Источником какого вида вибрации являются тракторы. Производственная вибрация

В данной инструкции изложены основные функции сайта, и как ими пользоваться

Здравствуйте,

Вы находитесь на странице инструкции сайта Тестсмарт.
Прочитав инструкцию, Вы узнаете функции каждой кнопки.
Мы начнем сверху, продвигаясь вниз, слева направо.
Обращаем Ваше внимание, что в мобильной версии все кнопки располагаются, исключительно сверху вниз.
Итак, первый значок, находящийся в самом верхнем левом углу, логотип сайта. Нажимая на него, не зависимо от страницы, попадете на главную страницу.
«Главная» - отправит вас на первую страницу.
«Разделы сайта» - выпадет список разделов, нажав на один из них, попадете в раздел интересующий Вас.

На странице билетов добавляется кнопка "Билеты", нажимая - разворачивается список билетов, где выбираете интересующий вас билет.

«Полезные ссылки» - нажав, выйдет список наших сайтов, на которых Вы можете получить дополнительную информацию.

В правом углу, в той же оранжевой полосе, находятся белые кнопки с символическими значками.

• Первая кнопка выводит форму входа в систему для зарегистрированных пользователей.
• Вторая кнопка выводит форму обратной связи через нее, Вы можете написать об ошибке или просто связаться с администрацией сайта.
• Третья кнопка выводит инструкцию, которую Вы читаете. :)
• Последняя кнопка с изображением книги (доступна только на билетах) выводит список литературы необходимой для подготовки.

Опускаемся ниже, в серой полосе расположились кнопки социальных сетей, если Вам понравился наш сайт нажимайте, чтобы другие могли так же подготовиться к экзаменам.
Следующая функция «Поиск по сайту» - для поиска нужной информации, билетов, вопросов. Используя ее, сайт выдаст вам все известные варианты.
Последняя кнопка расположенная справа, это селектор нажав на который вы выбираете, сколько вопросов на странице вам нужно, либо по одному вопросу на странице, или все вопросы билета выходят на одну страницу.

Вибрация (лат. Vibratio - колебание, дрожание) - механические колебания. Вибрация - колебание твердых тел.

О вибрации также говорят в более узком смысле, подразумевая механические колебания, оказывающее ощутимое влияние на человека. В этом случае подразумевается частотный диапазон 1,6-1000 Гц. Понятие вибрация тесно связано с понятиями шум, инфразвук, звук.

Источники возникновения – работающие электродвигатели, особенно плохо балансированные, работающее дерево-, и металлообрабатывающее оборудование, газотурбинные двигатели транспортных средств, дизельные двигатели, двигатели внутреннего сгорания и трансмиссия, плохое состояние дорожного покрытия, ручной электроинструмент - дрели, отбойные молотки и др.

Воздействие фактора на организм человека

При действии на организм общей вибрации страдает в первую очередь нервная система и анализаторы: вестибулярный, зрительный, тактильный. Для водителей машин, машинистов, подвергающихся воздействию низкочастотной и толчкообразной вибраций, характерны изменения в пояснично-крестцовом отделе позвоночника. Рабочие часто жалуются на боли в пояснице, конечностях, в области желудка, на отсутствие аппетита, бессонницу, раздражительность, быструю утомляемость. В целом картина воздействия общей низко- и среднечастотной вибраций выражается общими вегетативными расстройствами с периферическими нарушениями, преимущественно в конечностях, снижением сосудистого тонуса и чувствительности Локальная вибрация вызывает спазмы сосудов кисти, предплечий, нарушая снабжение конечностей кровью. Одновременно колебания действуют на нервные окончания, мышечные и костные ткани, вызывают снижение кожной чувствительности, отложение солей в суставах пальцев, деформируя и уменьшая подвижность суставов. Колебания низких частот вызывают резкое снижение тонуса капилляров, а высоких частот – спазм сосудов.

Классификация фактора

Вибрация классифицируется в зависимости:

– От временных характеристик представлена в таблице 1.

– От способа передачи представлена в таблице 2.

– От источника возникновения представлена в таблице 3 (см. ниже).

– От направления действия

По направлению действия общую вибрацию подразделяют на вертикальную, распространяющуюся по оси Z, перпендикулярной к опорной поверхности; горизонтальную, распространяющуюся по оси X от спины к груди; горизонтальную, распространяющуюся по оси Y от правого плеча к левому (рисунок 1).

Локальную вибрацию подразделяют на действующую вдоль оси Xл параллельно оси места охвата источника вибрации, вдоль оси Yл перпендикулярно ладони и вдоль оси Zл (действует в плоскости, образованной осью Xл и направлением подачи или приложения силы) (рисунок 2).

Рисунок 1

Рисунок 2

– От характера спектра представлена в таблице 4 (см. ниже).

– От частотного состава представлена в таблице 5 (см.ниже).

Нормируемые показатели

постоянная вибрация (общая, локальная) измеряют или рассчитывают корректированный уровень (значение) виброускорения.

Для оценки условий труда по фактору непостоянная вибрация (общая, локальная) измеряют или рассчитывают эквивалентный корректированный уровень (значение) виброускорения.

При воздействии на работника в течение рабочего дня (смены) как постоянной , так и непостоянной вибрации (общей, локальной) для оценки условий труда измеряют или рассчитывают с учетом продолжительности их действия эквивалентный корректированный уровень (значение) виброускорения.

При воздействии на работника локальной вибрации в сочетании с местным охлаждением рук (работа в условиях охлаждающего микроклимата класса 3.2) класс вредности условий труда для данного фактора повышают на одну ступень.

Нормируемый диапазон частот :

– для общей вибрации в виде октавных полос со среднегеометрическими частотами: 2; 4; 8; 16; 31,5; 63 Гц или в виде третьоктавных полос со среднегеометрическими частотами: 0,8; 1; 1,25; 1,6; 2; 2,5; 4; 5; 6,3; 8; 10; 12,5; 16; 20; 25; 31,5; 40; 50; 63; 80 Гц;

– для локальной вибрации в виде октавных полос со среднегеометрическими частотами 8; 16; 31,5; 63; 125; 250; 500; 1000 Гц.

Нормативы

Предельно допустимые величины нормируемых параметров производственной локальной вибрации при длительности вибрационного воздействия 480 мин (8 ч) приведены в таблице 6.

Таблица 6. Предельно допустимые величины нормируемых параметров производственной локальной вибрации

вибрации категории 1 – транспортной для рабочих мест приведены в таблице 7.

Таблица 7. категории 1 – транспортной

Предельно допустимые значения вибрации категории 2 – транспортно-технологической для рабочих мест приведены в таблице 8.

Таблица 8. Предельно допустимые значения вибрации категории 2 – транспортно-технологической

Предельно допустимые значения вибрации категории 3 – технологической типа «а» для рабочих мест представлены в таблице 9.

Таблица 9. Предельно допустимые значения вибрации категории 3 – технологической типа «а»

Предельно допустимые значения вибрации категории 3 – технологической типа «б» рабочих мест представлены в таблице 10.

Таблица 10. Предельно допустимые значения вибрации категории 3 – технологической типа «б»

Предельно допустимые значения вибрации категории 3 – технологической типа «в» рабочих мест представлены в таблице 11.

Таблица 11. Предельно допустимые значения вибрации категории 3 – технологической типа «в»

Допустимые значения вибрации в жилых помещениях, палатах больниц и санаториев представлены в таблице 12.

Таблица 12. Допустимые значения вибрации в жилых помещениях, палатах больниц, санаториев

Допустимые значения вибрации в административно-управленческих помещениях и в помещениях общественных зданий представлены в таблице 13.

Таблица 13. Допустимые значения вибрации в административно-управленческих помещениях и в помещениях общественных зданий

Классы условий труда в зависимости от уровней вибрации на рабочем месте представлены в таблице 14.

Таблица 14. Классы условий труда в зависимости от уровней вибрации на рабочем месте

Методика проведения измерений

Для оценки вибрационной экспозиции за смену помимо информации об уровне вибрации необходима также оценка длительности воздействия вибрации в течение рабочего дня. Минимально допустимая длительность измерений зависит от типа вибрационного сигнала, средств измерений и выполняемой рабочим операции. Общее время измерения, представляющее собой сумму отдельных измерений, должно быть не менее 1 мин. Предпочтительно вместо одного большого периода измерений брать несколько (не менее трех для каждой операции) более коротких. Иногда получение надежных измерений во время обычного выполнения рабочей операции затруднительно или невозможно, поскольку сточки зрения процедуры измерения длительность действия вибрации может быть слишком коротка. В этом случае допускается проведение измерений в процессе имитации рабочей операции, когда периоды действия вибрации искусственно удлиняют, но рабочие условия при этом поддерживают максимально близкими к тем, что имеют место при обычном выполнении рабочей операции.

Средства измерений

На рисунке 3 представлены средства проведения измерений уровней вибрации.

Рисунок 3 – Средства проведения измерений уровней вибрации

Мероприятия по устранению вредного воздействия вибрации

Имеются две основные группы методов снижения вибрации оборудования в производственных зданиях и помещениях – в источнике ее возникновения и на пути распространения. Необходимо правильно сочетать эти средства.

Снижение вибрации в источнике ее возникновения . При проектировании зданий снижение вибрации в источнике обеспечивают применением малошумного оборудования и выбором правильного (расчетного) режима его работы; при строительстве и эксплуатации зданий – технической исправностью оборудования.

Снижение вибрации на пути ее распространения (виброизоляция оборудования, виброизоляция воздуховодов, виброизолирующие площадки, коврики, сиденья) достигается комплексом архитектурно-планировочных и акустических мероприятий.

1. Архитектурно-планировочные мероприятия предусматривают такую планировку помещений в зданиях, при которой источники вибрации максимально удалены от защищаемых объектов. Снижение вибрации в защищаемых помещениях может быть достигнуто целесообразным размещением оборудования в здании. Оборудование, создающее значительные динамические нагрузки, рекомендуется устанавливать в подвальных этажах или на отдельных фундаментах, не связанных с каркасом здания. При установке оборудования на перекрытия желательно размещать его в местах, наиболее удаленных от защищаемых объектов.
2. Акустические мероприятия. К ним относится виброизоляция инженерного оборудования. Схемы жесткого и виброизолированного крепления агрегата (машины) к фундаменту. Для виброизоляции агрегата (машины) необходимо его устанавливать на виброизоляторы и изолировать подходящие к нему коммуникации. Применяют однозвенную, двухзвенную, а иногда и трехзвенную схему виброизоляции, когда между агрегатом и виброизоляторами располагают массивную плиту (обычно железобетонную) или жесткую опорную раму массой m. Поддерживающую конструкцию, на которую опирается виброизолированная машина, называют фундаментом. Это может быть плита перекрытия, железобетонный блок, балки и т.д.

Виброизолирующие элементы могут быть представлены:

а) в виде отдельных опор:

− пружинные виброизоляторы, основным рабочим элементом которых являются одна или несколько стальных винтовых пружин;

− упругие прокладки, нередко имеющие сложную форму;

б) в виде слоя упругого материала, укладываемого между машиной и фундаментом;

в) в виде плавающего пола на упругом основании. Пол на упругом основании представляет собой железобетонную стяжку, устроенную на упругом основании поверх несущей плиты перекрытия здания. Обычно применяется в двухзвенной схеме с другими виброизоляторами.

Проектирование виброизолирующих конструкций сводится к выбору конструктивной схемы виброизоляции, подбору типа и параметров виброизоляторов по известной номенклатуре (реже их рассчитывают и проектируют), выбору конструкции пола на упругом основании (если он требуется), расчету эффективности принятой конструкции (виброизоляции).

Все рассмотренные виброизолирующие конструкции снижают передаваемую на фундамент вибрацию только на частотах, превышающих основную частоту собственных вертикальных колебаний f0 (резонансную частоту) системы, состоящей из машины (М), установленной на виброизолирующем основании.

Расчет виброизолирующих конструкций состоит в выборе и расчете виброизоляторов и других элементов, из которых они состоят, а также в расчете виброизоляции.

При виброизоляции агрегатов (машин) с рабочими частотами менее 18…20 Гц следует применять пружинные виброизоляторы. Пружинные виброизоляторы, обладая меньшей частотой f0, обеспечивают большую виброизоляцию на низких частотах, чем другие виды виброизоляторов из эластичных материалов. Однако последние на средних и высоких частотах более эффективны, поскольку волновые резонансные явления, ухудшающие виброизоляцию, в них наступают на более высоких частотах, чем в пружинах и, кроме того, менее выражены из-за существенно больших внутренних потерь энергии.

Из-за указанных явлений виброизоляция пружинами на средних и высоких частотах падает и весьма невелика. Некоторое увеличение ее достигается при установке рези-новых прокладок между пружинами и фундаментом. На больших частотах дополнительная виброизоляция растет с частотой и становится тем выше, чем больше коэффициент потерь, толщина и коэффициент формы прокладки. Поэтому их следует изготовлять из перфорированной, а не сплошной резины. Необходимо отметить, что тонкие резиновые прокладки не устраняют основного недостатка пружинных виброизоляторов – низкую виброизоляцию на средних и высоких частотах. Плавающие полы без специальных виброизоляторов можно использовать только с оборудованием, имеющим рабочие частоты более 45…50 Гц. Это, как правило, небольшие машины, виброизоляция которых может быть обеспечена и другими способами. Эффективность полов на упругом основании на столь низких частотах невелика. Поэтому применяют их только в сочетании с другими видами виброизоляторов, что обеспечивает высокую виброизоляцию на низких частотах (за счет виброизоляторов), а также на средних и высоких (за счет виброизоляторов и плавающего пола).

Стяжка плавающего пола (см. рис. 4.2) должна быть тщательно изолирована от стен и несущей плиты перекрытия, так как образование даже небольших жестких мостиков между ними может существенно ухудшить его виброизолирующие свойства. Поэтому при конструировании плавающего пола предусматривают мероприятия, предупреждающие просачивание бетона в упругий слой при изготовлении пола. В местах примыкания плавающего пола к стенам необходим шов из нетвердеющих материалов, не пропускающий воду.

При линейных размерах стяжки плавающего пола более 8…10 м с целью предотвращения растрескивания бетона рекомендуется выполнять разделительные швы, которые не должны проходить вблизи места установки инженерных агрегатов. Большие агрегаты следует располагать в центре отдельных плит, на которые швами разбивается вся стяжка плавающего пола.

Конструкция плавающего пола должна обеспечивать ее несущую способность на действие статической нагрузки от оборудования. За счет установки машины на железобетонную плиту достигается снижение уровня колебаний самой машины и увеличивается ее устойчивость на пружинах. На низких частотах даже при неизменном значении f0 возможно небольшое увеличение виброизоляции за счет разделения разных пространственных форм колебаний машины, установлен-ной на виброизоляторах, которое не учитывается в одномерной расчетной схеме. Однако в звуковом диапазоне частот в целом виброизоляция заметно увеличивается за счет возрастания импеданса виброизолированной установки.

При использовании фундаментных железобетонных плит в отдельных полосах частот может быть и снижение виброизоляции. Это происходит в случаях, когда из-за увеличения массы виброизолированной установки и применения больших пружин октавная полоса, в которую попадает первая волновая резонансная частота пружин, и с которой начинается «провал» виброизоляции пружинами, сдвигается на октаву вниз. Поэтому лучше устанавливать агрегат на пружинные виброизоляторы меньших номеров (при их большем количестве), чем больших (их потребуется меньше), поскольку у последних раньше начинается спад виброизоляции.

В звуковом диапазоне частот железобетонные плиты лучше работают, если (при заданной массе) они имеют минимальные размеры в плане, но большую толщину. Для повышения акустической виброизоляции не следует делать больших в плане железобетонных плит, на которых устанавливают сразу несколько машин - например, основной и резервный насосы.

Железобетонную плиту устанавливают также в тех случаях, когда жесткость подходящих к машине трубопроводов с гибкими вставками соизмерима или превышает общую жесткость виброизоляторов, которые потребовались бы для установки машины без этой плиты. Такое положение может иметь место, например, при виброизоляции насосов. За счет установки железобетонной плиты увеличивается общая масса виброизолированной установки и снижается частота ее собственных колебаний, так как уменьшается влияние жесткости присоединенных трубопроводов. В результате, дополнительно к сказанному выше, достигается увеличение виброизоляции и на низких частотах. В ряде случаев жесткость присоединенных к машине трубопроводов с гибкими вставками оказывается настолько большой, что она вообще не может быть виброизолирована без установки железобетонной плиты.

При устройстве массивных виброизолированных оснований необходимо учитывать наличие внутренних виброизолирующих элементов у вентиляционного и компрессорного оборудования. В этих случаях внутренние виброизолирующие элементы рекомендуется шунтировать с помощью резьбовых или винтовых соединений.

Виброизоляция неопорных связей (трубопроводов, воздуховодов и т.п.) выполняется с целью обеспечения требуемой свободы движения виброизолированной машины за счет снижения жесткости рассматриваемых связей. Это необходимо для эффективной работы виброизоляторов и снижения звуковой энергии, распространяющейся через эти связи.

Для виброизоляции на каждом трубопроводе (или воздуховоде), присоединенном к машине, устанавливают гибкие вставки. Их следует располагать как можно ближе к вибрирующему агрегату. Если жесткость этих вставок мала по сравнению с жесткостью виброизоляторов (например, у вентиляторов), то не имеет существенного значения, как они ориентированы. В тех случаях, когда жесткость гибких вставок сравнима с жесткостью виброизоляторов (насосные агрегаты, компрессоры) вставки следует располагать так, чтобы влияние их жесткости было минимально в направлениях действия наибольших динамических сил, развиваемых агрегатом (машиной). К примеру, гибкие вставки для насосных агрегатов имеют большую жесткость в продольном направлении и меньшую в поперечном. Поэтому их следует располагать параллельно оси вращения.

В некоторых случаях на одном трубопроводе устанавливают две гибкие вставки на двух его расположенных рядом взаимно перпендикулярных участках. Тогда обеспечивается полезная для виброизоляции относительно низкая жесткость этой связи во всех направлениях. Увеличение числа гибких вставок на трубопроводе более одной-двух не приводит к снижению, распространяющейся по нему, звуковой вибрации, которая все равно распространяется по содержащейся в нем воде (воздуху).

На участках трубопроводов (воздуховодов) между агрегатом и гибкой вставкой не рекомендуется выполнять узлы крепления к строительным конструкциям (даже виброизолированных). Трубопроводы (воздуховоды) не должны иметь жесткого контакта с ограждающими конструкциями. Часто жесткое крепление трубопроводов и воздуховодов к строительным конструкциям является причиной недопустимого уровня шума в удаленных помещениях, расположенных через несколько этажей от данного места крепления.

Крепление трубопроводов и воздуховодов к строительным конструкциям необходимо производить при помощи виброизолирующих креплений с упругим элементом. Прокладка трубопроводов (воздуховодов) через стены и перегородки должна быть выполнена с применением виброразвязанных гильз. Для виброразвязки следует применять негорючие упругие прокладки. Стыки и промежутки между воздуховодами и гильзами необходимо герметизировать невысыхающим виброакустическим герметиком. Трубопроводы и участки жестких воздуховодов рекомендуется виброизолировать материалом из вспененного каучука. Трубную изоляцию рекомендуется крепить к поверхности трубопроводов с помощью специального клея.

Виброзащитные системы на пневмогидравлических опорах . Данные системы предназначены для защиты конструкций, фундаментов и обслуживающего персонала от гармонических вибраций машин. Это пассивные виброзащитные системы основаны на антивибраторах с линейными упругими элементами, масса которых не более 2% массы машины. Пассивно-активные системы основаны на пневмогидравлических опорах. Данные опоры, помимо гидравлического устройства имеют упругие элементы. Расход жидкости через гидравлическое устройство определяется производительностью насоса объемного действия и, вследствие этого, не зависит от противодавления в полости опоры. Во время динамического сжатия в гидравлическом устройстве возникает сила гидравлического со-противления. Упругий элемент обеспечивает сопротивление опоры при статическом сжатии и восстановление при снижении сжимающего усилия. В качестве упругого элемента можно использовать пружины или газовые камеры, в которых газ своим давлением уравновешивает внешнюю нагрузку. Общая жесткость опоры зависит от жесткости газа и жесткости гидравлического компенсатора. Виброзащитные системы позволяют снижать вибрацию фундамента в 3 …5 раз.

Организационные мероприятия (защита «временем») . С этой целью применяются специально разработанные режимы труда, которые предусматривают специальные перерывы. Рекомендуется использовать режимы труда с ограничением времени работы с вибрацией не более 2/3 рабочей смены, а также внедрение технологических процессов, предусматривающих микропаузы в ходе выполнения виброопасных операций, 2-3 перерыва по 20-30 минут за смену. Они устраиваются через 1-2 ч после начала смены и через 2 ч после обеденного перерыва (продолжительность которого должна быть не менее 40 мин) и используются для активного отдыха, проведения специального комплекса производственной гимнастики, физиотерапевтических процедур.

Режимы труда для конкретных виброопасных профессий должны включаться в технологическую документацию. Режимы труда являются профилактическим мероприятием, направленным на рациональную организацию работ с вибрирующим оборудованием, а в случаях превышения санитарных норм, и на сокращение времени неблагоприятно-го воздействия вибрации на работников виброопасных профессий.

Средства коллективной защиты . К ним относятся:

– виброизолирующие площадки и коврики;

– виброизолированные сидения;

Виброизолированное кресло оператора является одним из основных средств индивидуальной защиты от вибрации. Современные конструкции кресел выполняются по двум схемам. Пассивная нерегулируемая виброизоляция, использует винтовые пружины, в сочетании с демпферами сухого трения, установленными под сиденьем. В этом случае удается снизить вредное действие вибрации в 1,5 – 2 раза на частотах выше 63 Гц. На низких частотах эффективность пассивных средств значительно снижается ввиду близости резонансов. Преодолеть это ограничение практически невозможно, поскольку на пониженной жесткости теряется устойчивость оператора и возможно появление укачивания. Кроме того, большие смещения оператора опасны как источник ошибок управления. Частично эта проблема решается, если использовать направляющие механизмы, например параллелограмм в сочетании с упругими элементами. Однако в этом случае наблюдается резкое снижение эффективности на высоких частотах вибрации.

Другое направление в конструировании кресел развивается под влиянием высоких технологий. Подвеска этих кресел выполняется на пневматических пружинах низкой жесткости для устранения низкочастотных резонансов. Для стабилизации положения оператора применяют серводвигатели, которые реагируют на вес оператора при помощи специальных датчиков. Обычно указанные конструкции имеют направляющие элементы, что сказывается на эффективности в области высоких частот.

Разработаны и успешно испытаны автоматические системы понижения жесткости в пределах амплитуды колебаний (корректоры жесткости). Применение корректоров повышает эффективность виброизоляции в два раза.

– средства защиты верхних конечностей (виброзащитные перчатки, рукавицы, вкладыши);

– средства защиты нижних конечностей (виброзащитные сапоги, стельки, вкладыши).

На современном этапе технического прогресса борьба с неблагоприятными последствиями воздействия вибрации приобретает все большую социальную и гигиеническую значимость. Это вызвано, с одной стороны, интенсификацией существующих технологических процессов, с другой - возрастающим внедрением во все отрасли экономики виброактивной техники, и, в первую очередь, ручных машин, парк которых в настоящее время насчитывает миллионы единиц.

Совершенствование технико-экономических показателей машин и оборудования осуществляется путем увеличения мощности и рабочей скорости при одновременном уменьшении массы, что ведет к возрастанию виброактивности машин.

Вибрация как фактор производственной среды встречается в металлообрабатывающей, горнодобывающей, металлургической, машиностроительной, строительной, авиа- и судостроительной промышленностях, в сельском хозяйстве, на транспорте и других отраслях экономики. Вибрационные процессы являются действующим началом при уплотнении, прессовании, вибрационной интенсификации, механической обработке материалов, вибрационном бурении, рыхлении, резании горных пород и фунтов, вибротранспортировке и т.п. Вибрацией сопровождается работа передвижных и стационарных механизмов и агрегатов, в основу действия которых положено вращательное или возвратно-поступательное движения.

Вибрация - это колебательные движения системы с упругими связями. По способу передачи человеку-оператору выделяют локальную и общую вибрации.

14.1. ЛОКАЛЬНАЯ ВИБРАЦИЯ

Локальная вибрация - один из наиболее распространенных профессиональных факторов. Ее источниками являются ручные машины (или ручные механизированные инструменты), органы управления машинами и оборудованием (рукоятки, рулевые колеса, педали), ручные немеханизированные инструменты и приспособ-

ления (например, различные молотки), а также обрабатываемые детали, которые работающие удерживают в руках. Работа с этим оборудованием связана с воздействием на организм человека вибрации, передающейся через руки, ступни ног или другие части тела.

Локальная вибрация классифицируется по следующим признакам:

По способу передачи человеку-оператору, при этом выделяют вибрации, передающиеся через руки, через ступни ног, а также воздействующие на другие части тела (на поясницу, бедро, грудь при использовании некоторых виброинструментов, например, перфораторов);

По временным характеристикам - выделяют постоянные (для локальной вибрации нехарактерные) и непостоянные вибрации, в т.ч. импульсные, состоящие из одного или нескольких вибрационных воздействий, каждый длительностью менее 1 с;

По спектральным характеристикам - выделяют диапазоны с преобладанием максимальных уровней в октавных полосах 8-16 Гц (низкочастотный), 31,5-63 Гц (среднечастотный) и 125-1000 Гц (высокочастотный);

По направлению действия - выделяют вибрацию, действующую вдоль осей ортогональной системы координат Х л, У л, Zjj.

Ручные машины по виду привода подразделяются на пневматические, электрические и бензиномоторные, а по принципу работы - на машины вращательного действия (шлифовальные, полировальные машины и т.п.), ударного действия с возвратно-поступательным движением ударника (молотки рубильные, чеканные, клепальные и т.п.), ударно-вращательного действия (гайковерты), ударно-поворотного действия (перфораторы и т.п.), давящего действия (ножницы разных типов).

Параметры вибрации могут значительно меняться в зависимости от режима работы, вида обрабатываемого материала, а также от тех- нического состояния инструмента. К вибрирующим принято относить такие источники (объекты), при работе с которыми возникают вибрации, составляющие не менее, чем 20% от ПДУ, что соответствует 108 дБ (4,0?10 -3 м/с) виброскорости или 112 дБ (4,0?10 -1 м/с 2) виброускорения.

Уровни вибрации на рукоятках механизированных и немеханизированных инструментов колеблются, в большинстве случаев, в пределах от 112-124 дБ, но могут на некоторых видах инструментов

достигать 128-136 дБ (при оценке по корректированному уровню виброскорости), частотный диапазон при этом варьирует от 2 до

2000 Гц.

Нормируемыми параметрами локальной вибрации являются:

- частотные (спектральные) характеристики - среднеквадратические значения виброскорости или виброускорения в абсолютных единицах (в м/с или м/с 2 соответственно) или их логарифмические уровни (в дБ), измеряемые в октавных полосах среднегеометрических частот в диапазоне от 8 до 1000 Гц;

- одночисловой частотно-взвешенный показатель - корректированное значение виброскорости или виброускорения или их логарифмический уровень (интегральная оценка по частоте нормируемого параметра);

- интегральная оценка по частоте нормируемого параметра с учетом времени воздействия вибрации - эквивалентное корректированное значение виброскорости или виброускорения или их логарифмический уровень (эквивалентный по энергии уровень нормируемого параметра).

Для интегральных параметров - корректированного и корректированного эквивалентного уровней вибраций - установлены следующие предельно допустимые величины: при оценке по виброскорости - 2,0?10 -2 м/с (112 дБ), по виброускорению - 2,0 м/с 2 (126 дБ).

Предельно допустимые величины установлены для длительности вибрационного воздействия в течение 480 мин (8 ч) рабочей смены. Указанные предельно допустимые значения установлены для непостоянной локальной вибрации. Импульсные вибрации в настоящее время не регламентированы ни в нашей стране, ни за рубежом.

Измерения корректированного виброускорения или виброскорости требуют применения соответствующих полосовых и весовых фильтров. Величина частотной коррекции основывается на том, что вибрация на разных частотах по-разному влияет на изменение физиологических показателей.

Корректированный (по частоте) уровень используют для характеристики виброинструментов по степени их виброопасности. Для оценки вибрационной нагрузки и степени вредности условий труда работающих с виброинструментами измеряют или рассчитывают эквивалентный корректированный уровень вибрации с учетом продолжительности воздействия вибрации в течение рабочей смены. Спектральные характеристики вибрации используют для прогнози-

рования характера нарушений здоровья и выбора мер профилактики вибрационной болезни.

В отечественной литературе для характеристики вибрации ручных машин принято использовать в основном единицы логарифми- ческих уровней виброскорости (в дБ), в зарубежных работах используются абсолютные единицы виброускорения (в м/с 2). Отсутствие единого критерия для оценки локальной вибрации затрудняет сопоставление результатов научных исследований в области вибрационных воздействий.

Измерение и оценка вибрации в соответствии с отечественными санитарными нормами производится раздельно по трем ортогональ- ным направлениям-осям (Х л, У л, Zjj), при этом за вибрационную характеристику ручной машины принимается значение контроли- руемого параметра по оси, на которой регистрируется максимальная величина вибрации, с указанием этой оси.

В международном стандарте ИСО 5349-1(2001) и Директиве Евросоюза 2002/44/ЕС, устанавливающих требования к измерению и оценке вибраций, передающихся на руки, введен новый нормируемый показатель - общая (или полная) величина вибрации, равная векторной сумме (соответствующая корню квадратному из суммы квадратов значений виброускорения, измеренных по трем ортогональным осям), а^ у, для которой установлены следующие крите- риальные значения для продолжительности воздействия 8 часов за рабочую смену:

Предельная величина, значение которой не должно быть превышено 5 м/с 2 ;

Величина, требующая принятия мер защиты (профилактики), - 2 м/с 2 .

Для получения полной вибрации расчетным методом измеренное значение вибрации по оси, где она максимальна, должно быть умножено на коэффициент от 1,0 до 1,7 (рекомендации по выбору коэффициента даны в стандарте ИСО 5349-2, 2001 г.).

Указанные предельные величины основываются на результатах исследований, позволивших установить, что проявления вибрацион- ного синдрома (hand arm vibration syndrome, HAVS или vibration white finger, VWF) развиваются позже у лиц, подвергающихся воздействию вибрации с эквивалентным общим значением виброускорения А(8), составляющим менее 2 м/с 2 , и не регистрируются при значениях А(8) менее 1 м/с 2 . Считается, что повышение уровня вибрации в

2 раза сокращает вдвое безопасный стаж работы, т.е. ускоряет в 2 раза срок развития вибрационной болезни. Однако отсутствие эпидемиологических данных, результатов длительных клинических наблюдений и лабораторных физиолого-гигиенических экспериментальных исследований в целях установления дозо-эффективной взаимосвязи между параметром векторной суммы вибрации и изменением физиологических показателей, делает указанные выше предельные величины не достаточно надежными.

На систему измерения и оценки локальной вибрации по полному виброускорению предполагается перейти и в нашей стране.

Факторы риска. Эффекты воздействия вибрации и вероятность развития вибрационных нарушений зависят от многих производственных и непроизводственных факторов, называемыми «факторами риска», в том числе: характеристик вибрационного воздействия, сопутствующих производственных факторов, индивидуальных факторов. Наиболее значимыми факторами являются:

Частотный состав вибрации, уровень, импульсность, общая длительность воздействия за смену, наличие перерывов в работе, включая микропаузы;

Физическая нагрузка (вес, приходящийся на руки в процессе работы виброинструментом, усилия нажатия и обхвата рукояток, рабочая поза, область и расположение частей рук, подвергающихся воздействию вибрации), так как вибрация передается человеку-оператору в процессе силового взаимодействия с виброинструментом, область и расположение частей рук, подвергающихся воздействию вибрации;

Тип и техническое состояние оборудования, инструментов и вспомогательных приспособлений, используемый материал рукояток и вставного инструмента, теплопроводность материала;

Сопутствующие производственные факторы, усугубляющие действие вибрации и влияющие на периферическое кровообращение (охлаждение общее и локальное, обдув и смачивание рук, шум, вредные химические вещества);

Индивидуальные факторы, влияющие на периферическое кровообращение, такие как никотин, определенные лекарственные средства, перенесенные заболевания, которые могут влиять на кровообращение, а также другие индивидуальные характеристики (например, возраст начала работы в виброопасной профессии менее 18 лет и старше 45 лет, морфоконституциональные критерии);

Внепроизводственное воздействие вибрации и холода (домашние занятия с виброинструментами, хобби).

Основными критериями, по которым можно судить о степени риска воздействия фактора на организм человека, являются:

Частота специфических нарушений;

Степень или выраженность нарушений;

Сроки развития нарушений (латентный период).

Сопутствующие факторы усугубляют действие вибрации, ускоряя развитие вибрационных нарушений в 1,1-1,5 раз, к числу наиболее сильных из указанных выше факторов относятся охлаждающий микроклимат, физические усилия, шум и курение.

Гигиеническая характеристика условий труда основных виброопасных профессий. Работающих с ручными машинами (ручными механизированными виброинструментами) принято называть операторами, а профессии, в которых риск развития вибрационной болезни наиболее высок - «виброопасными».

Наиболее «виброопасными» профессиями являются такие, в которых работающие подвергаются воздействию высокоинтенсивной вибрации наиболее агрессивных средне- и высокочастотного диапазонов. Это профессиональные группы обрубщиков литья, наждачников, вальщиков леса, заточников, шлифовщиков. У работающих этих профессий латентный период развития вибрационной болезни минимальный (составляет в среднем 8-12 лет), а частота случаев наибольшая и может достигать 30% (по данным целевых клинических осмотров). Следует отметить, что показатели распространенности и латентный период вибрационной болезни в одних и тех же профессиональных группах работающих могут существенно отличаться при анализе различных источников информации о заболеваемости - данных периодических медицинских осмотров, проведенных медсанчастями промышленных предприятий (профцентрами), или дан- ных целевых клинических осмотров профпатологических клиник.

До настоящего времени не существует единого мнения относительно степени вредности импульсных вибраций, генерируемых немеханизированным ручным инструментом - рихтовочными молотками, киянками и т.п. относительно степени вредности импульсных вибрационных воздействий. Значительная часть авторов относит их к числу наиболее вредных. Однако более продолжительный латентный период вибрационной болезни в группах работающих, подвергающихся воздействию импульсных и непостоянных вибраций одних

и тех же уровней, свидетельствует о том, что этот вопрос еще не до конца решен. В табл. 14.1 представлены средние значения латентного периода развития вибрационной болезни в сопоставлении с усредненными уровнями вибрации для основных виброопасных профессий.

Общей гигиенической характеристикой условий труда наиболее виброопасных профессиональных групп является воздействие высокоинтенсивной вибрации с уровнями виброскорости 124 дБ и более, частотный диапазон которой находится в переделах 63-250 Гц и выше (средне- и высокочастотная вибрации); эти работы характеризуются значительной физической тяжестью (обусловленной весом инструментов) и проводятся, зачастую, в условиях общего и локального охлаждений. Эти факторы в совокупности обуславливают развитие в короткие сроки наиболее характерного синдрома вибрационной болезни - «белых пальцев». Более поздние сроки развития вибрационной болезни в некоторых профессиональных

Таблица 14.1. Сроки развития вибрационной болезни в виброопасных профессиях

группах (например, среди формовщиков) при значительных уровнях вибрации инструментов обусловлены низкочастотным спектром вибрации, вызывающим в основном изменения со стороны нервномышечного и костно-суставного аппаратов, а также отсутствием значительных физических усилий и охлаждения.

Физиологические механизмы действия вибрации. Восприятие человеком вибрации - сложные физиологический и психологический процессы, в осуществлении которых участвуют анализаторы соматической чувствительности: кожный, проприоцептивный, интероцептивный, вестибулярный. В кожном анализаторе преобразование меха- нической энергии в нервный процесс происходит в механорецепторах, также участвуют рецепторы сухожилий, фасций и суставов.

В основном, это инкапсулированные рецепторы, относящиеся к первично чувствующим, т.е. таким, у которых воспринимающий внешнее воздействие субстрат заложен в самом сенсорном нейроне. К ним относятся такие рецепторные образования, как тельца Мейснера, тельца Пачини, волосяные фолликулы. Порог ощущения вибрации лежит примерно на уровне 70 дБ по виброскорости, т.е. гораздо выше слухового порога. Значительно уже и пределы реагирования кожного анализатора при восприятии механических колебаний. Интервал между пороговой величиной и величиной стимула, вызывающего болевое ощущение, составляет для кожного анализатора около 70 дБ. Экспериментальные психо- и нейрофизиологические исследования свидетельствуют о наличии, по крайней мере, двух самостоятельных систем восприятия вибрации: поверхностной, низкочастотной, обеспечивающей восприятие и передачи вибрации с частотой от 0,5 до 40 Гц, и глубокой, высокочастотной, активирующейся в диапазоне частот от 50 до 500 Гц. При этом тельца Мейснера чувствительны к низкочастотным вибрациям, а волокна второй системы идут от глубоких тканей руки, иннервируя, предположительно, тельца Пачини. Проприоцептивная система тесно связана с вестибулярным анализатором.

При низких частотах (до 10 Гц) колебания, независимо от места их возбуждения, распространяются с весьма малым затуханием, вовлекая в колебательное движение все туловище, включая голову. С увеличением мышечного напряжения руки проводимость вибраций возрастает на всех исследуемых частотах колебаний, достигая наибольшей величины для частот 30-60 Гц, соответствующих диапазону частот собственных колебаний руки.

Особенности механических свойств тела человека и функционирования сенсорных систем обусловливают неодинаковую чувствительность человека к вибрациям различных частот. У рабочих, длительное время использующих ручные машины, наблюдаются разнообразные изменения в мышцах плечевого пояса, рук, кистей. Под влиянием вибрации изменяются электровозбудимость и лабильность нервно-мышечного аппарата, причем эти сдвиги нередко возникают рано, предшествуют другим субъективным и объективным изменениям и отличаются значительной стойкостью даже после прекращения контакта с вибрацией.

Действие вибрации на организм вызывает различные изменения в деятельности центральной и периферической нервной систем. Особенно чувствительными к действию вибрации являются отделы симпатической нервной системы, регулирующие тонус периферических сосудов, а также отделы периферической нервной системы, связанные с вибрационной и тактильной чувствительностями. При воздействии вибрации снижаются все виды кожной чувствительности, ухудшается скорость проведения импульса по нерву, развиваются парестезии.

Направленность сосудистых нарушений определяется, в первую очередь, частотными характеристиками вибрации. Установлено, что способность капилляров к спазму проявляется при воздействии вибрации свыше 35 Гц, при этом диапазон частот 35-250 Гц является наиболее опасным в отношении развития спазма сосудов. При воздействии вибраций низких частот (ниже 35 Гц) наблюдается преимущественно картина атонии капилляров или спастико-атоническое их состояние. Нарушения периферической гемодинамики при действии локальной вибрации зависят от места ее преимущественного приложения. Длительное воздействие низкочастотной вибрации обусловливает в основном развитие ангиодистонического синдрома и костно-мышечных нарушений, а высокочастотной вибрации - вызывает преимущественно ангиоспазм и вегетосенсорные полиневропатии. Особенности действия вибраций разных спектральных составов обусловливают дифференцированный подход к назначению мер профилактики.

Изучение восприятия вибраций на уровне целостного организма проводится в основном с помощью психофизиологических методов. Для оценки воздействия локальной вибрации на организм человека используется комплекс методов, включающий оценку состоя-

ния нервно-мышечного аппарата и периферической гемодинамики, а также слуховой чувствительности. Наиболее информативными методами являются паллестезиометрия (измерение вибрационной чувствительности) на частотах 63, 125 и 250 Гц, алгезиметрия (измерение болевой чувствительности), термометрия кожных покровов кистей рук с холодовой пробой, реовазография сосудов кистей рук, определение статической силы и выносливости мышц кистей рук. Изменение показателей вибрационной и болевой чувствительностей выявляется у 80-95% работающих в контакте с высокочастотной вибрацией.

Ведущее место по показателям заболеваемости вибрационной болезнью занимают угольная промышленность, цветная металлургия и машиностроение. Доля вибрационной болезни в общей структуре профессиональных заболеваний в этих отраслях составляет 15-19%. Наиболее высокие показатели заболеваемости в расчете на 100 000 работающих регистрируется среди обрубщиков - 5,4 случая вибрационной болезни; бурильщиков - 5,9; вальщиков леса - 4,0; заточников - 3,9; формовщиков - 1,0. Эти же профессиональные группы, являющиеся наиболее массовыми, вносят основной вклад в профессиональную структуру вибрационной болезни, в которой наибольший удельный вес имеют профессиональные группы обрубщиков - до 64%, формовщиков - до 11%, наждачников - до 11% и пр. В некоторых профессиональных группах женщины составляют большинство заболевших вибрационной болезнью: среди заточников их 76%, среди стерженщиков - 57%, среди наждачников - 47%, среди шлифовщиков - 36%.

Дозо-эффективные зависимости воздействия локальной вибрации. Для оценки вероятности развития вибрационных нарушений у работающих от воздействия локальной вибрации в международном стандарте ИСО 5349-1(2001) предложена модель прогноза вибрационных нарушений.

Предлагаемая в стандарте 5349-1(2001) модель дозо-эффективной зависимости основывается на результатах исследований рабочих, которые подвергались в процессе своей профессиональной деятельности, воздействию вибрации с уровнями до 30 м/с 2 (приведенной к 8-часовому воздействию), в течение различного стажа работы - (до 25 лет). В разработке использовались данные о круглогодовых рабочих, которые ежедневно работали одним и тем же инструментом в течение всего периода работы. За критерий наличия вибра-

ционных нарушений принималось появление симптома побеления пальцев рук, являющегося результатом периферических сосудистых расстройств. Этот критерий принят за основу, поскольку он лучше других изучен, может быть легко количественно оценен, наиболее просто поддается выявлению и является достаточно специфичным. Считается, что он является также и наиболее ранним признаком воздействия вибрации.

В соответствии с установленной зависимостью, воздействие вибрации с уровнем, близким к предложенному в данном стандарте в качестве предельного (4 м/с 2), приведет к появлению симптома побеления пальцев у 10% работающих через 8 лет, а при воздействии вибрации с уровнем 26 м/с 2 - через 1 год.

Указанная зависимость не позволяет предсказать риск появления синдрома белых пальцев, обусловленного вибрацией, для какоголибо конкретного рабочего, а может быть использована для опре- деления критерия вибрационного воздействия, предназначенного в качестве ориентира для решения вопроса о принятии мер по уменьшению опасности причинения вреда здоровью вследствие действия локальной вибрации для профессиональных групп.

Модель прогноза развития вибрационных нарушений, разработанная ГУ НИИ медицины труда РАМН, основана на результатах статистической обработки данных заболеваемости вибрационной болезнью I степени среди рабочих машиностроительных предприятий, расположенных в среднем климатическом поясе России.

Установленная зависимость выражена в виде формулы:

ln T= -20 ln L + C p ,

где :

Т - латентный период развития ВБ, годы;

L - эквивалентный корректированный уровень виброскорости,

дБ;

Ср - коэффициент, зависящий от частоты (или вероятности р) развития ВБ.

В соответствии с установленной зависимостью, первые достоверные значения вероятности появления вибрационных нарушений (более 10%) устанавливаются для работ, связанных с воздействием вибрации с эквивалентным уровнем виброскорости 115 дБ в течение 20 лет. Увеличение риска вибрационных нарушений со стажем при

воздействии вибрации невысоких уровней происходит медленными темпами. При увеличении уровня вибрации вероятность заболевания быстро нарастает, составляя 12% при воздействии вибрации с уровнем 124 дБ в группе со стажем работы 5 лет и 46% - в группе со стажем 25 лет. Воздействие вибрации с эквивалентным корректированным уровнем 112 дБ (на уровне ПДУ) не приводит к развитию заболевания на протяжении 32-х лет работы с виброопасным инструментом у 90% работающих, в то время как максимально допустимый уровень (124 дБ) будет безопасным для того же процента работающих лишь в течение 4-х лет.

Сопоставление результатов прогноза по стандарту ИСО 5349- 1(2001) и по отечественным данным показало, что различия в вероятности развития нарушений составляют от 10 до 35 раз. Это объясняется использованием различных критериев оценки вибрационных нарушений и методических подходов к проведению исследований. В нашей стране диагноз вибрационной болезни устанавливается на основании комплекса субъективных и объективных признаков - жалоб работающего, показателей вибрационной и болевой чувствительностей, температуры кожи пальцев рук, данных реовазографии и капилляроскопии сосудов кистей рук, результатов холодовой пробы. Изменение одного из показателей не является достаточным для установления диагноза. В стандарте ИСО 5349-1(2001) использованы эпидемиологические данные распространенности только одного при- знака вибрационных нарушений - симптома побеления пальцев рук, причем только в двух наиболее виброопасных профессиях - вальщиков леса и бурильщиков. Этот контингент работающих подвергается одновременно с вибрацией воздействию холода, способствующего ускоренному развитию вибрационных нарушений. При таком методе сбора данных возможна гипердиагностика нарушений.

Концепция профессионального риска дает возможность учитывать не только производственные, но и индивидуальные факторы риска. Это позволяет в ближайшем будущем перейти к оценке индивидуального риска и расчету критического стажа работы для каждого рабочего с учетом характеристик условий его труда и индивидуальных факторов риска. Принципом комплексной оценки индивидуального риска является количественный учет всех влияющих факторов риска (производственных и индивидуальных) с помощью перемно- жения парциальных весовых коэффициентов рисков, используя в качестве основы базовый риск, рассчитанный по выбранной модели

прогнозирования вибрационной болезни.

Меры профилактики неблагоприятного воздействия вибрации и сопутствующих факторов при работе с виброинструментами включают технические, организационно-технические, административные и медико-профилактические мероприятия.

Технические (конструктивные) меры снижения вибрации, шума, физической нагрузки и других факторов включают максимальное снижение массы инструмента в целях снижения физической тяжести работ (использование поликомпозиционных легких материалов, магниевых сплавов), что снижает риск вибрационных нарушений. При возможности должен быть предусмотрен подогрев рукояток. Рукоятки виброинструментов должны иметь виброизолирующее покрытие с коэффициентом теплопередачи не более 510 Вт/(м 2 -К), или должны быть целиком изготовлены из материала с коэффициентом теплопроводности не более 0,5 Вт/(м. К). Конструкция виброинструментов должна исключать возможность обдува рук работников выхлопом сжатого воздуха или отработавшими газами и попадания их в зону дыхания.

Организационно-технические мероприятия включают:

Защиту временем - режимы труда, которые должны обеспечивать общее ограничение времени воздействия вибрации в течение рабочей смены; рациональное распределение работ с виброинструментами в течение рабочей смены (режимы труда с введением регулярно повторяющихся перерывов); также ограничение длительности непрерывного одноразового воздействия вибрации, рациональное использование регламентированных перерывов (в зимний и переходные периоды года перерывы одновременно должны использоваться для обогрева работников). Не рекомендуется проведение сверхурочных работ с виброинструментами.

Меры коллективной защиты (защита от переохлаждения). При работе на открытых площадках в холодный период года следует оборудовать помещения для обогрева, отдыха и укрытия от неблагоприятных метеорологических условий. Температура воздуха в этих помещениях должна находиться в пределах 22- 24 ?С. В холодное время года работники должны доставляться к месту работы в утепленном транспорте. В обеденный и другие перерывы для работников должно организовываться горячее питание.

Средства индивидуальной защиты (антивибрационные рукавицы, противошумные наушники или вкладыши, теплая специальная одежда; при обводнении и охлаждающем действии воды - водонепроницаемая одежда, рукавицы и обувь).

Административные меры снижения риска развития профессиональных заболеваний при работах виброопасными инструментами подразумевают выполнение работодателями своих обязанностей по отношению к работникам виброопасных профессий (допуск к работе только исправных и отрегулированных инструментов с виброзащитой, с облицованными теплоизоляционными материалами рукоятками и т.п.; проведение периодического контроля за уровнями вибрации, шума и др.; разработка режимов труда; обеспечение работников эффективными средствами индивидуальной и коллективной защиты, санитарно-бытовыми помещениями, профилактическим питанием и др.; обучение работников правильным способам работы с виброинструментами, уменьшающим риск развития вибрационной болезни; обеспечение прохождения работниками регулярных медицинских обследований и т.д.).

Медико-профилактические мероприятия включают: проведение предварительных и периодических медицинских осмотров; физиотерапевтические меры; витаминопрофилактику; санаторно-курортное лечение и др.

14.2. ОБЩАЯ ВИБРАЦИЯ

Общая вибрация классифицируется по следующим признакам: По источнику возникновения вибраций выделяются:

общая вибрация 1 категории - транспортная вибрация, воздействующая на человека на рабочих местах самоходных и прицепных машин, транспортных средств при движении по местности, агрофонам и дорогам (в том числе, при их строительстве). К источникам транспортной вибрации относят: тракторы сельскохозяйственные и промышленные, самоходные сельскохозяйственные машины (в том числе комбайны), автомобили грузовые (в том числе тягачи, скреперы, бульдозеры, грейдеры, катки и т.д.), снегоочистители, самоходный горно-шахтовый рельсовый транспорт;

общая вибрация 2 категории - транспортно-технологическая вибрация, воздействующая на человека на рабочих местах в

машинах, перемещающихся по специально подготовленным поверхностям производственных помещений, промышленных площадок, горных выработок. К источникам транспортнотехнологической вибрации относят: экскаваторы (в том числе роторные), краны промышленные и строительные, машины для загрузки (завалочные) мартеновских печей в металлургическом производстве, горные комбайны, шахтные погрузочные машины, самоходные бурильные каретки, путевые машины, бетоноукладчики, напольный производственный транспорт; общая вибрация 3 категории - технологическая вибрация, воздействующая на человека на рабочих местах стационарных машин или передающаяся на рабочие места, не имеющие источников вибрации. К источникам технологической вибрации относят: станки металло- и деревообрабатывающие, кузнечно-прессовое оборудование, литейные машины, электрические машины, стационарные электрические установки, насосные агрегаты и вентиляторы, оборудование для бурения скважин, буровые станки, машины для животноводства, очистки и сортировки зерна (в том числе сушилки), оборудование промышленности стройматериалов (кроме бетоноукладчиков), установки химической и нефтехимической промышленности и др.

Общая вибрация категории 3 по месту нахождения подразделяется на:

а) технологическую вибрацию на постоянных рабочих местах производственных помещений предприятий;

б) технологическую вибрацию на рабочих местах на складах, в столовых, бытовых, дежурных и других производственных помещениях, где нет машин, генерирующих вибрацию;

в) технологическую вибрацию на рабочих местах в помещениях заводоуправления, конструкторских бюро, лабораторий, учебных пунктов, вычислительных центров, здравпунктов, конторских помещений, рабочих комнат и других помещениях для работников умственного труда.

По направлению действия общую вибрацию подразделяют на действующую вдоль осей ортогональной системы координат Х о, У о, Zj, где Х о (от спины к груди) и У о (от правого плеча к левому) - гори- зонтальные оси, направленные параллельно опорным поверхностям, а - вертикальная ось, перпендикулярная опорным поверхностям тела в местах его контакта с сидением, полом и т.п.

По характеру спектра общую вибрацию подразделяют на низкочастотную общую вибрацию (с преобладанием максимальных уровней в октавных полосах 1-4 Гц), среднечастотную вибрацию (8-16 Гц) и высокочастотную вибрацию (31,5 и 63 Гц).

По временным характеристикам общие вибрации разделяют на постоянные вибрации, для которых величина виброскорости или виброускорения изменяется не более чем в 2 раза (6 дБ) за время наблюдения; непостоянные вибрации (колеблющиеся, переменные, импульсные), для которых величина виброскорости или виброускорения изменяется не менее чем в 2 раза (на 6 дБ) за время наблюдения не менее 10 мин при измерении с постоянной времени 1 с.

Вибрация рабочих мест операторов транспортных средств и самоходной техники носит преимущественно низкочастотный характер с высокими уровнями интенсивности (до 132 дБ) и зависит от скорости передвижения, типа сидения и амортизирующей системы, степени изношенности машины и покрытия дорог, выполняемого технологического процесса. Анализ вибрационного воздействия показывает, что на операторов машин обычно воздействует переменная по уровням и спектрам вибрация, включающая микро- и макропаузы. Операторы имеют возможность в известных пределах регулирования вибрационной экспозиции.

Технологическое оборудование, как правило, вибрирует постоянно, монотонно, в течение всего рабочего дня, при этом вибрация рабочих мест имеет средне- и высокочастотный характер с максимумом интенсивности в октавах 20-63 Гц. Максимальная энергия по колебательной скорости для самоходных машин наблюдается в октавах 1-8 Гц, для полустационарных (транспортно-технологических) машин - в октавах 4-63 Гц.

Для транспортных вибраций наибольшая интенсивность отмечается в вертикальном направлении, для транспортно-технологических и технологических - в горизонтальном направлении. Уровни транспортных вибраций значительно выше, чем технологических, однако суммарное время контакта с вибрацией почти в 2 раза меньше.

Из факторов производственной среды, усугубляющих вредное воздействие вибраций на организм, следует отметить: чрезмерные мышечные нагрузки, шум высокой интенсивности, неблагоприятные микроклиматические условия.

Биологическое действие. Вибрация относится к факторам, обладающим значительной биологической активностью. Характер, глу-

бина и направленность функциональных сдвигов со стороны различных систем организма определяются уровнем, спектральным составом и продолжительностью воздействия вибрации. В субъективном восприятии вибрации и объективных физиологических реакциях важная роль принадлежит биомеханическим свойствам тела человека - сложной колебательной системы. Важнейшей из биодинамических характеристик тела человека является входной механический импеданс, характеризующий величину сопротивления тела колебаниям.

Измерение импеданса в позе сидя и стоя при вертикальной вибрации показало, что при частоте менее 2 Гц тело отвечает на вибрацию как жесткая масса. На более высоких частотах тело реагирует как колебательная система с одной или несколькими степенями свободы, что проявляется в резонансном усилении колебаний на отдельных частотах.

Степень распространения колебаний по телу зависит от их частоты, амплитуды, площади участков тела, соприкасающихся с вибрирующим объектом, места приложения и направления оси вибрационного воздействия, демпфирующих свойств тканей, явления резонанса и других условий.

При изучении биологического действия вибрации принимается во внимание характер ее распространения по телу человека, которое рассматривается как сочетание масс с упругими элементами. В одном случае это все туловище с нижней частью позвоночника и тазом (стоящий человек), в другом случае - верхняя часть туловища в сочетании с верхней частью позвоночника, нагибающийся вперед (сидящий человек).

Для стоящего на вибрирующей поверхности человека имеются два резонансных пика на частотах 5-12 Гц и 17-25 Гц, для сидящего - на частотах 4-6 Гц. Для головы резонансные частоты лежат в области 20-30 Гц. В этом диапазоне частот амплитуда колебаний головы может превышать амплитуду колебаний плеч в три раза. Для лежащего человека область резонансных частот находится в интервале 3-3,5 Гц. Одной из наиболее важных колебательных систем является совокупность грудной клетки и брюшной полости. В положении стоя колебания внутренних органов этих полостей обнаруживают резонанс на частотах 3,0-3,5 Гц; максимальная амплитуда колебаний брюшной стенки наблюдается на частотах от 7 до 8 Гц, передней стенки грудной клетки - от 7 до 11 Гц.

Независимо от места возбуждения колебания затухают при распространении по телу тем больше, чем выше их частота, причем величина затухания не зависит от уровня интенсивности колебаний в зоне возбуждения.

Согласно современным представлениям, физиологические эффекты вибрационного воздействия на человека определяются деформацией или смещением органов и тканей, что нарушает их нормальное функционирование и приводит к раздражению многочисленных механорецепторов, которые воспринимают вибрацию. Все это отражается на физиологических и психических реакциях организма человека.

Вибрация относится к факторам, обладающим большой биологической активностью. Характер, глубина и направленность физиологических и патологических сдвигов в различных системах организма определяется уровнями, частотными характеристиками вибрации, а также физиологическими свойствами тела человека. В генезе этих реакций важную роль играют анализаторы - вестибулярный, двигательный, зрительный и др. Вестибулярный анализатор является преобразователем энергии линейных и угловых перемещений тела в сигналы о его положении и движениях.

Под действием вибрации может наблюдаться раздражение не только отолитового аппарата, но и нервных окончаний полукруж- ных каналов. Возникающие под влиянием вибрации низких частот сдвиги в функциональном состоянии вестибулярного анализатора рассматриваются как состояние укачивания - болезнь движения, проявляющаяся в следующих основных клинических формах: нервной, сердечно-сосудистой, желудочно-кишечной и смешанной. Болезнь движения является важнейшей гигиенической проблемой в условиях труда работников различных видов транспорта - железнодорожного, морского, авиационного, самоходных транспортных средств.

Вестибулярный анализатор при взаимодействии с двигательным, зрительным и др. участвует в формировании позы и пространствен- ной ориентации человека. Двигательная система анатомически и функционально связана с вестибулярным и зрительным анализаторами. Поэтому оптовестибулоспинальную систему рассматривают как функциональный комплекс, обеспечивающий регуляцию позы и организацию движений, что играет немаловажную роль при вибрационном воздействии.

Двигательная система - главный объект воздействия вибрации и в зависимости от ее частоты проявляется качественно разными эффектами. На низких частотах (до 1-2 Гц), когда время латентной мышечной системы меньше периода колебаний, она еще способна достаточно эффективно компенсировать вибрационные возмущения. Поэтому преобладающими эффектами являются реакции оптовестибулоспинальной системы, проявляющиеся, в частности, в симптомокомплексе укачивания.

На более высоких частотах (свыше 2 Гц) механизм противодействия не успевает срабатывать, поэтому мышечная система находится постоянно в состоянии напряжения в связи с нарушением взаимоот- ношений афферентной и эфферентной импульсаций. На низких частотах регуляция сводится в конечном счете к общей или региональной мышечной работе. В случае воздействия вибрации с частотами выше 2 Гц (особенно в резонансном для тела человека диапазоне 4-8 Гц) напряжение скелетно-мышечной системы, как проявление компенсаторного механизма противодействия вибрационным перемещениям, способствует тем не менее распространению вибрации по телу человека. В результате оба этих механизма не только вызывают повышение утомления мышечной системы, но и создают условия для микротравматизации опорно-двигательного аппарата.

Оценка напряжения мышц верхних конечностей, спины, затылка при воздействии вибрации (низкочастотной - 4-8 Гц) свидетельст- вует о том, что двигательная система активно участвует в колебаниях и одновременно, используя механизмы центральной и периферической коррекции, формирует противодействие вибрации. Поэтому при обеспечении статической (поддержание позы) и динамической (управление рычагами и педалями) регуляций нервно-мышечный аппарат испытывает двойную нагрузку. Противодействие вибрационным перемещениям при необходимости выполнения требуемых движений в системе оператор-машина сопряжено со значительными энергозатратами и может привести к утомлению.

Низкочастотная общая вибрация, особенно резонансного диапазона, вызывает длительную травматизацию межпозвоночных дисков и костной ткани, смещение органов брюшной полости, изменение моторики гладкой мускулатуры желудка и кишечника, может приводить к болевым ощущениям в области поясницы, возникновению и прогрессированию дегенеративных изменений позвоночника, заболеваний хроническим пояснично-крестцовым радикулитом, которые

чаще регистрируются у трактористов, рабочих, занятых в производстве сборного железобетона, у водителей автомобилей.

При воздействии низкочастотной вибрации снижается острота зрения, нарушается цветоощущение, сужаются границы поля зре- ния, уменьшается устойчивость ясного видения, снижается функциональная подвижность, происходит расстройство фиксации предметов глазами, нарушается четкость восприятия объектов, затрудняется чтение приборной информации.

Отмечена зависимость снижения остроты зрения от параметров воздействующей вибрации: ухудшение обнаруживается на резонан- сной частоте тела, а также на частотах 20-40 Гц и 6-90 Гц. В основе понижения остроты зрения лежит изменение колебательных движений глазного яблока, что ведет к нарушению точной фиксации объекта и смещению изображения на сетчатке.

Вибрация может прямым путем мешать выполнению рабочих операций или косвенно влиять на работоспособность за счет снижения уровня функционального состояния человека. Вибрацию рассматривают как сильный стресс-фактор, оказывающий отрицательное влияние на психомоторную работоспособность, эмоциональную сферу и умственную деятельность человека и повышающий вероятность возникновения несчастных случаев.

Низкочастотная общая вибрация вызывает нарушение координации движений, причем наиболее выраженные изменения отмечаются при частотах 4-11 Гц.

Общая вибрация оказывает воздействие на функцию дыхания. Изменения дыхания наблюдаются при воздействии вибрации с частотой 4-5 Гц; как правило, их связывают с явлениями резонанса торакоабдоминальной области и раздражением интерорецепторов диафрагмы.

Обобщенная клинико-физиологическая картина действия общей вибрации позволяет высказать гипотезу о механизме прямого микро- травмирующего действия вибрации на опорно-двигательный аппарат, вестибулообусловленные и экстравестибулярные реакции. Частота и степень выраженности нарушений зависят от физических характеристик вибрации, эргономических параметров рабочего места и медико-биологических параметров человека-оператора.

Механизм формирования вибрационных нарушений от воздействия общей вибрации является сложным процессом, состоящим из трех основных взаимосвязанных этапов.

Первый этап - рецепторные изменения, характеризующиеся дисфункцией вестибулярного аппарата, и связанные с ними функциональные нарушения вестибулосоматических, вестибуловегетативных и вестибулосенсорных реакций.

Второй этап - дегенеративно-дистрофические нарушения поз- воночника (остеохондроз), возникающие при наличии экзогенных и эндогенных факторов, и связанные с ними явления декомпепсации трофической системы.

Третий этап - потеря адаптационных способностей органами равновесия и связанные с этим нарушения функционального состояния оптовестибулоспинального комплекса вследствие патологической вестибулоафферентации.

Установлено, что при воздействии общей вибрации важное значение, наряду с нервно-рефлекторными нарушениями, имеют повышение венозного сопротивления и изменение венозного оттока, приводящие к венозному полнокровию, увеличение фильтрации жидкости и снижению питания тканей с развитием в дальнейшем периферического ангиодистонического синдрома. Низкочастотная вибрация ведет к изменению морфологического состава крови: эритроцитопении, лейкоцитозу; имеет место снижение уровня гемоглобина.

Отмечено влияние общей вибрации на обменные процессы (изменение углеводного обмена) и биохимические показатели крови (нарушения белкового и ферментативного, а также витаминного и холестеринового обменов). Наблюдаются нарушения окислительновосстановительных процессов (снижение активности цитохромоксидазы, креатинкиназы, повышение концентрации молочной кислоты крови), изменения показателей азотистого обмена, снижение альбумин-глобулинового коэффициента, изменения активности коагулирующих и антисвертывающих факторов крови. Выявлено изменение минералкортикоидной функции: понижение концентрации ионов натрия в крови, повышение экскреции солей натрия и снижение солей калия.

Имеет место нарушение деятельности эндокринной системы: нарушается нейрогуморальная и гормональная регуляции функций, проявляющиеся в изменениях показателей гистамин-серотонина, содержания гидрокортизона, 17-оксикортикостероидов, катехоламинов. Общая вибрация оказывает также отрицательное влияние на женскую половую сферу, что выражается в расстройствах менструального цикла, альгодисменорее и меноррагии; у мужчин нередко

наблюдается импотенция - эти нарушения наиболее характерны для операторов транспортных и транспортно-технологических средств, подвергающихся действию толчкообразной вибрации.

При всех видах вибрационной болезни нередко наблюдаются изменения со стороны центральной нервной системы в виде вегето- сосудистой дисфункции на неврастеническом фоне, которые могут быть связаны с комбинированным действием вибрации и интенсивного шума, постоянно сопутствующего вибрационным процессам. По той же причине у работников виброопасных профессий с большим стажем возникают невриты слуховых нервов, при выраженных стадиях заболевания наблюдается понижение слуха не только на высокие, но и на низкие тоны.

Профилактика. Комплекс профилактических мероприятий включает: гигиеническое нормирование, организационно-технические и лечебно-профилактические меры.

Основным законодательным документом, регламентирующим параметры производственных вибраций, являются санитарные нормы «Производственная вибрация, вибрация в помещениях жилых и общественных зданий». Санитарные нормы устанавливают классификацию вибрации, методы гигиенической оценки вибрации, нормируемые параметры и их допустимые величины.

Имеется ряд нормативных документов, регламентирующих гигиенические параметры вибрации машин и оборудования в виде ГОСТов, многие из которых относятся к стандартам системы безопасности труда (ССБТ). В настоящее время активно ведется работа по гармонизации санитарных норм и ГОСТов с международными стандартами (ИСО 2631-1:1997 «Вибрация и удар. Оценка воздействия общей вибрации на человека. Часть 1: Общие требования», EN 14253:2003 «Вибрация. Измерение и оценка воздействия общей вибрации на человека на рабочем месте. Практическое руководство»; МЭК, др.).

Наиболее действенными средствами защиты человека от вибрации являются: устранение непосредственного контакта с вибрирующим оборудованием путем применения дистанционного управления, промышленных роботов, механизации и автоматизации процессов, замены технологических операций; снижение интенсивности вибрации непосредственно в источнике (за счет конструктивных усовершенствований); применение упругодемпфирующих материалов и устройств, размещенных между источником вибрации и человеком-

оператором. Например, защита операторов транспортных и транспортно-технологических средств может быть достигнута за счет совершенствования амортизации рабочего места - кресла.

В комплексе мероприятий по снижению неблагоприятного действия вибрации на организм человека важная роль отводится режимам труда и отдыха. Согласно режимам труда суммарное время контакта с вибрацией в течение смены должно быть ограничено в соответствии с величиной превышения нормативного уровня. Кроме того, рекомендуется устанавливать два регламентированных перерыва для активного отдыха, проведения физиотерапевтических процедур и т.д.; обеденный перерыв должен быть продолжительностью не менее 40 мин.

К мерам организационного характера, направленным на сокращение времени контакта с вибрационным оборудованием, относится создание комплексных бригад со взаимозаменяемостью профессий.

В целях профилактики неблагоприятного воздействия общей вибрации работающие должны использовать средства индивидуаль- ной защиты: антивибрационные рукавицы или перчатки, коврики, обувь, подметки.

Среди лечебно-профилактических мероприятий важное место отводится ранней диагностике заболеваний и активной дифферен- цированной диспансеризации работающих виброопасных профессий. Диспансеризация предусматривает предупреждение возникновения (первичная профилактика), прогрессирования (вторичная профилактика) вибрационной болезни, а также заболеваний непрофессионального характера.

К медико-биологическим и общеоздоровительным мероприятиям профилактики вибрационной патологии относятся: производственная гимнастика; УФ-облучение; витаминопрофилактика и другие мероприятия общеукрепляющего характера, например, комната пси- хологической разгрузки, кислородный коктейль и др.

14.3. ГИГИЕНИЧЕСКОЕ НОРМИРОВАНИЕ ВИБРАЦИИ

Гигиеническое нормирование вибрации базируется на критериях здоровья и работоспособности с оценкой влияния фактора на целостный организм в процессе трудовой деятельности с учетом ее напря- женности и тяжести. Основные направления исследований для усовер- шенствования гигиенического нормирования вибраций включают:

Гигиеническую оценку биологически значимых физических параметров вибрации с учетом сопутствующих факторов (влаж- ность, охлаждение, шум, химические вещества, мышечное напряжение); учитываются влияние времени экспозиции, прерывистый и непрерывный характер вибрационного воздействия;

Оценку состояния здоровья по данным изучения общей и профессиональной заболеваемости, клинических, физиологических и психофизиологических исследований;

Экспериментальные исследования на вибростендах влияния общей вибрации и вибросиловых характеристик ручных машин (локальная вибрация) на добровольцах;

Социологические исследования основных виброопасных контингентов.

В настоящее время разработаны методические рекомендации, в соответствии с которыми должны выполняться исследования по усовершенствованию норм на допустимые уровни вибрации рабочих мест для разных категорий трудовой деятельности и дифференцированных норм локальной вибрации с учетом вибросиловых характеристик. Сформулированы и обоснованы основополагающие принципы нормирования.

Вибрация нормируется по спектру колебательной скорости и ускорения в октавных или трехоктавных полосах со среднегеомет- рическими частотами от 0,8 до 80 Гц (общая вибрация) и от 8 до 1000 Гц (локальная вибрация) для каждого направления ее действия; предельно допустимые уровни дифференцированы в соответствии с характером трудовой деятельности для стационарного технологического и транспортно-технологического оборудования, транспортных средств и ручных машин, а также с учетом специфики воздействия вибрации, определяющей особенности развития утомления и патологии у работающих. Виды трудовой деятельности рассматриваются с позиций взаимодействия человека-оператора с машиной по степени его участия в управлении машиной - источником вибрации.

Проведенные исследования позволили установить критерии воздействия вибрации, определяющие уровни нормируемых параметров (табл. 14.2):

Критерий «безопасность», по которому нормируется локальная и транспортная вибрация;

Критерий «границы снижения производительности труда», по которому нормируется транспортно-технологическая и технологическая вибрация типа «а»;

Критерий «комфорт», по которому нормируется технологическая вибрация типа «б» и «в».

Критерий «безопасность» обеспечивает сохранение здоровья и оценивается по объективным показателям с учетом риска возникновения профессиональных поражений.

Критерий «граница снижения производительности труда» обес- печивает поддержание нормативной производительности труда, не снижающейся из-за развития усталости под воздействием вибрации.

Критерий «комфорт» обеспечивает оператору ощущение комфортности условий труда при полном отсутствии мешающего воздействия.

При оценке значимости вибрационного воздействия рабочих мест и установлении допустимых величин учитываются: низкочастотный характер спектров вибрации на рабочих местах; распространение вибрации по телу человека и вовлечение в колебательный процесс головы; заинтересованность вестибулярного анализатора, имеющего тесные вестибулоспинальные, мозжечковые, окуломоторные и корково-подкорковые связи; опосредованное влияние вибрации и трудового процесса на функциональное состояние организма, проявляющееся в изменениях клинико-физиологических показателей работоспособности и в субъективных реакциях. Рекомендуется при исследовании сдвигов физиологических показателей в качестве количественного критерия отклонение от нормы?1,5а.

При расширенных клинико-лабораторных исследованиях действия общей вибрации учитываются результаты субъективной оценки вибрации (анкетный опрос), углубленный анализ состояния ста- токинетических функций, вестибулярных функций, высшей нервной деятельности, церебральной гемодинамики, вариационной пульсометрии. Основные физиологические методы, которые учитываются при проведении производственных исследований воздействия вибрации рабочих мест - стабилография, термометрия, гальваническая проба, критическая частота световых мельканий, простая зрительномоторная реакция, статическая выносливость мышц кисти, реоэнце- фалография.

Особенности дифференцированного нормирования локальной вибрации с учетом показателей мышечной деятельности оператора

Таблица 14.2. Требования по ограничению неблагоприятного воздействия вибрации

основаны на том, что реакция его организма определяется вибросиловыми характеристиками машины.

Вибросиловые характеристики включают:

Уровни вибрации в местах контакта рук оператора с машиной;

Статическую силу нажатия, необходимую для обеспечения нормального функционирования машины;

Массу или часть массы машины, удерживаемые руками при выполнении технологической операции.

Характер мышечной деятельности оператора обусловливается степенью участия и нагрузкой основных мышечных групп, опреде- ляющих, в свою очередь, импедансные характеристики тела оператора, которые влияют на передачу колебательной энергии от машины оператору и на ее распространение по телу. Характер мышечной деятельности оператора также определяет степень мышечного утомления и характер сосудистых реакций в результате статической и динамической работ.

Специфика воздействия, соответственно, зависит от частотной характеристики вибрации, определяющей степень распространения по телу, и особенности физиологических реакций. Отдельные фун- кциональные системы организма проявляют избирательную чувствительность к различным компонентам вибросилового комплекса. Наиболее эквивалентными компонентами по величине сдвигов являются изменения вибрационной чувствительности, систолического артериального давления и тонуса мелких сосудов.

«Вклад усилий нажатия» и обхвата в суммарный эффект по показателям V сдвига порогов виброчувствительности и сосудистым реакциям составляет 12-21% при уровне 117 дБ и 22-38% при уровне 105 дБ. Субъективная оценка вибрации возрастает пропорционально увеличению усилия, что связано с более эффективным распространением вибрации по телу и возрастанием механического импеданса руки, определяющего размер рецептивной зоны вибрации.

При работе ручными машинами сила нажатия, необходимая для работы в номинальном режиме, не должна превышать для одноруч- ной машины 100 Н, для двуручной - 200 Н. Усилия обхвата рукояток не должны превышать для правой руки 40 Н, для левой - 20 Н, а усилия нажатия пусковых устройств - 10 Н.

Как упоминалось, низкочастотные машины, как правило, имеют большую массу (масса, приходящаяся на руки) и требуют больших усилий, а высокочастотные - малую массу и требуют меньше

усилий. Эти же параметры определяют степень тяжести труда. Классификация вибросиловых характеристик ручных машин с учетом допустимых мышечных нагрузок и спектра вибрации представлена в табл. 14.3.

В основу классификации положен характер мышечной работы оператора (общая, регионарная или локальная мышечная нагрузки) и спектр вибрации (низко-, средне- и высокочастотный), в соответствии с чем и ограничиваются вибросиловые характеристики ручных машин. Приведенные в классификации характеристики отражают средние значения вибросиловых зон, и дальнейшей задачей нормирования является определение допустимых пределов их варьирования с учетом временных характеристик деятельности операторов ручных машин (наличие прерывистых и непрерывных циклов, импульсных ударов, формы колебательного процесса).

Исследования характера изменения физиологических функций при воздействии ручных машин с различными вибросиловыми характеристиками проводятся в условиях лабораторных испытаний на специальных вибростендах, снабженных рукоятками, позволяющими имитировать типовую рабочую позу при дозированной вибрации и мышечном усилии (сила нажатия и обжима рукоятки, вес, передаваемый на руки) и в условиях производства с учетом временных (на протяжении рабочей смены) и постоянных (стажевых) сдвигов основных физиологических функций. В методических рекомендациях по разработке дифференцированных норм локальной вибрации с учетом вибросиловых характеристик и норм на допустимые уровни вибрации рабочих мест для разных категорий трудовой деятельности приводятся основные методы и критерии оценки физиологических функций.

Классификация и оценка вибрации с учетом вибросиловых характеристик для ручных машин и с учетом категорий трудовой деятельности для рабочих мест положена в основу ныне действующих санитарных норм вибрации.

В настоящее время действуют санитарные нормы «Производственная вибрация, вибрация в помещениях жилых и общественных зданий», устанавливающие классификацию, нормируемые параметры, предельно допустимые значения производственной вибрации, допустимые значения вибрации в жилых и общественных зданиях. Таким образом, впервые в одном документе наряду с производственной вибрацией регламентируются уровни вибрации в помещениях

Таблица 14.3. Классификация вибросиловых характеристик ручных машин

жилых и общественных зданий. Согласно требованиям действующих санитарных норм, гигиеническая оценка постоянной и непостоянной производственной вибрации и вибрации должна выполняться следующими методами:

Частотным (спектральным) анализом нормируемого параметра;

Интегральной оценкой по частоте нормируемого параметра;

Интегральной оценкой с учетом времени вибрационного воздействия по эквивалентному уровню нормируемого параметра.

Нормируемый диапазон частот устанавливается:

Для локальной вибрации в виде октавных полос со среднегеометрическими частотами: 8; 16; 31,5; 63; 125; 250; 500; 1000 Гц;

Для общей вибрации в виде октавных или 1 /з-октавных полос со среднегеометрическими частотами 0,8; 1; 1,25; 1,6; 2,0; 2,5; 3,15; 4,0; 5,0; 6,3; 8,0; 10,0; 12,5; 16,0; 20,0; 25,0; 31,5; 40,0; 50,0; 63,0; 80,0 Гц; в том числе для жилых и общественных зданий в виде октавных полос со среднегеометрическими частотами 2; 4; 8; 16; 31,5; 63 Гц.

При частотном (спектральном) анализе нормируемыми параметрами являются средние квадратические значения виброскорости (v) и виброускорения (а) или их логарифмические уровни (Ц, и L a), измеряемые в 1 /1 и 1 /3-октавных полосах частот.

Логарифмические уровни виброскорости (L v) в дБ определяют по формуле:

L v = 20lg-v/5-10 -8

где:

v - среднее квадратическое значение виброскорости, м/с; 5?10 -8 - опорное значение виброскорости, м/с.

Логарифмические уровни виброускорения (L a), в дБ, определяются по формуле:

L a = 20lg-a/1-10 -6

где:

a - среднее квадратическое значение виброускорения, м/с 2 ; 1?10 -6 - опорное значение виброускорения, м/с 2 .

Примечание. Логарифмические уровни виброускорения относительно принятого нового значения опорной величины 10 -6 м/с 2 превышают логарифмические уровни виброускорения относительно ранее действовавшей опорной величины 3?10 -4 на 50 дБ.

Вибрация – это механические колебательные движения системы С упругими связями. Вибрация характеризуется спектром частот и такими кинематическими параметрами, как виброскорость и виброуско­рение или их логарифмическими уровнями в децибелах (дБ).

Виды вибраций

Вибрацию классифицируют следующим образом:

1. По способу передачи человеку:

• локальная вибрация, передающаяся на руки работника;
• общая вибрация, передающаяся через опорные поверхности тела в положении сидя (ягодицы) или стоя (подошвы ног).

2. По частотному составу:

• низкочастотная вибрация (с преобладанием максимальных уровней в октавных полосах 1-4 Гц и 8-16 Гц соответственно для общей и локальной вибрации);
• среднечастотная вибрация (8-16 Гц для общей вибрации, 31,5 и 63 Гц для локальной вибрации);
• высокочастотная вибрация (31,5 и 63 Гц для общей вибрации, 125-1000 Гц для локальной вибрации).

3. По направлению вибрационного воздействия – в соответствии с направлением осей ортогональной системы координат:

• для общей вибрации направление осей Xо, Yо, Zо и их связь с телом человека следующая: ось Xо – горизонтальная от спины к груди; ось Yо – горизонтальная от правого плеча к левому); Zл – вертикальная ось, перпендикулярная опорным поверхностям тела в местах его контакта с сиденьем, полом и т.п.
• для локальной вибрации направление осей Xл, Yл, Zл и их связь с рукой человека следующая: ось Xл – совпадает или параллельна оси места охвата источника вибрации (рукоятки, ложемента, рулевого колеса, рычага управления, удерживаемого в руках обрабатываемого изделия и т.п.); ось Yл – перпендикулярна ладони, а ось Zл – лежит в плоскости, образованной осью Xл и направлением подачи или приложения силы, и направлена вдоль оси предплечья.

4. По характеру спектра:

• узкополосная вибрация – у которой контролируемые параметры в одной третьоктавной полосе частот более чем на 15 дБ превышает значения в соседних третьоктавных полосах;
• широкополосная вибрация – с непрерывным спектром шириной более одной октавы.

5. По временным.характеристикам:

• постоянная вибрация, для которой величина виброскорости или виброускорения изменяется не более чем в 2 раза (па 6 дВ) за время наблюдения;
• непостоянная вибра­ция (колеблющаяся, переменная, импульсная), для которой величина виброскорости или виброускорения изменяется не менее чем в 2 раза (на 6 дБ) за время наблюдения не менее 10 минут.

Производственными источниками локальной вибрации являются машины ударного, ударно-вращательного и вращательного действия. Локальная вибрация имеет место при точильных, наждачных, шли­фовальных, полировочных работах, выполняемых на стационарных станках с ручной подачей изделий, а также при работе ручными инструментами.

Общая вибрация по источнику возникновения бывает: транспортной, транспортно-технологической и технологической.

Водители транспортных машин (тракторов, самоходной сельхозтехники, грузового автотранспорта, землеройных машин и др.), а также операторы транспортно-технологического оборудования (экскаваторов, подъемных кранов, горнодобывающих машин, бетоно­укладчиков и др.) подвергаются воздействию общей и локальной вибрации. На рабочие места передается низкочастотная толчкообразная вибрация беспорядочного характера, возникающая в процессе пере­движения машин по неровной поверхности или от работы подвижных частей механизмов. На рабочее место водителя, в том числе на органы управления передается вибрация, возникающая в результате работы двигателя.

К источникам технологических вибраций относится обо­рудование, действие которого основано на использовании вибрации и ударов (виброплатформы, вибростенды, молоты, штампы, прессы и пр.), а также мощные электрические установки (компрессоры, насо­сы, вентиляторы, некоторые металлообрабатывающие станки и др.).

Воздействие повышенного уровня вибрации на организм человека

Вибрация относится к факторам, обладающим значительной биологической активностью. Характер, глубина и направленность функциональных сдвигов со стороны различных систем организма определятся прежде всего уровнем, спектральным составом и продолжительностью воздействия вибрации.

Нарушения здоровья работающего, обусловленные локальной или общей вибрацией, складываются из поражении нейрососудистой, нервно-мышечной систем, опорно-двигательного аппарата, изменений обмена веществ и др. При всех видах вибрационной болезни нередко наблюдаются изменения со стороны центральной нервной системы, которые связаны с комбинированным действием вибрации и интенсивного шума, постоянно сопутствующего вибрационным про­цессам.

По статистическим данным, 1/4 выявленных профессиональных заболеваний связано с воздействием вибрации и шума. Наиболее высокая заболеваемость вибрационной болезнью регистрируется в тяжелом, энергетическом, транспортном машиностроении, угольной промышленности и цветной металлургии.

Профилактические мероприятия по снижению уровней вибрации

Комплекс профилактических мероприятий, снижающих уровни вибрации оборудования, сокращающих время контакта с ним и ограничивающим влияние неблагоприятных сопутствующих факторов производственной сферы включает гигиеническое нормирование, организационно-технические и лечебно-профилактические меры.

Ос­новным документом, регламентирующим параметры производственных вибраций, являются Санитарные нормы СН 2.2.4/2.1.8.566-96 «Производственная вибрация, вибрация в помещениях жилых и общественных зданий». В них содержится классификация вибрации, методы гигиени­ческой оценки вибрации, нормируемые параметры и их допустимые величины.

Санитарными правилами и нормами СанПиН 2.2.2.540-96 «Гигиенические требования к ручным инструментам и организации работ» установлены требования к ручным машинам (массе), весу, воспринимаемому руками оператора при выполнении рабочих операций, силе нажатия, необходимой для работы в номинальном режиме, усилию нажатия пусковых устройств. В названном документе также содержатся правила организации работ с ручными инструментами и профилактические мероприятия.

Имеется ряд государственных стандартов, которые регламентируют гигиенические параметры вибрации машин и оборудования.

Основные методы и средства защиты от вибрации

Основными методами и средствами защиты от вибрации являются:

• устранение непосредственного контакта с вибрирующим обо­рудованием путем применения дистанционного управления, промышленных роботов, автоматизации;
• уменьшение интенсивности вибрации непосредственно в источнике;
• применение вибродемпфирования, динамического виброгашения, активной и пассивной виброизоляции;
• рациональная организация режима труда и отдыха;
• создание комплексных бригад с взаимозаменяемостью про­фессий;
• использование средств индивидуальной защиты;
• организация активной дифференцированной диспансеризации работников виброопасных профессий;
• тепловые процедуры для рук в виде гидропроцедур или сухого воздушного обогрева;
• взаимомассаж и самомассаж рук и плечевого пояса;
• производственная гимнастика;
• ультрафиолетовое облучение;
• витаминопрофилактика.

Вибрация определяется как колебательный процесс, возникающий при периодическом смещении центра тяжести какого-либо тела от положения равновесия, а также при периодическом изменении формы тела, которую оно имело в статическом состоянии. Вибрация возникает вследствие колебаний частей аппаратов, машин, коммуникаций и сооружений, вызываемых неуравновешенностью вращающихся деталей, пульсаций давления при транспортировке жидкостей и т.п.

Считается, что диапазон колебаний, воспринимаемых человеком, как вибрация при непосредственном контакте с колеблющейся поверхностью, лежит в пределах (12–8000) Гц. Колебания с частотой до 12 Гц воспринимаются всем телом как отдельные толчки. При частотах больше (16-20) Гц вибрация сопровождается шумом.

Следует отметить, что в определенных условиях вибрация оказывает благоприятное действие на организм человека и применяется в медицине для улучшения функционального состояния нервной системы, ускорения заживления ран, улучшения кровообращения, лечения радикулитов и т.п., полезное свойство вибрации используют для интенсификации определенных производственных процессов, например, виброуплотнение бетона, грунта, разгрузки сыпучих материалов из емкостей и т.п.

Однако во многих случаях в производственных условиях воздействие вибрации может вызвать нарушение механической прочности и герметичности аппаратов и коммуникаций, быть причиной аварий, а также приводит к различным нарушениям здоровья человека. Вибрации вызывают в организме человека многочисленные реакции, которые являются причиной функциональных расстройств различных органов и систем организма.

Простейшим видом вибрации является вибрация, действующая по синусоидальному закону. Основные параметры синусоидального колебания: частота – в герцах; амплитуда смещения – А в м или см; скорость – в м/с; ускорение а - в м/с 2 или в долях ускорения силы тяжести – 9,81 м/с 2 . Время, в течение которого совершается одно полное колебание, называется периодом колебания Т (с).

Условно за нулевой уровень колебательной скорости принимают величину 5·10 -8 м/с, соответствующую среднеквадратичной колебательной скорости при стандартном пороге звукового давления, равном 2·10 -5 Н/м 2 , а за нулевой уровень колебательного ускорения принимается величина 3·10 -4 м/с 2 .

Вибрация классифицируется по целому ряду признаков.

По способу передачи принято различать вибрацию:

• локальную (местную), передаваемую через руки (при работе с ручными машинами, органами управления);
• общую, передаваемую через опорные поверхности сидящего или стоящего человека и вызывающую сотрясение всего организма.

По характеру спектра

• узкополосные , у которых контролируемые параметры в 1/3-октавной полосе частот более чем на 15 дБ превышают значения в соседних 1/3- октавных полосах;
• широкополосные , которые не отвечают указанному требованию.

По частотному составу вибрации подразделяются на:

• низкочастотные с преобладанием максимальных уровней в октавных полосах 8 и 18 Гц (локальная), и 1 и 4 Гц (общая);
• среднечастотные – 31,5 и 63 Гц (локальная), 8 и 16 Гц (общая);
• высокочастотные – 125, 250, 500 и 1000 Гц (локальная), 31,5 и 63 Гц (общая).

По временным характеристикам локальные вибрации подразделяются на:

• постоянные, для которых величина виброскорости изменяется не более чем в 2 раза (на 6 дБ) за время наблюдения не менее 1 мин.;
• непостоянные , для которых величина виброскорости изменяется не менее чем в 2 раза (на 6 дБ) за время наблюдения не менее 1 мин.

В свою очередь непостоянные вибрации подразделяются на:

• колеблющиеся во времени, для которых уровень виброскорости непрерывно изменяется во времени;
• прерывистые , когда контакт оператора с вибрацией в процессе работы прерывается, причем длительность интервалов, в течение которых имеет место контакт, составляет более 1 с;
• импульсные , состоящие из одного или нескольких вибрационных воздействий (например, ударов), каждый длительностью менее 1 с.

Общую вибрацию в зависимости от источника ее возникновения подразделяют на следующие три категории:

• транспортная вибрация , воздействующая на человека на рабочих местах самоходных и прицепных машин, транспортных средств при их движении по местности. К источникам транспортной вибрации относят тракторы, сельскохозяйственные машины, автомобили, снегоочистители, самоходный рельсовый транспорт и др.;
• транспортно-технологическая вибрация , возникающая при работе машин, выполнящих технологическую операцию и перемещающихся по специально подготовленным поверхностям производственных помещений, промышленных площадок, горных выработок и т.п. К источникам транспортно-технологической вибрации относят экскаваторы, краны и строительные машины, горные комбайны, шахтные перегрузочные машины, путевые машины, бетоноукладчики, напольный производственный транспорт;
• технологическая вибрация , воздействующая на человека на рабочих местах стационарных машин или передающаяся на другие рабочие места, не имеющие источников вибрации. К источникам технологической вибрации относят: металло- и деревообрабатывающие станки, кузнечно-прессовое оборудование, литейные и электрические машины, стационарные электрические установки, насосные агрегаты и вентиляторы, машины для животноводства, очистки и сортировки зерна, оборудование промышленности строительных материалов, установки химической и нефтехимической промышленности и др.

Степень и характер действия вибрации на организм человека зависят от вида вибрации, ее параметров и направления воздействия.

Общая вибрация воздействует на весь организм человека, локальная – на отдельные части тела. Однако такое разделение вибрации является условным, так как и локальная вибрация в итоге влияет на весь организм. Этому в значительной степени способствует хорошая проводимость механических колебаний тканями тела человека, особенно костной тканью. Поэтому кажущиеся локальными вибрации в действительности нередко распространяются на самые отдаленные участки поверхности тела и могут достигать там значительных амплитуд.

Наиболее распространены заболевания, вызываемые локальной вибрацией.

Локальная вибрация , имеющая широкий частотный спектр, часто с наличием ударов (клепка, рубка, бурение), вызывает разлиную степень сосудистых, нервно-мышечных, костно-суставных и других нарушений. Такая вибрация вызывает спазмы сосудов, которые, начиная с пальцев распространяются на кисть, предплечье и охватывают сосуды сердца, при этом нарушается снабжение конечностей кровью. Одновременно локальная вибрация воздействует на нервные окончания, мышечные и костные ткани, что приводит к снижению чувствительности кожи, окостенению сухожилий мышц, отложению солей в суставах пальцев и кистей, что приводит к снижению их подвижности. Нередко наблюдается так называемый феномен «мертвых» рук или белых пальцев. Под действием локальной вибрации могут появляться нарушения деятельности центральной нервной системы.

Весьма опасными являются колебания рабочих мест , имеющие частоту, резонансную с колебаниями отдельных органов или частей тела человека. Для большинства внутренних органов собственные частоты колебаний лежат в области (6-9) Гц. Для стоящего на вибрирующей поверхности человека имеется 2 резонансных пика на частотах (5-12) Гц и (17-25) Гц, для сидящего – на частотах (4-6) Гц.

При систематическом воздействии на человека общей вибрации могут возникнуть стойкие нарушения опорно-двигательного аппарата, нервной системы, приводящее к изменению в сердечно-сосудистой системе, вестибулярном аппарате, к нарушению обмена веществ. Такие воздействия проявляются в виде головных болей, головокружений, плохого сна, утомления и пониженной работоспособности и др.

Длительное воздействие вибрации может привести к развитию вибрационной болезни , сопровождаемой стойкими патологическими нарушениями в организме работающего. Успешное лечение вибрационной болезни возможно только на ранних стадиях развития. Тяжелые формы заболевания, как правило, ведут к частичной или полной потере трудоспособности.

Возникновению заболеваний способствуют такие сопутствующие факторы, как охлаждение, большие статические мышечные усилия, производственный шум. При работе с пневматическими ручными машинами имеет место охлаждение рук отработанным воздухом и холодным металлом корпуса машины. В ряде случаев вследствие значительной массы ручной машины рабочий прикладывает усилия для удержания и работы с этой машиной.

Защита от вибрации обеспечивается:

• системой технических, технологических и организационных решений и мероприятий по созданию машин и оборудования с низкой вибрационной активностью;
• системой проектных и технологических решений производственных процессов и элементов производственной среды, снижающих вибрационную нагрузку на работника;
• системой организации труда и профилактических мероприятий, ослабляющих неблагоприятное воздействие вибрации на человека.

Наиболее действенным средством защиты человека от вибрации является устранение непосредственного контакта с вибрирующим оборудованием. Осуществляется это путем применения дистанционного управления, промышленных роботов, автоматизации и замены технологических операций.

Радикальным средством обеспечения вибробезопасности является создание и применение вибробезопасных машин.

На предприятии вибробезопасность обеспечивается:

• соблюдением правил и условий эксплуатации машин и ведения технологических процессов, использованием машин только в соответствии с их назначением, предусмотренным нормативно-технической документацией;
• поддержанием технического состояния машин, параметров технологических процессов и элементов производственной среды на уровне, предусмотренном нормативно-технической документацией, а также своевременным проведением планово-предупредительного ремонта;
• совершенствованием режимов работы машин и элементов производственной среды, исключением контакта работающих с вибрирующими поверхностями;
• введением и соблюдением режимов труда и отдыха, в наибольшей мере снижающих неблагоприятное воздействие вибрации на человека;
• осуществлением санитарно-профилактических и оздоровительных мероприятий;
• применением средств индивидуальной защиты от вибрации.

Радикальным направлением борьбы с вибрацией (также как и с шумом) является исключение шумных и виброопасных технологических процессов (замена клепки сваркой, штамповки – прессованием и т.п.).

При проектировании технологических процессов и производственных зданий и сооружений должны быть выбраны машины с наименьшими значениями параметров вибрационных характеристик , зафиксированы рабочие места (зоны), на которых работающие могут подвергаться воздействию вибрации, разработаны схемы размещения машин с учетом создания минимальных уровней вибрации на рабочих местах, выбраны строительные решения оснований и перекрытий для установки машин, обеспечивающие гигиенические нормы вибрации на рабочих местах и т.п.

Для исключения контакта работающих с вибрирующими поверхностями за пределами рабочего места (зоны) необходимо опасные (с точки зрения вибрации) участки выделять ограждениями, предупреждающими знаками, надписями, окраской и т.п.

Снижение вибрации машин достигается тщательной балансировкой вращающихся частей, сокращением динамических процессов, вызываемых ударами, резкими ускорениями и т.п.

Применение вибродемпфирования – превращение энергии механических колебаний системы в другие виды энергии (например, в тепловую), -- также способствует повышению вибробезопасности.

Виброизоляция осуществляется посредством введения в систему дополнительных упругих связей, препятствующих передаче вибрации от машины к основанию или другим элементам конструкции.

Рекомендуется, чтобы общее время контакта работающего с вибрирующими машинами , вибрация которых соответствует допустимым уровням, не превышал 2/3 продолжительности рабочего дня, а непрерывная продолжительность воздействия вибрации, включая микропаузы, (15-20) мин. Также рекомендуется устанавливать два регламентируемых перерыва для активного отдыха, проведения физиопрофилактических процедур, производственной гимнастики по специальному комплексу.

В связи изложенным не разрешается проведение сверхурочных работ с вибрирующими машинами . Целесообразно создание комплексных бригад, работающих по принципу взаимозаменяемости и совмещения профессий, что дает возможность обеспечить бесперебойную работу механизмов, а также предоставление регламентированных перерывов работникам исходя из требований гигиены труда.

Для виброзащиты применяются средства индивидуальной защиты для рук, ног и тела оператора. В качестве средства защиты для рук применяются рукавицы и перчатки, вкладыши и прокладки по ГОСТ 12.4.002 "Система стандартов безопасности труда. Средства защиты рук от вибрации. Технические требования и методы испытаний" .

Виброзащитная обувь изготавливается в виде сапог, полусапог, в конструкции низа которых используется упруго-демпфирующий материал (ГОСТ 12.4.024 "Система стандартов безопасности труда. Обувь специальная виброзащитная. Общие технические требования" ).

Средства индивидуальной защиты для тела по форме исполнения подразделяются на нагрудники, пояса, специальные костюмы, которые также изготавливаются из упруго-деформирующих материалов.

Учитывая, что действие вибрации усугубляется пониженными температурами, средства индивидуальной защиты должны иметь утепляющие элементы, а также должны предусматриваться специальные отапливаемые помещения для обогрева работников.