3. Механічні коливання (вібрація, шум, інфразвук, ультразвук)

Вібрація  це механічні коливання пружних тіл, які характеризуються амплітудою, швидкістю та прискоренням. Вібрації відносять до факторів, яким притаманна велика біологічна активність. За характером дії вібрацію поділяють на загальну (передається на все тіло людини) та локальну (передається окремим частинам тіла).

Вібрація сприймається людиною як природне навантаження, подібне до важкої праці. Вібрації частотою понад 200 Гц перевантажують її нервову систему, потребують підвищеної психічної напруги. Низькочастотна вібрація позначається на обмінних процесах, змінює біохімічні показники крові, що призводить до різних порушень функцій організму.

Основні напрями боротьби з вібрацією:

боротьба в місці її виникнення (конструювання машин і технологічних процесів із максимально зниженою ударною взаємодією деталей);

уникнення резонансу (зниження характеристик системи, зміна маси або жорсткості);

віброгасіння (за рахунок введення до системи додаткових реактивних опорів (масивний фундамент, установка віброгасників);

віброізоляція (зниження вібрації введенням пружного зв’язку, що перешкоджає переданню вібрації).

Шум  це механічні коливання, що розповсюджуються в твердому, рідкому газовому середовищах. У повітрі звук розповсюджується з швидкістю 344 м/с. За характером часового впливу шум поділяється на постійний, змінний (зміна рівня шуму проходить ступенево) та імпульсний (один чи кілька сигналів).

Основними характеристиками шуму є частота, вимірювана у Герцах, Гц, та звуковий тиск, вимірюваний у Паскалях, Па. Для оцінювання показників шуму введено поняття рівня шуму, вимірюваного у децибелах, дБ. Вухо людини сприймає звукові коливання в межах 16-20000 Гц. Нижче 16 і вище 20000 Гц розташовані області нечутних для людини відповідно інфра– та ультразвуків.

Шум на виробництві несприятливо діє на організм людини, підвищуючи витрати енергії при однаковому фізичному навантаженні, послаблює увагу, уповільнює швидкість психічних реакцій. Дію шуму на людину прийнято поділяти на специфічну (на органи слуху) та неспецифічну (на нервову систему). Під час дії шуму людина витрачає на 10-30% більше енергії, ніж в нормальних умовах.

Шум з рівнем звукового тиску до 30 – 35дБ є звичним для людини і не тривожить її. Підвищення звукового тиску до 70дБ створює значне навантаження на нервову систему, погіршує самопочуття, а за тривалого впливу може стати причиною деяких хвороб. За рівня звуку 100 – 110дБ шум має гнітючу дію. За рівня звуку 110дБ неможливе мовне спілкування. Больовою межею рівня звуку є 120 – 130дБ, значення понад 140дБ спричиняє розрив барабанних перетинок, вище 160дБ  смерть. Проектування робочих місць з рівнями звуку понад 80 дБ вважається неприпустимим.

Питання нормування шуму розглянуті у відповідних ГОСТ. Головним приладом для вимірювання шуму є шумомір. Для зниження шуму використовують методи: зниження шуму в місці виникнення, зміни напрямку шуму, раціонального планування цехів, акустичної обробки а також засобів індивідуального захисту від шуму.

Інфразвук  є нечуткою для людини ділянкою коливань. Верхньою його межею вважають частоти 16 – 25Гц. Нижня межа не визначена. Виникає інфразвук у атмосфері, лісі, морі. Джерелом інфразвуку є грім, землетрус і т.д. Для інфразвуку характерне мале поглинання, тому його хвилі можуть поширюватися на дуже великі відстані.

Під час штормів або сильних вітрів генеруються потужні інфразвукові коливання з частотою приблизно 6Гц; для людини смертельною є частота 7Гц. З медичної практики відомо, що під час штормів або сильних вітрів спостерігається збільшення кількості дорожніх пригод, погіршується стан здоров’я хворих навіть спостерігаються ефекти схожі на безумство. Така біологічна впливовість інфразвуку пояснюється збігом частот інфразвуку з біоритмами головного мозку. Захист від інфразвуку становить серйозну проблему.

Ультразвук  високочастотні коливання. Ультразвуковий діапазон частот поділяється на низькочастотний (1000 – 10000Гц), коли хвилі поширюються повітряними і контактними шляхами та високочастотний (10000 – 110⁹Гц), коли хвилі передаються тільки контактними шляхами.

Для захисту від ультразвуку використовується обладнання у звукоізолюючому виконанні (кожух), встановлюються захисні екрани, розміщуються ультразвукові прилади в спеціальних приміщеннях або кабінах.

Захист від дії ультразвуку під час контактного опромінення полягає у повному виключенні безпосереднього контакту людини з інструментом, рідиною, виробами, оскільки така дія найбільш небажана.

Питання для самоконтролю:

1. Що таке техногенні небезпеки?

2. Дайте характеристику механічних небезпек.

3. Назвіть основні засоби захисту від механічних коливань.