· логарифмічний рівень віброприскорення:
Lw = 10 ℓgW2/W20 = 20 ℓgW/W0,
де W = (2π · f2 · а) – віброприскорення (м/с2), W0 – граничне мінімальне значення віброприскорення, яке відчувається організмом людини.
Нормуються параметри вібрації відповідно до вимог ДСН 3.3.6.039-99. Державні санітарні норми виробничої та загальної вібрацій та ГОСТ 12.1.012-90 «Вибрационная безопасность. Общин требования».
Нормованими параметрами вібрації є середньоквадратичне значення віброшвидкості, її логарифмічний рівень або віброприскорення в октавних смугах частот (для загальної й локальної вібрації).
Загальна вібрація нормується в октавних смугах з середньогеометричними частотами fсг = 1; 2; 4; 8; 16; 31,5; 63 Гц.
Локальна вібрація нормується в октавних смугах з середньогеометричними частотами fсг = 8; 16; 31,5; 63; 125; 250; 500; 1000 Гц.
При оцінці вібрації за допомогою дози нормованим параметром є еквівалентне кориговане значення контрольованого параметра.
Для загальної й локальної вібрації залежність допустимих значень нормованого параметру Vt від часу фактичного впливу вібрації t на людину, що не перевищує 480 хв, знаходять за формулою
,
де V480 – допустиме значення нормованого параметра для тривалості впливу вібрації на людину t = 480 хв.
Сумарний час роботи в контакті з ручними машинами, що викликають вібрацію, не повинен перевищувати 2/3 робочої зміни. При цьому тривалість одноразового безперервного впливу вібрації, включаючи мікропаузи, що входять у дану операцію, не повинна перевищувати 15…20 хв.
Сумарний час роботи з ручним віброінструментом при восьмигодинному робочому дні й п'ятиденному робочому тижні, залежно від виду виконуваних робіт, не повинен перевищувати 15...30 % робочого часу. При роботі з віброінструментом маса устаткування, утримувана руками, не повинна перевищувати 10 кГ, а сила натиску – 196 Н.
Якщо в доповнення до вібрації на організм людини одночасно діють супутні негативні виробничі фактори (наприклад, знижена температура повітря, підвищений рівень шуму, загазованість, запиленість повітря), то необхідно розробляти спеціальні режими робочої зміни (додаткові технологічні перерви, зниження допустимого рівня вібрації нижче гранично допустимого рівня (ГДР) і т. п.).
Вимірювання вібрації
Вимірювання вібрації виконують відповідно до положень ГОСТ12.3.012–75ССБТ «Средства измерения и контроля вибрации на рабочих местах. Технические требования».
Для вимірювання загальної вібрації датчик вимірювального приладу закріплюють на робочій площадці чи сидінні оператора, а для контролю характеристик локальної вібрації – в місцях контакту рук працюючого з елементами обладнання.
Гігієнічну оцінку вібрації здійснюють такими методами:
1. Частотним (спектральним) аналізом.
2. Інтегральною оцінкою.
3. Дозною оцінкою.
Основним методом, що характеризує вплив вібрації на організм людини, є частотний аналіз – вимірювання логарифмічних рівней віброшвидкості (Lv) чи віброприскорення (Lw) на середньогеометричних частотах октавних смуг. Одержані величини представляють у графічному вигляді, як гістограми в координатах «Lv (Lw) – fсг», де fсг – середньогеометричні частоти октавних смуг. На цей графік наносять також значення ГДР вібрації для кожної середньогеометричної частоти, з урахуванням типу виробничого приміщення. Якщо гістограма реальних значень рівня вібрації (Lv чи Lw) перетинає графік залежності ГДР чи лежить нижче нього, то це свідчить про перевищення допустимого рівня вібрації. У цьому разі необхідно застосовувати відповідні заходи та засоби захисту працюючих.
В протилежному разі, коли гістограма реальних значень рівня вібрації (Lv чи Lw) лежить нижче графіка ГДР, це вказує на допустимість вібраційного впливу на персонал.
Для загальної вібрації вимірювання виконують в триоктавних смугах частот.
Інтегральну оцінку вібрації застосовують, як орієнтовну.
Показник «доза вібрації» рекомендується використовувати для оцінки вібрації з урахування тривалості (часу) дії.
Дослідження вібрації виконують спеціальними приладами – вимірювачами шуму і вібрації. Зовнішній вигляд такого приладу типу ВШВ-003 наведений на рис. 2.12 (розд. 2.5.3.).