2.2. Негативные воздействия физических факторов на человека

2.2.1 Механические колебания

2.2.2 Акустические колебаний

2.2.3 Ударная волна

2.2.1 Механические колебания

Малыемеханические колебания, возникающие в упругих телах или телах, находящихся под воздействием переменного физического поля, называются вибрацией.

Причиной возбуждения вибраций являются возникающие при работе машин и агрегатов неуравновешенные силовые воздействия, которые возникают:

• при возвратно-поступательных движениях систем (кривошипно-шатунные механизмы, ручные перфораторы, вибротрамбовки и т.п.);

• в результате наличия неуравновешенных вращающихся масс (ручные электрические и пневматические шлифовальные машины, режущий инструмент станков и т.п.);

• при ударах деталей (зубчатые зацепления, подшипниковые узлы).

Область распространения вибрации называется вибрацион­ной зоной.

Параметры, характеризующие вибрацию. Вибрация характе­ризуется скоростью (о, м/с) и ускорением (а, м/с²) колеблющей­ся твердой поверхности. Обычно эти параметры называют вибро­скоростью и виброускорением.

Величины виброскорости и виброускорения, с которыми приходится иметь дело человеку, изменяются в очень широ­ком диапазоне. Оперировать с цифрами большого диапазона очень неудобно. Кроме того, органы человека реагируют не на абсолютное изменение интенсивности раздражителя, а на его относительное изменение. В соответствии с законом Вебера—Фехнера, ощущения человека, возникающие при различ­ного рода раздражениях, в частности вибрации, пропорцио­нальны логарифму количества энергии раздражителя. Поэто­му в практику введены логарифмические величины — уровни виброскорости и виброускорения:

,	(2.2.1)
,	(2.2.2)

где υ и а – виброскорость и виброускорение;

υ₀ и а₀ – пороговые значения виброскорости и виброускорения. υ₀=5*10^-8 м/с, а₀=3*10^-4 м/с². Измеряются уровни в специальных единицах — децибелах (ДБ).

Производственную виб­рацию классифицируют по следующим признакам:

• способ передачи вибрации;

• направление действия вибрации;

• временная характеристика вибрации;

• характер спектра вибрации;

• источник возникновения вибрации (рис.2.2.1).

Рисунок 2.2.1– Классификация производственных вибраций

Действие вибрации на человека зависит от частоты и уровня вибрации, продолжительности воздействия, места приложения вибрации, направления оси вибрационного воздействия, индивидуальных способностей организма человека воспринимать вибрацию, условий возникновения резонанса и ряда других условий. Колебательные процессы присущи живому организму, в частности человеку — ритмичные колебания серд­ца, крови, биотоков мозга. Внутренние органы человека (печень, почки, желудок, сердце и т. д.) можно рассматривать как колеба­тельные системы с упругими связями. Собственная частота внут­ренних органов f = 3...6 Гц.

Рисунок 2.2.3 – Категории вибрации в зависимости от источника

Собственная частота головы челове­ка относительно плечевого пояса — 25...30 Гц, относительно ос­нования, на котором находится человек, — 4...6 Гц. При совпадении собственных частот внутренних органов человека и отдельных частей его тела с частотой вынужденной вибрации возникает явление резонанса, при котором резко возрастает ам­плитуда колебаний органов и частей тела. При этом могут воз­никнуть болевые ощущения в отдельных органах, а при очень высоких уровнях вибрации — даже травмы, разрывы связок, артерий.Яв­ление резонанса для человека возникает при низкочастотной вибрации.

При частотах вибрации менее 16 Гц кроме явлений резонанса у человека возникает подавленное состояние, чувство страха, треноги, угнетается центральная нервная система. При воздействии вибрации в организме человека происходят функциональ­ные и физиологические изменения, представленные в таблице 2.2.1.

Вибрационная болезнь (виброболезнь) — профессиональное заболевание, вызванное длительным воздействием на организм вибрации.

Таблица 2.2.1.– Изменения в организме человека при воздействии вибрации

Вид изменений	Симптомы	Результат воздействия
Функцио-нальные	Повышенная утомляемость; Увеличение времени двигательных реакций; Нарушение вестибулярных реакций и координации движений.	Снижение производительности и качества труда; Возникновение травм, связанных с затормо-женной реакцией человека на изменение обстановки.
Физиологические	Развитие нервных заболеваний; Нарушение функций сердечно-сосудистой системы; Нарушение функций опорно-двигательного аппарата; Поражение мышечных тканей и суставов; Нарушение функций органов внутренней секреции.	Возникновение виброболезни