2.3.2. Дія вібрації на людину

Під дією вібрації на організм людини розуміють розповсюдження коливань у тканинах відповідно до законів фізики. Дія вібрації на людину викликає в організмі реакцію, яка стає причиною функціонального розладу різних систем та окремих органів. Результатом дії як місцевих, так і загальних вібрацій може бути вібраційна хвороба.

Дія місцевих вібрацій на кінцівки рук може призводити до пошкоджень кістково-хрящових тканин суглобів, про що стверджують медичні дослідження. Разом з цими тканинами пошкоджуються розміщені в них рецептори – периферійні органи центральної нервової системи, що викликає порушення регу-лярної функції центральної нервової системи на певну ділянку тіла. Як результат цього порушується кровообіг, обмін речовин, терморегуляція, спостерігається відкладення солей, знижується м'язова сила, підвищується чутливість до охолодження, з'являються больові симптоми, незаживаючі тріщини шкіри. Всі перераховані явища характерні для вібраційної хвороби, спричиненої дією місцевих вібрацій. Небезпека її розвитку залежить від параметрів вібрації, часу її дії, інших умов праці, а також індивідуальних особливостей працівника.

Під дією загальної вібрації відбувається розлад нервової та судинної системи, спазм коронарних, церебральних, периферійних судин. Унаслідок дії вібрації на центральну нервову систему може розвинутися церебральна форма вібраційної хвороби. Загальна вібрація порушує фізіологічні функції організму, які проявляються у вигляді головного болю, запаморочення, нудоти, зниження працездатності.

Виникненню вібраційної хвороби, спричиненої як місцевою, так і загальною вібрацією, сприяють такі супутні фактори: охолодження, значні статичні м'язові навантаження, зниження атмосферного тиску, виробничий шум.

Щоб запобігти виникненню вібраційної хвороби у працюючих із вібронебезпечними ручними машинами та інструментом, існують рекомендації щодо проведення фізіопрофілактичних методів лікування (водні процедури, парафінові ванни, масаж, лікувальна гімнастика тощо). Ефективним лікування вібраційної хвороби може бути лише на ранніх її стадіях, відновлення функцій організму проходить дуже повільно, а в особливо тяжких випадках настають необоротні зміни, що призводять до інвалідності.

2.3.3. Гігієнічне нормування та заходи і засоби захисту від вібрації

Основним нормативним документом є ДСН 3.3.6.033-99, в якому наведені гранично допустимі параметри вібрації при роботі з вібруючим обладнанням залежно від середньогеометричної частоти октавних смуг (табл. 2.7) та виду вібрації за походженням. Нормованими величинами є середньоквадратичне значення віброшвидкості та рівень її в октавних смугах у діапазоні частот 1-2000 Гц. Оскільки найчастіше зустрічаються горизонтальні й вертикальні складові вібрації, нормування здійснюється окремо за цими осями.

Таблиця 2.7

Граничнодопустимі норми вібрації

Вид вібрації	Напрямок, за яким нормується вібрація	Рівень віброшвидкості, дБ в октавних смугах із середньогеометричними частотами, Гц
		1	2	4	8	16	31,5	63	125	250	500	1000	2000
Транспортна	По горизонтальній осі	132	123	114	108	107	107	–	–	–	–	–	–
Транспортно-технологічна	По вертикальній та горизонтальній осях	117	108	102	101	101	101	–	–	–	–	–	–

101

Технологічна на постійних робочих місцях	Те ж	108	99	93	92	92	92	92	–	–	–	–	–
У виробничих приміщеннях, лабораторіях, конструкторських бюро, обчислювальних центрах	Те ж		91	82	75	75	75	75	–	–	–	–	–
Місцева (локальна)	На кожній осі				120	120	117	114	111	108	105	102	99

Вібронебезпечними вважають машини, механізми, установки, які хоча б у одному з режимів експлуатації генерують небезпечні вібрації, що вимагає вжиття додаткових заходів і засобів щодо захисту працюючих. Методи віброзахисту, які використовують у виробництві, за певними ознаками можуть бути колективними чи індивідуальними. Найефективнішими є колективні заходи, вони здійснюються за рахунок послаблення вібрації у джерелі її виникнення та зменшення параметрів вібрації на шляхах її розповсюдження.

Зниження вібрації на кар'єрному устаткуванні полягає, в основному, в зменшенні динамічних процесів, спричинених ударами, різким прискоренням внаслідок дисбалансу обертових мас, для чого застосовуються методи віброізоляції, вібровбирання, віброгасіння та вібродемпфування.

Віброізоляція та віброгасіння є найбільш ефективним засобом зменшення дії місцевої вібрації, яка передається на руки робітника від ручного механізованого інструменту. Для зниження параметрів вібрації в систему вводять пружний елемент (віброізолятори, амортизатори, пружні каретки, спеціальні пневматичні підтримки, коефіцієнт жорсткості якого зменшується при збільшенні сили натискування. Пружні елементи, що вводяться в коливальну систему, можуть бути пружинними, гумово-металевими, гумовими з ребристої або дірчастої гуми. Параметри цих елементів розраховують при створенні машин та інструментів. На сучасних ручних перфораторах із пневмопідтримками (ПР-25МВ) та пневмопідтримками телескопних перфораторів зменшення параметрів вібрації досягають застосуванням віброзахисних пристроїв РА-2А, КР-1А, ПРВ-2А, ПТ-03, віброізолюючих рукояток управління (ПРШ-24).

На рис. 2.3 показано пристрій УВ-1 для гасіння вібрації на рукоятках відбійних молотків за рахунок пружин і підпружинних штоків. Для зменшення параметрів вібрації при ручному перфораторному бурінні з пневмопідтримками розроблені віброгасильні каретки КВ- 1М (рис. 2.4).

Рис. 2.3. Схема пристрою УВ-21 для гасіння вібрації відбійних молотків: 1 – шплінт; 2 – рукоятка; 3 – болт; 4 – прокладка; 5 – пружина; 6 – шток; 7 – втулка; 8 – стакан; 9 – шайба; 10 – гайка

Зменшення параметрів загальної вібрації за рахунок віброгасіння досягається збільшенням маси агрегату стаціонарних машин або підвищенням жорсткості його віброгенеруючих елементів. Збільшення маси найчастіше досягається шляхом встановлення агрегату на самостійний фундамент або масивні плити між основою та агрегатом. Фундамент вибирають відповідно до маси агрегату, розраховують його так, щоб амплітуда коливань підошви фундаменту не перевищувала 0,1-0,2 мм, а для особливо відповідальних машин – 0,005 мм. Щоб коливання не передавалося на ґрунт, навколо фундаменту створюють розриви, так звані акустичні шви без заповнення або із заповненням. Конструкції виробничих будівель не повинні мати жорсткого кріплення з агрегатом.

Рис. 2.4. Схема віброгасильної каретки КВ-1М: 1 – рукоятка; 2 – гумове кільце; 3 – труба; 4 – підтримуючий кронштейн; 5 – пружина; 6 – робоча пружина: 7 – повзун; 8 – корпус перфоратора; 9 – глушник шуму

Усі сучасні пересувні машини і транспортні засоби виконуються з антивібраційними сидіннями, мають амортизатори на педалях і рукоятках управління.

Вібровбирання та демпфування вібруючих конструкцій та окремих частин здійснюється за рахунок збільшення втрат енергії в системах, що досягається перетворенням механічної коливальної енергії на інші її види, такі як енергія теплова, електромагнітного поля, енергія струмів Фуко та ін. При демпфуванні на вібруючі конструкції й деталі наносять шар пружнов'язких матеріалів, які мають велике внутрішнє тертя. До них належать спеціальні мастики, пластик, пінопласт, пластикат і т. п. Вібродемпфуючі мастики та гума зменшують вібрацію і загальний рівень шуму на 10 дБА.

Найефективнішими засобами профілактики вібраційної хвороби є заміна вібронебезпечних інструментів та устаткування вібробезпечними, створення нових конструк­цій машин і устаткування, вібрація яких не переходить безпечної для людини межі. Не менш важливим щодо зменшення вібрації є автоматизоване або дистанційне управління вібраційною технікою. Для зменшення рівня вібрації необхідно встановити контроль за параметрами віб­рацій. Ручні машини слід перевіряти один раз на півроку на відповідність параметрів паспортним даним, система­тично і регулярно проводити планово-запобіжні ремонти.

Правильна організація праці також є профілактичним заходом проти віброзахворювання. Велике значення ма­ють раціональні режими праці та відпочинку. Загальний час контакту з вібруючими машинами не повинен переви­щувати дві третини тривалості робочого дня, включаючи перерви на 10-15 хв. на кожні 60 хв. роботи. Оскільки дія вібрації ускладнюється при пониженні температури повітря, то у виробничих приміщеннях і кабінах машин остан­ня не повинна бути нижчою за +10°С при вологості 40-60%, швидкості руху повітря не більше ніж 3 м/с. Якщо в кар'єрах неможливо створити такі умови праці, необхідно передбачити приміщення для зігрівання.

Поряд із технічними, технологічними та організаційними заходами велике значення набуває медична профілактика як засіб проти вібраційних захворювань.

До робіт із вібруючими машинами та механізмами допускаються особи, які досягли 18 років і пройшли медичне обстеження. Робітники мають проходити медичний огляд не менше одного разу на рік. Протягом робочого дня працівники повинні мати час на проведення виробничої гімнастики та масажу, також рекомендується проводити ультрафіолетове опромінення та вітамінізацію.

Засоби індивідуального віброзахисту поділяються на профілактичні засоби для рук, ніг, тіла машиніста (оператора). Для захисту рук використовують рукавиці, виготовлені із пружно-демпфуючих матеріалів (ГОСТ 12.4.002-74); для захисту ніг – віброзахисне спецвзуття відповідно до ГОСТу 12.4.024-76 (чоботи або черевики), в яких підошва виготовлена із пружно-демпфуючих матеріалів (гумова устілка товщиною 30 мм з пружинами). Зменшення вібрації таке взуття дає приблизно на 80% при частоті 20-50 Гц та амплітуді 0,1-0,4 мм. Засоби для захисту тіла оператора – це нагрудні паси та спеціальні костюми, виготовлені з пружних матеріалів.

Для вимірювання вібрації використовується вимірювач ВШВ-003, який реєструє віброшвидкість у частотному діапазоні 10- 2800 Гц і віброприскорення в діапазоні 10-10000 Гц.

З імпорттних вимірювальних приладів використовується віброакустичний канал фірми «Брюль і К'єр» (Данія), а також комплект апаратури RFТ (Німеччина).